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照相机与胶片

时间:2022-04-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:CT诊断中的质量是以优质的图像为基础,CT照片质量在很大程度上取决于暗室技术质量的保证。多幅照相机的作用是将CT的图像摄制成照片,供放射和临床医师诊断用。较早期的CT机多采用多幅照相机摄制照片。激光照相机在20世纪80年代中期由日本富士公司首先开发并投入医学临床应用,与以前CRT多幅照相机相比,它有无可比拟的优点,目前已广泛用于CT、MRI、DSA等各种影像设备。其主要作用是在曝光时完成胶片的输送。

CT诊断中的质量是以优质的图像为基础,CT照片质量在很大程度上取决于暗室技术质量的保证。在保证CT照片冲洗质量的前提下,掌握胶片性能、选择胶片种类、合理应用套药、充分利用暗室设备、确定适当的曝光因素等,是保证CT照片质量的重要环节。

传统的成像设备都采用不同的成像介质来作为诊断的依据,成像介质从种类上分有胶片、荧光屏和热敏纸。近年来,随着医学影像成像技术的不断发展,在医学领域中计算机和激光技术的发展为标志,使影像设备的成像性能与质量上了一个新台阶,其中最重要的就是图像的数字化。采用数字化后,图像的存储与传送摒弃了常用的胶片模式,并可广泛地应用于远程医学和远程放射学。

【多幅相机】 用于医学成像的照相机,其结构和成像原理大体相同,根据成像所采取的光源不同一般可分为CRT多幅相机与激光相机。在上述的三种成像介质中,胶片由于分辨力高目前仍被广泛采用,如在图像记录系统中,采用阴极射线管照相的CRT胶片和利用激光光源成像的激光胶片。

【基本结构和工作原理】 多幅照相机又称为阴极射线管(cathoderadiationtube,CRT)照相机。它由成像系统、胶片储存和传输系统及控制系统组成。多幅照相机的作用是将CT的图像摄制成照片,供放射和临床医师诊断用。多幅相机的特点是所显示的图像必须以视频信号形式传送,在两次照相之间,图像显示管的信号电流自动切换,用以延长图像管的寿命。多幅相机的工作原理是靠阴极射线管视频信号转变为图像信号,显示在CRT图像管上,通过光镜的折射和透射把CRT屏幕上的图像聚焦反投影在胶片上,使胶片感光。多幅照相机的CRT屏幕与操作台图像监视器同步,透镜系统可移动或固定。根据设定的格式,把屏幕上的图像投影到胶片上相应部位。

【图像监视器的特性】 监视器屏幕图像是通过电子束以隔行或逐行方式扫描成像,由于电子学的特性会在显示的图像中出现扫描线和屏闪。一般,人的眼睛由于视觉的特性,不易觉察到这种现象。但胶片成像的情况不完全相同,首先胶片的平均斜率与显像管的平均斜率相比要陡直得多,其次为获得正确曝光,一幅照相必须采用多帧屏幕图像。图像监视器在这方面采取了一些技术性的措施,其中包括:图像的分辨力、对比度、亮度的一致性、亮度的合理分布、扫描线的一致性、成像的几何性能以及视频放大器和图像管的传输特性。从理论上说,视频扫描线在正常位置处互相之间有一定的偏移,其最大偏移一般可达3%。假定图像监视器的扫描线是625线,图像的高度是120mm,那么最大允许偏移可达2.9μm。

【照相曝光量调节系统】 正常情况下,即图像管没有老化,其他元器件工作正常,电压无波动,温度无飘移,监视器的亮度可进行调节。有时,观察图像中为了诊断的需要,要对显示屏的亮度或对比度做一些调节,但这不影响视频信号,所以也与最后照相的图像质量无关。

图像管的亮度调节系统是采用了一组光学箝位电路,附着在CRT上的光敏管可以随时地测量视频脉冲的实际亮度。测量后的数据反馈并传送到图像管的栅极,根据预先设定的数值,使视频信号脉冲的亮度始终保持恒定。

【CRT的显示特性与胶片的匹配】 图像管显示通过调节后必须能适应这样的情况:即如果图像信号在靠近视频脉冲的边缘有一个微小的变化,也必须在胶片的光学密度上反映出来。那么,胶片通过荧屏的照相必须预设一个感光值,也即微小的视频脉冲边缘的变化值,必须要落在胶片的本底灰雾之上。

