直接數字化多功能胃腸機的技術特點與臨床應用

胡熙芳 馬金瑞

隨著現代計算機和信息集成技術的飛速發展，數字技術將廣泛應用于臨床醫學，影像設備的數字化與信息化已成為時代潮流與發展的趨勢[1]。

1 直接數字化多功能胃腸機的技術特點

1.1 高頻發生器

該機應用了世界上最領先的100 kHz高頻發生器，它的最大特點是：功率65 kW、電流800 mA，最大劑量1000 mAs，最短攝片時間0.001 s。紋波系數＜1%。功率為100 kW，轉速為10000轉的高功率球管。X射線機透視最大為6 mA, 攝影時間為6300 ms,最大為1000 mAs。面對肥胖患者，無論在透視和拍片模式下均得到清晰的影像。自動X射線球管參數校正及球管的大范圍兼容性，有RS232接口，自動X射線球管參數校正，可以大范圍的兼容各類球管。應用高級自動曝光控制(automatic exposure control,AEC)校正程序，通過高級校正的AEC程序，可以保證各部位獲得濃度均勻穩定的膠片以及圖像亮度穩定(image brightness stabizer, IBS)系統[2]。

1.2 球管立柱

球管立柱臂可做158 cm的大范圍移動(可檢查身高2 m以上的患者)，可完全覆蓋患者全身，在透視和拍片時無須移動患者。真正體現了醫學界只動設備不動患者的醫學理念，并涵蓋了所有臨床檢查，如泌尿外科、斜照攝影、全骨盆攝影、擔架患者攝影等。球管立柱可伸縮，焦片距最大可達150 cm，用于胸片攝影。所有操作均為遙控，在體檢中先透視定位后拍片的檢查流程中，極大的提高工作效率，降低了醫患人員的輻射，減輕醫生的勞動強度，使用起來得心應手。

1.3 診斷床的設計

設計滿足了臨床檢查的需要，整個床體旋轉范圍高達±90o，旋轉速度為0～6o/s，無級變速控制，給患者以最舒適的檢查感受，勝任大負角傾倒要求的椎管內造影檢查，可遙控操作±40o的斜照功能。人體器官是重疊的，為了清晰觀察諸如肺尖部、牛角胃等組織，此功能普通胃腸機不具備。為避免攝片重疊偽影，還設計了影像增強器的上下移動，有利于湯氏位、柯氏位、脊柱等復雜體位攝影及其他特殊造影。具備斷層功能和拼接功能，滿足臨床的各種診斷需要及危重患者的診斷。床可作－30o～90o的起倒，速度可調，在臨床上對消除患者的恐懼感非常重要，如胃前壁的檢查，精確無誤，操作簡單方便。

1.4 數字圖像處理器

指圖像采集后數字化程序處理所有的軟件功能，如采集矩陣應為10242或者20482，字長(灰階)≥10～12 bit，胃腸檢查中上消化道器官的蠕動速度較慢，約5～10 mm/s，最快的直腸蠕動時間≤50 mm/s，故數字胃腸機的采集速度一般≥2～5幀/s即可。圖像顯示應要求采用黑白無反射、無靜電、高線率20寸，無閃爍、逐行掃描的顯示器。圖像存儲應配有硬盤(RAID)、DVD或MO(磁光盤)和光盤刻盤機等，并有末幀保持、脈沖透視、低劑量透視、DICOM傳輸接口，硬拷貝激光打印等。圖像后處理功能，一般具有窗口/水平調節，動態伽瑪自動調整，圖像增強，黑白反轉、圖像放大即可。具備上述配置和功能才可稱為完整的X射線數字胃腸設備[3]。

2 直接數字X射線設備在應用中應注意的問題

2.1 空間分辨率

空間分辨率是影像中細微結構的分辨能力，由單位面積內像素的數目所決定，在數字成像方式中與圖像矩陣大小成正比。通常用每毫米的線對數(l p/mm)表示。數字成像方式中圖像單位面積像素數目遠遠低于模擬方式。傳統的屏―片聯合拍片后的圖像分辨率可達到5～6 lp/mm，而數字成像的分辨率為2～3 lp/ mm，即便是最好的DR(FPD)的分辨率只有3.6 lp/ mm。由此可見，數字成像的空間分辨率不如傳統模擬X射線圖像空間分辨率高[4]。

