柯达CR影像成像原理及伪影故障的分析与排除

陈学钊

柯达CR影像成像原理及伪影故障的分析与排除

陈学钊①

计算机X射线摄影(computed radiograph，CR)广泛应用于各医院的放射科，是处理X射线摄影信息的数字化医疗诊断设备。本文通过对CR成像原理进行分析和列举其在实际使用过程中常见的图像伪影，达到启发使用者处理X射线图像伪影问题的目的。

1 CR影像成像原理

X射线穿过被摄物体后在图像板(Image Plate，IP)上形成潜影，潜影通过激光扫描产生与X射线能量成正比的紫外光，紫外光通过光电倍增管放大转换成电信号，电信号再由A/D转化模块转化成数字信号，数字信号经软件处理成图像。

2 IP板及激光扫描IP板形成荧光模拟影像过程

X射线照射IP板时 定期清洗并需IP板上荧光晶体中的二价铕离子被激发为三价铕离子，并放出电子至周围的导带中，导带中的电子被晶体中的卤离子空穴捕获，生成半稳定状态的“F中心”潜影。波长为600 nm左右的激光扫描IP板时激光被F中心吸收，使F中心的俘获电子重新释放到导带上，再被三价铕离子捕获而变为二价铕离子，这个过程伴随释放大量能量而发出波长为390～400 nm的荧光模拟图像，该荧光的波长与激光无关，而其强度与F中心的曝光大小成正比，荧光信息再经光电转换为电信号，A/D转换为数字信号，输入计算机处理成为数字影像。

3 伪影案例一

(1)伪影现象。在使用过程中图像突然出现贯穿整幅图像的条纹状暗影，暗影非常细密(如图1所示)。 (2)伪影分析与排除。采用排除法测试故障点，选择需进行膝关节照相的患者曝光，图像伪影依旧且无变化，证明伪影与投照部位无关。而IP板在另外一间照相室曝光则伪影消失，因此排除伪影在IP扫描时产生。由于分析球管不太可能产生条纹状伪影，因此考虑伪影由滤线栅产生。此时在床面上曝光IP板后扫描伪影未出现，证实判断正确。检查时发现滤线栅振动行程中有异物，导致在曝光时滤线栅静止故形成伪影。排除异物后再次曝光伪影消失。

4 伪影案例二

(1)伪影现象。CR扫描胸部正位片影像显示，左半部与右半部的效果不一致，呈现一边黑另一边白的状态，而其他部位效果正常(如图2所示)。

图1 条纹状伪影

图2 密度不一状伪影

(2)伪影分析与排除。图像效果显示，胸片不正常而其他部位正常，重新开机更换IP板重试后故障依旧，排除IP影响。考虑为CR光路的问题，检查光路后除有灰尘外未发现其他问题，清洁激光、透镜、反射镜及光电倍增管后问题依旧。由于担心软件处理参数丢失而引起，立即恢复机器装机时备份的CR校准参数，但故障依旧。测试发现，在不使用滤线栅时的图像正常，而用滤线栅时空曝光的影像则出现明显的左右影像密度不一致。观察发现，X光机的胸片架立柱固定不牢，用卷尺测量胸片架左右两端到球管距离发现有5 cm误差，证明胸片架位置有移动。重新摆好胸片架位置后拍胸部正位片，CR扫描后效果完全正常，伪影排除。X光机的胸片架立柱固定松动、位移、胸片架上的滤线栅与球管的出线方向不匹配及部分X射线被滤线栅所遮挡均会出现伪影。

5 伪影案例三

(1)伪影现象。在14X17IP板成像中有两条贯穿17方向的亮线(如图3所示)。

(2)伪影分析与排除。经多次曝光比对，亮线的位置固定在同一位置。更换不同IP板后伪影现象一致，因此判断伪影是在CR扫描过程中形成。通过激光扫描原理分析，伪影是在激光由点振荡成线有异物遮挡而造成。检查激光偏振电机后的透镜，并清洁灰尘，伪影依旧。顺光路清洁折射镜，伪影仍未排除。清洁光电倍增管前的收集腔，伪影仍存在。打开机器用手电照射光路并仔细观察发现，在收集腔下沿光通路上有两根细毛，位置正好对应伪影的位置，用镊子把细毛清除，再次曝光扫描后图像正常。

6 小结

CR伪影有时是由前级产生，CR的前级一般为X射线设备。IP板是造成伪影的重要因素，处理伪影故障时要先予以排除。IP板上的荧光晶体涂层有一定寿命，超过曝光次数会产生老化、潜影生成能力减弱并产生伪影。IP板上的灰尘会造成伪影，应使用专用清洗液定期清洗。光路灰尘需要定期清理，否则会影像图像质量并造成伪影。

图3 高密度贯穿状伪影

[1]张元旭.柯达850型CR激光扫描仪工作原理及常见故障排除[J].设备运行与保障，2010，25(7)：113.

[2]邢家伟，刘晖，戴捷，等.AGFA COMPACT PLUS CR DIGITIZER故障的分析与维修[J].中国医学装备，2011，8(5)：52-53.

[3]胡峻.CR 400 PLUS系统的工作原理及其应用[J].现代医学仪器与应用，2002，14(1)：21-23.

[4]杜鸿儒.柯达CR900故障分析处理与保养[J].中国医学装备，2012，9(10)：91.

1672-8270(2014)01-0103-02

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10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.01.039

2013-09-27

①解放军第211医院医学工程科 黑龙江 哈尔滨 150080

陈学钊,男,(1963- ),本科学历，副主任技师。解放军第211医院医学工程科主任，从事医疗设备管理和维修工作。