对比度和视频信号的幅度通常是这样设置的,即图像信号的最高幅度是调节在胶片感光范围的上限(特性曲线的反转部),从而使照片的最大密度不受损失。调制后CRT和胶片特性曲线的斜率是一个非线性的关系,在图像上,它的灰阶是不规则的。从图14-3可以看出,斜率中部的对比度被增强,肩部和趾部的对比度则相应减小。调制后的视频信号,图像中的细节部分落在了特性曲线斜率的中部,所以结果照相的影像对比度要大于图像管图像显示的对比度。有时,为了诊断上的需要改变图像的显示和照相特性,可通过重新调节或设置照相机的调节系统来实现。

【对比度和分辨力】 荧光屏的辉光和电子束通常属于高斯函数(Gaussian function)。假定视频扫描束聚焦良好(高MTF值),那么,在照片上的相邻两条扫描线之间会出现一条亮线。由于人眼的视觉特性,图像的对比度会有所丧失。但如果扫描线不作聚焦,同时被胶片记录,那么图像中不出现亮线条,这时,对比度增强,而分辨力则丧失。消除图像中的亮线,可采用“多次隔行”扫描的方法解决,即扫描完图像管上图像垂直点阵后,移动一个距离,使照相获得的图像是两次扫描的合成像,结果得到的是无亮线的、高对比度的图像,但分辨力有所损失。另一种消除亮线的方法是所谓的晃动成像法,它采用高频偏转电压,在扫描时使扫描束上下晃动,其晃动的距离是两条扫描线间距的一半,通过电子束垂直方向距离的扩展,从而消除了扫描线。较早期的CT机多采用多幅照相机摄制照片。多幅照相机还曾广泛应用于磁共振(MRI)和数字减影(DSA)等影像设备中。多幅照相机的缺点是分辨力较低,有光栅和失真,速度较慢,并且不能与冲洗机连接使用。

【激光照相机】 激光照相机(1aser camera)或称为硬拷贝照相机(hard-copy camera)、激光胶片打印(1aser film printer)和激光成像仪(1aser imager)。激光照相机在20世纪80年代中期由日本富士公司首先开发并投入医学临床应用,与以前CRT多幅照相机相比,它有无可比拟的优点,目前已广泛用于CT、MRI、DSA等各种影像设备。

【激光相机的基本结构】 激光照相机的结构大体由下述几部分组成。

1.激光照相系统 该系统包括激光光源发生器、激光光源调节器、聚焦透镜、多棱透镜、发散透镜、驱动机以及运转胶片的滚筒等。其作用是照相时根据操作指令,这些部件协同工作,最后完成一幅图像的曝光。

2.胶片传输系统 胶片传输系统的结构与多幅相机大致相同,包括送片盒、收片盒、吸盘、辊轴、驱动电及辊轴传动装置等。其主要作用是在曝光时完成胶片的输送。

3.控制系统 控制系统由控制面板、显示屏及操作按钮等组成。它主要给操作人员提供一个管理界面,来控制激光照相的程序、影像的质量控制和照相幅式的编排等。这些操作功能除了照相机本身控制外,其大部分功能通常还可由CT机主计算机的控制和管理,即在联机状态下其照相的程序和幅式的安排由CT机主计算机控制,脱机状态下,激光照相机还可利用本身的计算机软件,进行各种质量控制程序的检测。

4.计算机存储系统 激光相机采用了计算机技术,其包括磁盘、缓存器、A/D转换器和传输光缆等,主要作用是将CT扫描的数字图像暂时储存或直接送往激光成像系统进行扫描成像;其次计算机存储系统中的应用和测试程序,可在需要时供质量控制、程序调节之用。其他如照相的分割、排版、排序、暂存和激光的强度控制等也由计算机系统控制。

【激光相机的特性和光源类型】 激光相机的分辨力极高,其最大优点是激光束具有高度的聚焦性和低发散性。一般,激光相机的系统分辨力只与激光束的直径有关,它不像多幅相机,由于是采用荧光屏照相,不仅与所采用荧光屏颗粒的大小有关,而且还与照相机光学系统的MTF值有关。

