医学影像显示与重现

Read [ 509] Date [ 2020-04-23]

        医学影像的显示与重现是由不同形式的成像装置，把载体媒介中的信息转换成可供观察的影像信息。由于载体媒介的差异，影像显示的方式也各不相同，概括地说，能显示与重现医学影像的装置可以统称为影像转换器。对于某些信息载体，既可以通过载体形式的直接转换，也可以通过间接转换而重现影像。例如X线或电子束投射在荧光屏上，能够将其携带的影像信息直接以可见光的形式显现出来。这是一种能量之间的直接传递与转换，没有新的物质生成，因此属于光物理反应。而X线或电子束投射在胶片上则是通过光化学反应，生成银原子，将X线信息间接地转换成银颗粒的空间分布信息，从而显示出影像内容。在近代品种繁多的医学影像设备中，更多的是采用显示器作为影像转换器，几乎所有的信息载体都可以通过这种间接显示方式来重现影像，并且其中许多载体形式（如超声、核素、电磁波等等）还只有通过显示器才能重现影像，加之显示器的成像技术和制作工艺不断提高，更加日趋完善成熟，其方便的使用特性和强大的显示能力，致使医用显示器在各类医学影像诊断设备中的应用也更加广泛。
   一、荧光屏和影像增强器
    荧光屏是一种最为简单的影像转换器，它既适用于X线直接透视和电子显微镜中的直接电子束影像观察，又可以用来制作X线胶片直接摄影中的光强度转换放大器----增感屏。
    以X线成像为例，它可以将所吸收的X线能量转换为可见光放出。屏表面由一层粉末状结晶的荧光体材料组成，例如硫化锌镉、钨酸钙、碘化铯等。根据选用荧光体材料的成分和掺杂物不同，荧光屏所能转换的光线颜色也不同，一般多为黄绿色。荧光体被均匀地涂覆在某种基底上，如果用于透射发光，基底材料可选用塑料或玻璃等；如需用于反射发光，可选用铝板等金属材料为基底材料。在基底和荧光体层之间，常常加有中间层，采用氧化钛等白色材料以增加反光。为提高发光效率，在荧光晶体中还常掺杂置入某种原子，如碘化铯中掺杂钠，硫化锌镉中掺杂银，这些杂质有着将自由电子导向晶格的作用。X线能量以量子的形式被吸收到晶体中，每一个量子能将自由电子激发至较高的能级，当电子跃迁回到原子稳定状态的能级时，就可发射出可见光线。部分背向发射朝着基底的光线会被氧化钛中间层反射回来，与正向光线叠加而出现在前射方向上。在荧光屏的平面空间分布上，X线量子的多少包含了影像的信息。因此在荧光屏上激发出可见光线的多少也反映了影像的信息，从而实现了影像信息形式的转换。
　　在传统的X线透视检查中，一直沿用荧光屏直接转换影像的方式。在X线机球管发射X线穿透人体后，继续穿射荧光层，诊断者在对面隔着防护铅玻璃，在幽暗的环境条件下直接观察荧光屏上的影像。其优点是可以即时地观察到被检者内部影像和脏器的运动。然而为了尽可能地降低被检者和诊断者在直接辐射下的剂量，应该尽量降低X线能量和透视时间，这将导致荧光屏上的影像亮度较低，清晰度较差。人的眼睛在黑暗环境下主要靠视杆细胞起作用，并且感光效率和能力大大降低，使得荧光影像中许多低亮度信息无法被医生的眼睛分辨出来，从而丧失了许多影像信息，由于荧光屏直接透视法对被检者和诊断者的伤害和对影像信息的损耗（如前所述，实际上是人眼无法检测微弱光线造成），临床已几乎完全摒弃了这种方法，取而代之的是影像增强器、摄像机和临床医用显示器构成的医疗影像系统。
   　　2.CRT显示器的结构和原理
　　(1)显像管　 CRT显像管是由灯丝、阴极、栅极和涂覆荧光粉的阳极为管内主要结构，密封于抽有高度真空的玻璃管壳内的显示部件。其中灯丝、阴极和栅极的引线皆由显像管尾部的管脚上引出。外壳内表面涂有一层石墨粉供导电接地，显像管的颈部配套绕装有扫描线圈，