2.2 密度分辨率(對比分辨力)

密度分辨率是影像中細微密度差別10%以下分辨能力。其指標為比特(bit)，是信息量的單位，是構成圖像灰階水平的量化，比特值決定著圖像的密度分辨率[5]，一般數字胃腸應有10 bit或12 bit的灰階度，才能使圖像柔和細膩，腸胃黏模才能顯示清晰。數字成像中密度分辨率高于傳統的模擬圖像。但如果后處理功能調節不當，圖像的邊緣增強效應使輪廓灰階度增大，將使圖像中心細節的對比分辨降低，甚至出現“假陽性”現象而導致誤診。

2.3 數字化圖像質量

數字化圖像動態范圍較大，但對數字化設備中強大圖像處理功能掌握不熟練，操作不當，對窗寬/窗位的調節選擇不適等均可造成圖像質量下降，后處理功能優勢得不到充分發揮和利用。數字化X射線設備采用高頻逆變式高壓發生器，高壓波形脈動量減小提高了X射線質量，攝影時管電壓(kV)、管電流(mA)值的預置條件選擇，對圖像的質量都會造成影響[6]。

3 臨床應用技術

3.1 一般應用

數字透視，動態及多方位觀察器官病變，圖像更清晰，并可保留末幀圖像；透視劑量明顯降低，極大降低輻射對患者和工作人員的不良影響。既可完成常規X射線透視，也可使用數字攝片(DR)，這是其最大的優勢，拍片質量極大提高。適時動態采像，可以根據檢查部位的不同，調整采像速度，并且可以動態觀察臟器的生理運動是否發生改變[7]。

3.2 特殊檢查的應用

多種胃腸道檢查：如“T”管造影、消化道鋇餐、靜脈腎盂造影、逆行腎輸尿管造影、子宮輸卵管碘油造影等，在實時監視的同時隨時采集，抓住關鍵圖像，并可連續采集，電影回放整個過程。

3.3 X射線導向下的各種手術

根據臨床需要在電視監視下進行關節復位、骨折后鋼針內固定，取異物等，避免了盲目操作，保證手術及時、準確的完成。適時的數字減影血管造影功能，可以對常規造影中所重疊的影像進行削減，從而提高影像質量，降低誤診和漏診率。

3.4 介入方面的應用

數字化設備能很好開展全身各部位的血管造影、藥物灌注、栓塞治療及經皮穿刺活檢引流，主要應用于血管造影診斷及腫瘤的治療，不明原因腫塊的性質確定。數字減影血管造影(DSA)和高壓注射器的配合，輕松完成各種介入診斷和治療，并且造影劑用量明顯減少，降低了X射線劑量[8]。

4 結論

直接數字化多功能胃腸機由高壓發生器、機械系統、計算機控制系統以及計算機成像系統組成，光纖信號傳輸。整機由計算機軟件調試，光纜纖維處理速度快，提高了整機的穩定性，減少了數據信息丟失，提升了設備的實時處理能力。其功能齊全，圖象質量清晰，操作方便，能滿足醫院所有的臨床需求，使醫學影像設備實現了全面數字化的發展[9]。

[1]趙喜平,鄭崇勛,毛松壽.PACS的發展趨勢[J].中華放射學雜志,1998,32(1):5.

[2]朱小芳,朱士雄,張仲萍.利用數字圖像處理器實現圖像自動凍結[J].實用放射學雜志,1997(7):43－44.

[3]董旭.醫用X射線數字攝影(CR/DR)系統檢測方法的研究和評定[J].中國醫學裝備,2010,7(1):8.

[4]曹允希,劉慧琴,邱建峰,等.X線曝光計量對顯示影像質量的影響[J].中華放射學雜志,2008,42(10):1056-1057.

[5]于茲喜,田富強,承益清,等.醫學影像檢查技術學[M].北京:人民衛生出版社,2003:353-355.

[6]靳龍坡.數字化攝影的質量控制[J].醫療裝備, 2008,21(11):16-17.

[7]張云亭,袁聿德.醫學影像檢查技術[M].北京:人民衛生出版社,2000-11-1.

[8]張澤寶.醫學影像物理學[M].北京:人民衛生出版社,2000-11-1.

[9]麻元興,葉勝利.影像存儲與傳輸系統實施規范的探討[J].北京生物醫學工程,2012,31(3):305-308.