激光器的类型通常可分为气体和固体。气体有氦镉、氩和氦氖;固体有半导体激光两极管。激光的发射功率,根据透镜系统的不同和所用胶片性能的差别,一般是10到数10个毫瓦。固体激光与气体激光相比它的优点是:激光器体积相对较小、性能较稳定,并且激光发射的功率基本与电流的大小成正比,容易调节。固体激光的发射波长为780~820nm。但是,固体激光需采用专用的红外激光胶片,冲洗较复杂并且对热相当敏感。气体激光相机中,氦氖激光相对较稳定和成熟,它比采用氩气的激光相机价格便宜,使用寿命也较长,氦氖激光其发射波长为633nm。而氦镉激光由于不成熟,很少有商用的此类相机面世。

【激光相机的成像原理】 激光相机的作用同CRT多幅相机,但它的成像直接采用了数字图像信号和激光光源,使CT图像的成像质量大大提高。固体和气体类激光相机在系统硬件和应用程序上有所差别,但其成像原理基本相同。通常,由激光发生器发出的激光束,经多次调制后,以隔行扫描的方式在胶片上逐行扫描使胶片感光。在激光成像过程中,一幅数字图像中的每一个像素都须通过激光束的调制及复制,最后扫描成像。它的调制过程是激光器发出的激光束首先被发散,然后由多棱镜向X轴方向偏转一定的角度,最后由聚焦透镜聚焦投影在胶片上。其Y轴方向的运动一般由一个高精度的步进电机或由一组附加的透镜系统完成。根据所采用的光源不同,激光相机激光束强度的调制方式也有所不同,固体激光器激光的发射强度是在内部通过电流调节的,而气体激光器激光的发射强度是借助于极性滤过或采用声光耦合器通过外部调节的。

【激光束的调制和透镜系统】 对激光成像较重要的因素有:像距、激光点大小和激光点形状。像距即像素间隔距离,决定了激光相机的分辨力,通常激光相机的像距为75~85txm。激光点的大小由成像系统中的光学组件和调制过程决定,并且受像距的影响,激光点越小分辨率越高。激光点的形状由成像系统中的光学组件决定,通常有圆形和椭圆形两种。激光点的形状变异受激光束扫描运动的影响,激光点大小和形状不协调,可使照片上产生条状伪影。

通常,调制后激光束直径d,与激光束的波长λ、调制前激光束的直径D和透镜系统的焦距有关。调制前激光束的直径D与调制后激光束直径d大小成反比,即调制前激光束的直径D越大,通过调制后激光束直径d越小,因此,一束发散的激光束可被聚焦成一个很小的点状光源,它们之间的关系可用下式表示:

激光传送的基本模式是TEMo。其强度的变化服从下述规律:

I0是激光束横断面上的最大强度,w是激光束的半径(图14-6)。目前激光相机的激光束直径为60~80μm,常用的胶片尺寸是34cm×43cm,其表示的矩阵大小为4096×5120。

在多幅相机照相中,扫描线的误差超过3%,人眼就能感觉到,所以激光系统激光束直径的误差必须精确地调节在±1.3pm范围内。在通常情况下,照相系统对激光束传递光学组件透镜表面的平整度、控制系统以及系统的其他元器件都有相当高的要求。另外,激光在传送过程中还必须避免激光束传送通路中空气的对流,因为在温度变化时空气折射指数的变化,都可导致激光束在透镜系统中的折射异常。

【激光相机的接口及照相时的修正】 激光束的最大扫描速度根据激光束的能谱、照相所要求的黑化度和数字图像信号读取的时间有所不同,如34cm×43cm胶片,4096×5120矩阵,其曝光时间大约是20s。

通常,激光相机都有一个数字接口。在胶片被曝光前,图像矩阵的每一个像素都被储存在照相机的存储器中,如果原始数据的矩阵小于成像矩阵,激光相机会采用简单的像素复制或采用内插算法填充所不足的像素部分,但采用像素复制在图像上会产生清晰可见的方格,而内插法成像效果较好,不会出现格栅样图像。

【激光相机的优、缺点】 激光相机与CRT相机相比有诸多优点:①激光束有很好的聚焦性、方向性,速度快,以毫秒级计算;②激光成像无照相伪影,如轮廓线、光栅线、失真等;③与CRT多幅相机比较,分辨力高;④系统采用计算机控制,功能多、操作方便,如设置幻灯照相、进行质量控制程序等;⑤系统内装有硬盘可连续打印和供多机同时使用;⑥可将激光相机与冲洗机连接,使照相冲洗过程全自动化。激光相机的主要缺点是成像性能受图像矩阵大小的限制,在分割照相时,某些图像的数据总数如超过照相机内存的储存空间或超过4096×5120的图像显示矩阵,其成像的原始数据被压缩,并使被摄图像的分辨力下降。

