热敏成像仪输出图像伪影的形成原因及预防

刘然清，田雪浩，杜孝天

（中国乐凯集团公司 河北 保定 071054）

0 引言

热敏成像仪采用直接接触式热敏成像工艺，可以把热能与其他的能源如光、电等结合起来作用于热敏材料上经过化学或物理变化显色成像，非银盐干式胶片采用热敏成像的微胶囊技术，告别了传统银盐产品环境污染大，定影显影繁琐等诸多不利因素[1-3]。同时，直热式打印成像极大的提高了成像速度，并且通过对热量输出的控制，可以对图像的密度、层次感进行调整，能够更好的适应医务人员对胶片的不同需求，丰富了选择空间。

直热式成像因其成像原理与传统银盐胶片有本质的不同，通过热敏头将图像信息传递到医用干式胶片上，因此热量传输的有效性成了图像输出的重要环节，任何阻碍热传递的过程，均会导致成像后密度低甚至不成像，造成伪影，从而影响图像信息的真实性[4]。本文主要从输出设备针对直热式成像从原理与实际使用过程对点状伪影进行介绍与分析。

1 热敏成像原理

胶片被传动系统传送到位，热敏头接收指令下压并将预设能量接触传送到到胶片成像层，成像层中含有成千上万个染料微胶囊和显色剂微胶囊颗粒，它们被分散在含有胶黏剂的涂层中[5]。在正常使用环境中，微胶囊结构将显色剂与染色剂隔离开，产品处在稳定的体系中，随着加热，显色剂微胶囊结构的囊壁破裂并渗透到染色剂中，温度的不同决定了显色剂的渗入量，直接表现出来的就是胶片的黑白密度差异——温度越高光密度越大。成像原理如图1所示。

2 输出图像典型伪影分类及预防

软件系统控制热敏成像仪将不同的热量通过加热敏头传导到胶片热敏涂层上，从而输出医学影像作为诊断的依据。伪影是造成误诊的主要因素之一，所以预防伪影产生尤为重要。伪影即不真实的影像。影像输出质量并不单纯依赖于胶片或者打印设备，而主要取决于打印系统，不仅包括胶片，还包括打印设备，以及操作者、环境等重要因素。在2017 年发表的论文《热敏医用干式胶片点状伪影的成因分析及预防》中，主要介绍了胶片因素造成的点状伪影产生原因以及预防措施。本文则重点从打印设备，与读者共同探讨一下伪影的形成原因及预防措施，希望对大家的有所帮助和启发。归纳打印设备造成的伪影主要有3 种：点状、横向条状、纵向条状等。

2.1 点状伪影

点状伪影分两种：规律分布和不规律分布，如图2所示。打印输出的图像上有规律分布的点子，无论深密度还是浅密度都与打印辊有着密不可分的关系。当打印辊上存在一个或者多个凸点时，由于凸点部位与胶片接触时压力较周围区域大即造成深密度点，反之则是浅密度点。这种点子纵向分布规律，间隔是打印辊的周长，当有多个点子时，横向分布与打印辊的凸/凹点分布相同，应用高质量打印辊是预防这类伪影产生的主要措施。我们还会遇到一些分布没有规律的点子，一般是没有密度的亮斑。这种弊病主要是打印过程中积累了过多的静电造成微小易物被吸附到胶片表面后影响热量传导造成的，当异物卡在热敏头上时就形成了纵向浅密度条道。适当的采取较少静电产生或者及时导出的措施是非常有效的。

2.2 横向条状伪影

横向条状伪影也分为分布规律和不规律分布两种，如图3 所示。打印辊存在较为明显的横向密度不均匀时，接触式热敏打印过程中往往会出现规律性横向条状伪影，这种弊病一般分布在两侧，纵向间隔为辊的周长。分布不规律的横向条状伪影成因较复杂，一般震动、传动速度不均匀、不匹配应首先排查。

2.3 纵向条状伪影

当加热头上存在弊病，比如凸点或者凹点时，打印输出常表现为纵向条状伪影，要解决纵向伪影首先要确定原因。如果加热头上粘接了异物比较容易处理，使用专用清洁布按照厂家提供的指南操作处理即可，清洁布不能处理掉的可以使用专用砂纸处理，砂纸的目数不应低于加热头表面涂层的目数，防止擦拭损伤加热头造成二次损伤；如果是加热头的物理损伤或者排线损坏则及时更换新的加热头。一般前者以深密度条道为主，后者以浅密度条道为主，如图4 所示。静电击穿加热头也是造成白道的因素之一，所以加强静电的控制是非常有必要的。最后，胶片涂层与加热头表面涂层的匹配性也很关键，两者在无化学腐蚀、润滑的环境下接触成像是缓解伪影出现的有效手段。

3 小结

热敏成像技术的应用方便了大家的工作生活，使繁琐的暗室湿加工工艺一去不复返，而且符合国家保护绿水青山的基本国策。本文与2017 年发表的《热敏医用干式胶片点状伪影的成因分析及预防》分别从打印输出设备和成像耗材两方面介绍了接触式热敏成像的原理和常见伪影，从预防的角度进一步提出一系列有效改善方案，希望对生产者、使用者起到一定的参考价值。