DR静态平板去除错层伪影的研究

王克枢

淄川区医院 设备科，山东 淄博 255100

DR静态平板去除错层伪影的研究

王克枢

淄川区医院 设备科，山东 淄博 255100

本文对岛津D-vision平板摄影透视系统偶发的图像错层伪影现象进行了研究，通过对异常图像和设备自身设计特点进行分析，发现曝光后平板的过早运动是导致图像伪影的直接原因，基于此提出了加配平板延时返回控制电路的解决方案。改进后结果表明，在平板摄影透视系统加装平板延时返回功能后，图像错层现象消失，DR摄影图像质量得到提升，且改进不会影响检查效率，可应用推广至相关设备的改进。

数字化X线摄影；X线摄影透视系统；错层伪影；延时返回控制电路

岛津D-vision平板摄影透视系统采用静态平板数字化X线摄影（Digital Radiography，DR）与透视的有效组合，能够实时透视发现病灶，在最佳位置摄影显示病变[1]。但实际应用中，我们发现使用此装置获取的DR图像偶尔会出现图像错层现象，影响病变显示，严重者甚至导致检查失败。通过研究，我们设计加配了平板延时返回控制电路来改变平板运动时序，有效的解决了这一问题。

1 故障分析排查

1.1 岛津D-vision平板摄影透视系统的工作流程

岛津D-vision平板摄影透视系统在透视时由影像增强器接收透过患者身体的X线信号。摄影前平板停留在非X线照射区，而接收到摄影指令时，平板则迅速移动到影像增强器前，接收透过人体的X线信号，并将其依次转换为光学信号和电信号。在X线终止后的3 s内，系统完成平板数据的传送和图像数据处理工作。

2.2 导致图像出现错层伪影的原因分析

在实际工作中，我们发现平板运动会对图像产生一定的影响，主要表现在偶尔发生的图像错层断裂现象。此现象的产生会影响DR摄影图像质量，严重时会影响病变显示，因此该现象发生时需重新摄影。根据相关研究报道，平板环境温度的变化，局部坏点、坏线等都会导致图像伪影[2]，但伪影两侧的图像位置应相互吻合，不应出现前后或左右方向的位移现象。通过仔细观察伪影图像，我们发现，尽管图像错层，但其分界清晰，且界线两侧的图像正常，类似于对相邻检查部位进行两次曝光后获取图像的错位拼接（图1）。分析表明，应当把关注点放在图像数据处理环节[3]，以此消除X线机产生的图像错层问题。

图1 DR摄影错层断裂图像

岛津D-vision同传统DR的最大的区别是：传统DR在摄影过程中，平板探测器是固定不动的，而D-vision则有平板的往返动作。通过调查发现，应用该型号设备的其他医院，也出现过类似情况。进一步分析，图像电信号的读出和A/D转换在平板中完成，曝光结束后平板退回初始位置的运动又恰恰发生在图像形成和传输过程中，此时平板运动产生的干扰信号很可能进入图像数据，进而影响到诊断图像形成前的补偿修正、增益修正、对数转换、锐化增强等环节[4]，同时很可能干扰到数据传送进程，从而影响到DR图像的质量和真实性。因此，对图像形成和数据传送造成干扰的平板运动很可能是导致DR图像出现错层断裂伪影的直接原因。

2 故障解决方案

2.1 改进思路

根据对系统软件的分析得知DR摄影在曝光结束3 s后系统生成预览图像，此后平板返回不会再影响图像数据。由于图像生成后医生的浏览时间通常＞2 s，而平板返回到初始位置只需要1.5 s。因此，我们将平板返回的时间点设定在图像浏览的时间段。平板开始移动时间由曝光结束时的t1时刻推迟到预览图像生成时的t2时刻。这样既能消除了平板运动对图像的干扰，又兼顾了DR摄影的工作效率，而且不会额外增加检查时间。系统具体摄影工作时序，见图2。

2.2 平板运动控制电路改进

增加平板延时返回电路，改变平板运动时序，使曝光结束后平板位置暂时保持不变，待图像数据传送完毕后返回，以保证数据处理和传送平稳进行，杜绝平板移动产生

的干扰信号进入图像数据。平板延时返回电路图，见图3。

图2 系统摄影工作时序

图3 平板延时返回电路

平板延时返回电路工作原理如下：

（1）由于平板返回的指令是松开点片按钮（手闸），我们采用曝光后“暂缓释放手闸”的方法，使得X线停止后延时3 s平板再开始移动。

（2）电路对外连接部分“★”处的shouzha和shouzha-G与点片按钮并接，RD为控制X线机的曝光信号。

（3）DR摄影时，按下点片按钮，RD为高电位，继电器K1闭合，常闭接点断开，K1左侧电路失去5 V供电而复位。

（4）摄影结束，RD为低电位，K1释放，常闭接点闭合，IС1得电，RY1吸合，shouzha、shouzha-G两端导通，相当于点片按钮依旧保持闭合。

（5）延时3 s后IС1的1脚输出高电平，RY1释放，shouzha和shouzha-G断开，相当于点片按钮释放，平板向初始位置移动，直至返回。

3 结果

通过增加平板延时返回电路，使曝光结束、图像生成并传送完毕后，平板才开始移回初始位置，解决了由于平板运动时的振动等原因造成的DR图像干扰。实际应用表明，图像错层移位现象得到纠正。利用改进设备进行造影检查时，DR图像采集的可靠性得到了提升，避免了由于造影剂的流失而错过最佳摄影时机。另外，由于平板返回时机选择在医生浏览图像的时间段，设备工作时序的改变对DR摄影效率无影响。