【激光相机的调试方法】 激光相机的主要改进有两项,其一是采用了分辨力极高的激光光源,其二是引入了计算机系统。下面以Siemens公司的Digicam激光相机为例,介绍激光相机的调试方法。

激光相机的调试是通过机内预设的程序(look up table,LUT)控制,Digicam的LUT有12个,调试通常需借助胶片密度仪。操作者通过操作面板进入LUT后先给LUT命名,然后选择修改,即可通过相应的修改键输入新的参数,参数共有12个,输入完毕按储存键,新的LUT设置即告设置完成。LUT的设置需采用一个12级的灰阶片,灰阶片可自己利用激光相机制作,或由相机厂家提供。其LUT数值的输入分为In和Out两类,In的部分是密度仪从12级灰阶片测得的实际密度值,而Ont部分需通过下述公式计算,即

%Out=[(Z-X)/(Y-X)]×100

式中X是灰阶第1级(最亮或最小密度)的光学密度值;Y是灰阶最后一级(最黑或最大密度)的光学密度值;Z是灰阶当前一级光学密度值。LUT设置后,可通过预视(view)功能观看LUT的曲线情况,并可根据需要再作适当的修改。每一种不同类型的胶片应有相应最佳的LUT设置,根据Agfa公司推荐,它的最佳LUT设置如下(表2-4)。

表2-4 Agfa胶片LUT数值

由于不同系统对图像的要求不尽相同,而同一系统由于观察者的要求不同需要有所变化。如被观察的图像可分为CT、MR或DSA等,同一系统中的图像可有标准显示或高清晰显示等。在调试的过程中,根据需要可对灰阶曲线某一段进行再修改。如实际照相中图像低密度部分太亮,可适当提高低百分比输出部分的输出值(%Out),如果在图像的中间密度部分需要更多的层次,可增加该部分曲线的斜率,这类修改可在预视(view)功能下进行。

【激光相机的质量控制】 激光相机的质量控制可通过机内设置的质控程序进行。评价激光相机的质量参数主要有下述几项:①解像率。激光相机的解像率通常也用dpi为单位表示,即每英寸点阵数。如一台激光相机的最高解像率是300dpi,那么每英寸点阵中点的大小约为81μm。②灰度。一台激光相机的灰度越高,图像的层次越丰富。灰度以像素位深表示,如常见的位深有8比特(bit)、12比特和16比特。③存储量。存储量的大小反映了激光相机的联机使用能率。在多台成像设备共享一台激光相机时,该相机的存储量越大,能连接成像设备就越多,或处理胶片能率越强。④接口数量。接口数量也是反映激光相机的联机使用能率的一个方面,接口的类别如模拟接口、数字接口,另外还有DICOM接口。有无DICOM接口对现代成像仪器设备很重要。⑤打印速度。打印速度也反映了激光相机处理胶片的能力。速度通常以同尺寸胶片张/秒表示。

对于胶片性能的检测,相机本身的计算机内存储存了一套测试模板,能分别对胶片进行各种不同性能的测试。其内容包括32级分级灰阶和连续的灰阶,其灰阶密度从0%~100%不等,矩阵有512和1024两种。另外,还有MTF的测试。

激光相机除了提供胶片的测试外,还提供了日常照相系统的测试,质量稳定性测试一般要求每2周进行一次,其次在下述情况下也应对激光照相系统进行质量控制测试:①更换显影液类别;②胶片种类及型号的变换;③冲洗过程中照相密度发生变化;④激光照相机或冲洗机检修后。测试的程序如下所述。

