均衡与性能

4．7．1．1空间分辨力和像素大小

图像中可视的最大空间分辨力等于尼奎斯特频率（Nyquist frequency），与像素的大小成反比。像素尺寸越小，截止频率越高；像素尺寸越大，截止频率越低（图4－28）。当空间频率高于截止频率时，物体的细节影像会产生伪影，即会和较低频率的物体图像相重合，这种现象叫做混叠效应（aliasing effect）。

图4－28　不同像素尺寸（A为70μm，B为100μm）的两种类型探测器A和B的MTF曲线

在所有空间频率范围内A的MTF都优于B。系统A提供较高的空间分辨力，具有较高的尼奎斯特（截止）频率（7．2lp/mm）。系统B的空间分辨力较低，具有较低的尼奎斯特频率（5lp/mm）。将系统B的像素尺寸从100μm变至70μm时会使系统的截至频率从5lp/mm升至7．2 lp/mm。但是，MTF曲线的形状不发生改变

根据采样定理，在数字成像过程中，当可检测物体的最小尺寸等于探测器像素尺寸的2倍时，才不会出现混叠效应。现在很容易就可以通过在矩形波测试卡上获取线对图形来识别混叠效应。在乳腺X线影像中，混叠可被看作是一种附加噪声源，它影响图像的信噪比，进而影响图像处理的结果。

当比较像素大小相同、MTF不同的两种探测器时，MTF越高的探测器，其发生混叠效应的程度越强，即探测器在截止频率处可提供更佳的对比度传输，同时没有超出此频率的不可忽略的传输。为了消除混叠效应，理想探测器的MTF在超出尼奎斯特频率时应为0（图4－29），显然这种情况是不可能的。这就意味着，对于实际应用的探测器，需要具有较高的MTF，较高的尼奎斯特频率，即尽可能达到较高的空间分辨力以限制混叠效应发生。

图4－29　具有100μm相同像素尺寸的两个成像系统的MTF曲线，具有相同的尼奎斯特（截止）频率（7．2lp/mm）

在尼奎斯特频率处系统A MTF比系统B高，反折后易形成更多的混叠伪影

最后，影像矩阵的大小（兆字节）随像素尺寸的减小而增加，使得图像占用存储器的空间加大。对于较小的像素（≤85μm）和当前诊断显示器的尺寸和分辨力（即2 000×2 500的5兆像素），整幅影像不能以全分辨力在显示器上显示。这就需要对影像的各个部分进行连续观察。基于此，我们应该知道临床应用中影像处理步骤的重要性。在日常工作中，使用一台专用的工作站，并采用数字乳腺影像的显示方法进行软拷贝阅读，也是非常重要的一个问题。

4．7．1．2检测量子效率与空间分辨力

图像的质量依据于SNR。噪声的降低有利于对比度较小的物体的显示，比如较小和（或）对比较低的团块。噪声与图像获取光子数的平方根成反比。因此，SNR可通过增加入射光子数目加以改善（需要较高的mAs），患者的照射剂量也会增加；也可以利用光子检测效率高的探测器，这会提高DQE。较高的DQE可以提高图像质量，且不会增加甚至还可降低患者的受照剂量。

探测器可以通过增加其厚度或者采用具有较大衰减系数的材料来提高DQE。未来将采用更多更新的光电导元件：CdZnTe、PbI2、HgI2、GaAs等材料。在PSP探测器中碘的应用增加了成像板的衰减系数，使得DQE有了明显提高（从19%到22%）。

增加探测器的厚度尽管可以增加X线的吸收，但同时由于较高的散射线损失了空间分辨力（图4－30）。以荧光体探测器（间接转换）为例，随着厚度的增加，发射光发生散射的概率与之成正比。结构化的闪烁体使得这种效应大大降低，在保证空间分辨力的同时提高了DQE。对于非晶硒直接转换型的探测器，由于电荷受到电场的导引作用，限制了散射的发生。

图4－30　荧光体被激光激励发光的有效区域

取决于入射激光的直径、激光在荧光体中的散射和光导管采集到的荧光分布。荧光的扩散降低了高频信号的调制度

4．7．1．3直接转换或间接转换

在间接转换探测器中，在形成电信号之前经历了光的转换，使得部分信息丢失。因此，直接转换具有更高的效率。它们可以捕获更窄的信号范围，从而提高MTF，改善图像质量。当采用较低尼奎斯特频率的探测器时，可能会出现的问题是增加混叠现象。综上所述，系统的MTF越高，为了避免发生混叠效应就需要更小的像素。

目前，在乳腺摄影的数字探测器方面有很多种新途径、新技术。每种技术都各有利弊，必须对它们加以考虑以优化临床应用。放射工作者的目的是在降低患者受照剂量的基础上获得信息丰富的医学图像。纵览所有的性能，技术人员通常要选择一种折中的成像参数。数字乳腺的成像技术日新月异，需要对这些新型的乳腺成像设备进行大量的评价工作，其中包含大量的技术和临床评估。