4 讨论

4.1 D-vision摄影部分的结构特点

D-vision平板摄影透视系统依然沿用了传统胃肠X线机的片车装载成像载体的方式，但将装有胶片的片盒改为了静态平板探测器。传统胃肠X线机，由于胶片直接接受X线和增感屏的照射感光，属于模拟成像方式，无需后续的图像处理，所以点片完毕后片车的返回过程不会对图像造成影响。而平板成像则需要X线、可见光、电信号等多种形式的信息转换，并且需要复杂的多级图像数据处理过程[5-6]。理想情况下，上述信息转换和数据传送不会受到外界信号的干扰，各种校正技术和算法能够有效降低系统中某些类型的噪声和干扰信号的影响。本研究从不同的设计思路出发，力图从源头上避免不良因素的影响。

以D-vision为代表的多功能一体X线机同普通DR相比，最大的结构差异在于具有两套成像系统。由于透视和摄影时的成像载体不同，在产品设计上必然存在两种载体相互切换的环节。摄影时，平板作为接收图像的载体来到曝光位置替代影像增强器，摄影完毕，平板返回，将成像载体交还给影像增强器和ССD摄像系统，成像载体切换的时机选择应以不干扰成像质量为原则。

4.2 平板运动对DR图像的影响

平板内部的供电线路、控制线路、传感器及数据传输线路同板卡之间都是通过接插方式连接的，平板运动过程中其内部电器接插件的抖动，尤其是启动加速力矩所带来的机械振动，对于正在传送的数据，不可避免会增加噪声和干扰信号的产生概率。由于系统的降噪处理，我们看到的DR图像噪声变化不是特别明显，但是平板运动偶尔导致的图像错层断裂现象却是实际存在的。根据统计，出现这种异常情况的概率为2%～3%[7]。

4.3 平板延时返回对DR摄影效率的影响

使用一体机进行DR摄影检查时，医生通常按照患者信息录入、透视定位或摄影位置摆放、X线曝光、图像浏览的流程操作。研究显示，平板返回所占用时间为图像浏览时间段，并不会延误下一患者的信息录入及其他操作[8]。另外，使用加装DR胃肠摄影便捷装置的一体机进行造影检查时，由于造影图像的浏览时间设定为3～4 s，大于平板返回时间1.5 s，同样不会影响造影器官的平板摄影检查效率。

综上所述，平板摄影透视系统加装平板延时返回功能后，在保持检查效率不变的前提下，能够杜绝由于平板过早移动而造成的图像数据干扰，这对于提升DR摄影图像质量，提高造影检查的成功率有较大意义。

[1] СSСO胃肠间质瘤专家委员会.中国胃肠间质瘤诊断治疗共识(2013年版)[J].临床肿瘤学杂志,2013,18(11):1025-1032.

[2] 赵明信,夏慧琳.DR平板探测器成像质量与探测器校准[J].中国医疗设备,2013(8):66.

[3] 关键,林少春,林玲,等.基于无线平板探测器的床边拍片机数字化改造[J].放射学实践,2014,29(2):192-195.

[4] 焦永春,王燕平.影响数字化X线摄影图像质量的因素探讨[J].中国医学装备,2011,08(11):17-19.

[5] Nay J,Menias СO,Mellnick VM,et al.Gastrointestinal manifestations of systemic disease:a multimodality review[J].Abdom imaging,2015,40(6):1926-1943.

[6] 唐建,蒋力培,邓双成,等.医用X线成像系统的数字化进展[J].中国医学影像技术,2008(S1):48-53.

[7] 耿西亮,刘建军,徐勤.数字X线摄影平板探测器校准及维护[J].中国医学影像技术,2009,25(Z1):195-196.

[8] 郭晓利,陶可伟,李杰.上消化道造影分度在新生儿胃扭转诊疗中的价值[J].影像诊断与介入放射学,2015,24(3):260-261.

Research on Elimination of Truncation Artifacts with Digital Radiography Static Flat Panel

WANG Ke-shu
Department of Equipment, Zichuan District Hospital, Zibo Shandong 255100, Сhina

This paper researched the occasional truncation artifacts during the application of Shimadzu D-vision digital radiography (DR) photographic system. Through analysis of features of abnormal image and design features of the DR equipment, the research found out that truncation artifacts were directly caused by premature movement of the fat panel detector. Based on the fnding, the research proposed a resolution plan in which a fat panel detector delay return control circuit was added. Сlinical results showed that the fat panel detector delay return control circuit integrated with D-vision DR photographic system could eliminate truncation artifacts caused by flat panel detector motion and improve DR image quality without decreasing examination efficiency, which allowed the design to be used in the improvement of related equipments.

digital radiography; X-ray radiography photographic system; truncation artifact; delay return control circuit

R197

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.05.026

1674-1633(2016)05-0096-03

2015-12-01

2016-01-23

作者邮箱：hyl_wks@126.com