通过操作面板进入测试程序(calibration),选择所采用的胶片种类名称,然后选择打印胶片1(print film l),胶片1经标准冲洗后得到的是一张15级灰阶的照片,依次再进入Power Selection,Power Selection分为1~15级,每一数字由小至大分别表示灰阶片由浅至深相应的级数,选择15级灰阶中与所需最大密度相近的一级,将该级数字写入Power Selection,注意该级选择不能超过所需的最大密度值,否则灰阶级差改变将影响照相的效果。此后,再作胶片2(print film 2)曝光,这是一张15~32级可选的灰阶照片,选择级数越少,测试工作所花时间越少,相反花时多,则结果较精确。再经标准冲洗后,用密度仪测量每一级光密度值,进入密度输入,将32级数值一一输入储存,即完成了整个质控测试过程。经过质控程序后,其激光相机、胶片和冲洗药液之间形成了新的互相匹配的关系,从而保证了影像质量的一致性。

【激光胶片】

1.激光胶片的结构 激光胶片是近年发展起来的新型感光材料,和以前的多幅相机胶片一样,也是一种单面乳剂层胶片。胶片由7部分组成:1、7为保护层;2为感光乳剂层;3、5为结合层;4为片基;6为防光晕层。

(1)保护层:是胶片表面涂布的一层透明的胶质材料,用以保护胶片的乳剂,防止操作时的污染,储存时的黏结和静电的产生,并且在冲洗过程中可避免卡片。

(2)感光乳剂层:乳剂层是激光胶片的主要组成部分,由溴化银、碘化银、激光增感染料和明胶等组成,厚0.00 625mm,乳剂密度为0.1~0.2。为提高感光性能和适应自动冲洗机的冲洗要求,其采用了单分散卤化银浓缩乳剂和低胶银比的薄层挤压涂布技术,并且增加了坚膜剂、防灰剂和抗静电剂等。

(3)结合层:结合层是黏结材料,作用是将乳剂和片基牢牢地黏合在一起。

(4)片基:激光胶片的片基采用聚酯纤维材料,是乳剂层、防光晕层和保护层等的载体,其厚度约0.175mm,密度为0.12~0.16。根据临床应用的要求其基色有无色和蓝色之分,片基密度、基色的差别和乳剂密度构成了胶片的总体密度,并且与特性曲线趾部的斜率相关。

(5)防光晕层:又称防反射层。是片基底层的深色吸光层,可吸收感光作用下产生的光渗现象,防止反射光对乳剂再感光,提高照片的清晰度

2.激光胶片的分类和性能

(1)激光胶片的分类:根据所采用的激光光源不同,激光胶片可分为氦氖和红外两种不同类型的胶片。近年来,有一种被称之为“干式激光成像仪”面世,其所采用的成像原理和方法与现用的激光照相机有很大的不同,它采用碳粉热压成像,胶片中没有溴化银等感光物质,整个成像过程也不需要显影、定影等一系列化学处理过程,是一种有发展前途的成像方式。

(2)激光胶片的性能:影像记录的胶片有单面和双面药膜之分,激光胶片采用的是单面药膜。20世纪80年代以前,胶片感光乳剂均采用大小不等的三维颗粒卤化银。

随着乳剂制作工艺的进步,柯达公司首先推出了T颗粒胶片(tabular emulsion grains)。T颗粒胶片由于增加了表面积,减少了荧光交迭效应,使影像清晰度改善。同时,由于乳剂中高比值的颗粒尺寸,使胶片可在制造时完全预硬化,更适合超快速的自动冲洗机冲洗处理并可有效地防止胶片受药液的污染。T颗粒胶片的缺点是对比度较差,尤其是特性曲线下半部的对比度,其原因是上部T颗粒的形状遮盖了乳剂中其他颗粒,使下部的颗粒感光不足,导致了整体对比度的下降。

激光胶片中通常采用立方体颗粒(cubic emulsion grains)。由于立方体颗粒的化学性能稳定和对所用光谱有较好的敏感性,其胶片的对比度较高,尤其是特性曲线的趾部,这一感光特性比较适合软组织密度的显示。但立方体颗粒也有缺点,根据立方体颗粒的形状,在制造中预硬化比较困难,从而使在防止药液污染和超快速自动冲洗机冲洗处理应用方面有所不足。

乳剂的工艺改进提高了胶片的使用性能,新的工艺降低了卤化物的含量。以前,胶片中使用的是含溴化物和碘化物的卤化银,现在,乳剂中通常采用银、溴合物。溴合物提高了自动冲洗过程中的使用性能,并且在处理过程中较少受药液变化的影响。

3.激光胶片使用注意事项

(1)注意激光胶片的类别,不同类别的激光胶片只能在相应的激光相机上使用,不可混用。如氦氖激光胶片只能用于氦氖型激光相机,红外激光胶片只能用于红外型激光相机。

(2)氦氖和红外激光胶片均为全色片,既不能暴露在日光下,也不能在常规放射科暗室的安全红灯下启封,因为激光胶片对这类红色安全灯的透射光谱也是敏感的。激光胶片的装卸一般需在全黑的情况下进行,或者使用暗绿色的激光胶片安全灯,安全灯的滤光片波长宜在550~859nm范围内,透射率最好为0,最高也不能超过2%。有条件时,安全灯最好经测试,确认安全后再使用。

(3)在同类激光胶片中,由于型号的不同、生产厂家的不同,其感光性能也会有差别,应注意谨慎使用。明室使用的激光胶片,并非是可以暴露在日光下。另外,供明室装片的激光胶片,不同厂家的包装方式也不一样,互相不能通用,最好不要强行使用,否则有可能引起机器故障。

【干式激光照相机和胶片】 干式激光照相机(1aser camera)或称为干式激光打印机(hard-copy camera),于20世纪90年代中期由日本富士公司、美国宝丽来公司和3M公司最早开发并投入医学临床应用,与以前的CRT型多幅相机和激光相机相比,它无须通过冲洗程序,从根本上舍弃了自动冲洗机,同时得到的图像质量能与以前的激光相机媲美,且胶片的装卸无须暗室操作,也能广泛用于CT、MRI、DSA等各种数字影像设备。

1.基本结构 干式激光照相机的结构主要由下述几部分组成。

(1)成像部件:该部分包括热率头和几组传动滚轴,胶片通过时,热率头产生的热量与胶片紧密接触,使胶片产生不同密度的灰阶影像。其中,干式激光相机的传送要求较高,因传送速率有轻微的变化,就会影响成像的质量,为了满足这一要求,干式激光相机使用了特殊的减速机和马达组合的驱动,进而实现了高精度、高转矩的传送。

(2)其他部件:其他结构可有送片盒、取出结构、辊轴及辊轴传动装置等。其主要作用是在曝光时完成胶片的输送。其中送片取出结构与多幅(或激光)相机稍有不同,为了保证每次准确、顺利地逐张取出胶片,干式胶片采用的是防滑加工,但有时会出现胶片胶黏现象,像富士干式激光相机采用摇动暗盒等方法,保证了取出的可靠性

(3)控制系统:控制系统大多由集成电路芯片组成,有存储信息功能。它主要给操作人员提供一个管理的界面,来控制照相的程序、影像的质量控制和照相幅式的编排等。根据各厂家对产品的设计,其功能有所不同。

2.原理和性能 干式激光相机采用了微隔离技术(microisolation),依靠直接热记录方式,成像过程中无显影液、定影液等废弃物。由于开发了具有灰阶特性的高新感光材料和图像密度修正处理技术,从而使获得的图像具有较高的空间和密度分辨力。

(1)热率头控制技术:热率头可分为厚膜头和薄膜头,在干式激光照相机中采用了适合高像质记录的薄膜头。薄膜头是在真空下对发热电阻采用蒸发而成,其热鼓的大小决定了成像胶片的宽度,而且放热电阻的阻值误差小、变化平滑,因而非常适合高质量的图像记录。

热率头由放热部分、电路控制部分和放热片组成。放热部分是一个玻璃制成的半圆形锥体凸部,在抛光膜密度为11.8条/mm的直线上配置了3072个放热电阻和电极。在被保护套覆盖的控制电路内,安装了控制数字图像转换成灰阶图像的集成电路。放热部分由联成一体的散热片组成,工作时调节温度的恒定。

(2)灰阶图像记录特性:为了高质量地记录图像,达到平滑的灰阶和10比特均匀的密度分散效能,热率头中实施了热分配系统。通常情况下,热率头成像如采用一次放热方法,高密度黑色的像素会表现成网点状,而低密度部分的像素的噪声将会很明显。在高密度部位,由于密度上升的同时网点之间发生部分耦合现象,使图像的灰阶没有连续性,造成密度分散效能低下。现在的热分配系统是在副扫描方向把热点分成8个,使灰阶的图像从低密度到高密度之间的一个像素内有8个放热点,结果获得的图像既连续又平滑。在热分配系统中,8个放热点的每一个,都能控制256个灰阶,8个放热点组合在一起,其灰阶的控制能可达11比特(256× 8=2048),这种方法也被称为10比特密度分解效能。

(3)高像质修正技术:由于医学影像诊断多采用黑白透射图像,有时难免会出现伪影,为了避免伪影的产生,在干式激光相机中还采用了以下修正技术。如电阻补正、均一补正、热比率补正和清晰度补正。电阻补正主要是纠正发热电阻本身产生的误差;均一补正主要是针对电阻补正后产生的不均匀现象,采用光学阅读后分别进行补正;热比率补正主要用于电路内电压下降的补充修正工作;清晰度补正是为了达到最佳的成像结果,而对图像作进一步的灰阶处理。

其他还有一些技术如高速图像补正处理技术、图像稳定,也被用来提高干式激光相机的成像质量。

3.干式激光胶片

(1)胶片结构:干式胶片由保护层、感热层、片基层、UV吸收层和无光层组成。保护层含有无机原料及润滑剂,提高加热时热力头的润滑性,减少由于加热时转矩变动引起的成像不均及热力头物理性磨损;感热层含有显色剂微型胶囊和显色剂乳化物,显色剂中共有6种色泽,微型胶囊中的显色剂具有良好的物理化学特性,能保证成像后图像的稳定性和灰阶的再现性;片基层由175μm厚的聚酯蓝色片基组成;UV吸收层含有UV吸收剂的微型胶囊,其确保UV的吸收,使影像的稳定性进一步提高;无光层含有3~6μm的无光剂,它调节通过UV吸收剂后光线的散乱作用,并加强胶片取出时的稳定性。

(2)影像形成原理:干式激光胶片的感光材料是一种含有微型胶囊和显色剂的乳化物,靠黏合剂散布在胶片有支持体内,通过热力头加热,使微型胶囊变成通透性,显色剂进入胶囊后又重新变成非通透性而停止发色反应,上述作用发生后形成可见的图像,由于形成图像后的显色剂被微型胶囊隔离,使得成像后的照片能够长期保存。这种利用热反应和微型胶囊的技术,也被称为微隔离技术。

(3)干式胶片的特性:干式胶片为了获得稳定、高质量的图像,还采用了以下一些措施,如灰阶调整技术、色光调整技术和光泽度调整技术。灰阶调整技术使用了两种发色起始温度[胶囊壁碳颗粒(Tg)]以及不同大小的微型胶囊优化组合,得到了良好的灰阶特性。色光调整技术通过混合6种发色剂,改变了高色调碳颗粒(Tg)壁和低色调碳颗粒(Tg)壁胶囊的色光,获得了从高光到暗调色光的连续性,其中的发黑剂调节了照片的黑化度,最后得到了与银盐胶片相同的黑化效果。通常银盐类胶片是通过胶片上的银盐颗粒发散光,来减少表面的光泽,而光泽度调整技术则利用背层的UV吸收剂胶囊内部的散射,来优化无光泽材料的颗粒大小和使用量,从而达到激光胶片同样的效果。

(4)干式胶片的保存性:干式胶片由于是热敏记录成像,温度的变化对于保存时间的长短密切相关。干式胶片的发色起始温度约为100℃,记录后图像的密度变化与保存温度、湿度及时间长短有关,保存时间越长,产生密度变化所需的温度越低,相反温度越高,保存的时间就越短。根据实验推测,在温度35℃、相对湿度60%时保存的时间约为半年,而在温度30℃、相对湿度60%时保存的时间约为5年。另外,干式胶片不宜与酸、碱和有机溶剂接触,还要避免长时间的光照,不要与上述物品同时存放。

选择性能好的胶片和充分了解所使用胶片的各种性能对CT影像的质量控制非常重要。操作人员对各种设备熟练程度:包括套药的性能及配制,温度的掌握和药液更换,洗片机的清洗、洗片槽和滚轴的保养,烘干部分温度调节等这些都是提高CT照片质量,为CT影像诊断提供质量保证的关键。技术人员掌握CT胶片性能和设备使用规范,有利于科学合理的选择CT设备各种照片技术参数,对提高CT照片质量做到心中有数,在一定条件下充分发挥胶片的最佳影像转移效能,给CT诊断提供更有价值的照片图像。

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