直接数字化放射摄影系统（DR）的发展及技术现状

（三）DR系统设备的选购原则

一、整体评价原则：DR的真正使命，是在保证影像质量的前提下，通过对平片工作流程的改变得到的革命性的高效率；用户对设备的评价，也应该基于此，考虑设备的可维护性，故障率、价格、总体成本及后期成本等实际因素。作为一台系统设备，需要综合整体评价，不为厂商标榜的某部件或某指标或某名词而迷惑；要综合考虑影像质量、工作效率、使用成本、售后服务等方面。 

1、影像质量：高质量高稳定的成像质量是我们购置DR设备的初衷之一，也是提高诊疗水平的物理基础；涉及放射影像的失真度、信噪比、分辩率、清晰度、细节显示等方面；主要由平板技术、球管射线质量、计算机及图像软件处理能力决定；其中平板技术是核心因素（材料类型、有效尺寸、像素矩阵、像素大小、灰阶、DQE、空间分辨率、稳定性等）。

2、工作效率：降低劳动强度、改变普放工作流程以提高效率是DR的最主要功能之一，更是购置此类设备的重要参考依据；涉及动态范围、成像速度、数据传输/处理速度等很多方面；因为省略了许多不必要的工作程序，正常产出率应该是传统屏/胶系统的2~3倍。

3、使用成本：最大的成本就是平板的维护使用成本；非晶硒平板的技术不成熟导致其平板报废率太高，维护成本昂贵；成像时间也较长，期间有太多的信息损耗,时间成本也较高。

4、售后服务：要求及时、完备；购置前一定要考虑其技术及品牌差异带来的售后服务质量差异；要尽可能地选择世界公认的大厂商主流成熟产品；非晶硒设备由于其技术的不成熟导致高维修频率是购置前必须考虑的因素。

二、实际需求：不被厂商所描绘或标榜的某部件的?优异性能?／某 ?出色技术指标?／某 ?独有应用?等迷惑，要以满足本院本科室实际需求为出发点,综合考虑设备的整体性能和图像质量及使用成本、售后服务等。

1、如果你们是当地较大规模的医院，病人流量很大，购买设备一向看重名牌品牌，技术上也倾向领先或超前的产品，那么建议飞利浦双板、西门子双板二者选一（当然这两个牌子的单板DR也是首选）。飞利浦全系列、西门子大部分都是使用Trixell 4600平板（17×17″碘化铯/非晶硅平板），是公认的顶级产品。

２、如果你们医院对设备价格相对敏感，但对技术方面又有一定追求，不妨考虑GE，还可以考虑除飞利浦、西门子之外其他使用碘化铯/非晶硅平板的厂家，如北京万东、上海中科、美国长青等。GE的板子也是碘化铯/非晶硅平板，14×17″，但不是Trixell的而是GE购买某工业板技术而自产的；其主要缺点是因板子发热量高，须水冷，故障率、量子噪声也会因此升高。

３、如果不是很在乎细节，只要平板DR即可，廉价最重要，那么佳能板（即硫氧化轧/非晶硅板）、非晶硒板也是很好的选择。采用佳能板的有日本各品牌（东芝、岛津等）、西门子部分型号；佳能板的缺点是参数稍低（图像稍差），优点是轻，所以?床边型?DR机一般用它。采用非晶硒板的厂家也很多：安科、柯达等；非晶硒板的缺点是返修率奇高，但成本比碘化铯/非晶硅板低些。

４、如果医院对性价比要求很高，那么强烈建议CCD-DR。所有类型DR当中，毋庸置疑，CCD-DR价格是最低的。CCD-DR的缺点主要有两个：图像存在几何失真（因有光学系统存在），此外摄片时X线剂量较高。最大的优点就是便宜。在不愿花太多钱又希望买DR的情况下，CCD-DR必作首选。生产CCD-DR的厂家有北京万东、Swissray、IMIX等。

二、追求最高性价比：低价格高质量是用户的最高追求。

三、 尽量选购专业大厂商的产品和服务，并进行前期调研考察。

（四）DR系统设备市场各厂商及产品评价

第一档次：飞利浦全系列DR、西门子高端DR（采用Trixell平板的为高端产品，为了细分市场需要西门子还有采用Canon平板的低端产品）；是世界公认的DR大厂极品，平板技术、球管质量、机械性能、工作站处理能力等综合水平最高，图像质量、工作效率、使用成本、售后服务俱佳。

第二档次：GE全系列DR；其碘化铯/非晶硅平板是收购某工业板技术改为医用，有效尺寸略小为14×17″，像素尺寸、分辨率等技术指标也低，成像质量也差一些；平板发热量巨高，有损图像质量。

第三档次：其他使用碘化铯/非晶硅平板的DR产品，有泛太、长青、万东等；作为DR设备最主要部件，他们所用平板技术还是很好的，这也是列为第三档次的最主要原因；但由于其球管质量不高、机械性能不佳、操作及后处理工作站的水平低下等原因，他们的综合表现与前两档次无法同台较量。

第四档次：采用?佳能板?的西门子低端DR、岛津/东芝等日系DR；平板综合技术水平较差，成像质量不佳；多为诊断要求不高的所谓的?床边机?。

第五档次：采用Hologic非晶硒平板的柯达、安科、友通等DR；其平板制造成本较低但由于技术不过关而导致返修率特高；Hologic公司不得已逐步退出DR系统设备销售，柯达等以降低诊断要求为代价主攻低端中小医院。

第六档次：CCD平板的DR，目前生产厂商多为小型公司，由于其技术上的先天不足，其应用范围日益萎缩，必将被淘汰；但在诊所类医疗机构中还有一定市场空间。

（五）DR系统设备的某些技术实质

一、 某厂商的所谓?能量减影?

1、?能量减影?的本质是采用两种不同的曝光条件对同一物质进行分次曝光，分别得到较低密度和较高密度物质的单独影像。目前主要应用在胸部，试图克服平片上肋骨对部分肺组织的遮挡这个缺陷。

2、能量减影的最终目的，是希望看到被肋骨做遮盖的病变。那么，对什么样的患者这样做呢？由谁来做对患者进行两次曝光的决定呢？一个患者从临床医生办公室拿到检查申请单，到放射科拍片，涉及到的三个角色（患者、临床医师、技师）都没有这样的预见及决定能力，也没有这样的权力。

3、实际上，在常规平片工作流程最后的诊断环节，诊断医生面临三种可能：第一，肋骨后有软组织病变，但看不见，医生此时没理由让这样的患者进行第二次曝光；第二，肋骨后的确没有软组织病变，不需要进行第二次曝光；第三，肋骨后的软组织病变范围超出了肋骨的宽度，在肺组织的对比下可以看见，这时，就有了必须进一步进行详细检查的指征，但无论从定性、定量、定位还是技术实施的可能性（该技术要求在极短时间内进行两次曝光）看，显然已经超出了DR能力的范围，必须用CT及其他设备进行。

4、这个技术的提出，是受启发于临床上某个肺部的病变已经被CT证实为肋骨遮挡，平片没发现。因此技术提出者认为如果去掉肋骨，病变就能够显示出来了。这是一种典型的回顾性思维，只是冲着解决问题而去，却没注意问题发生的实际环境是否允许这样的解决方案。

二、某厂商的所谓?组织均衡?

1、?组织均衡?是使密度差别较大的组织在同一影像上显示；本质上就是分别在相对狭窄的灰度范围内分别观察低密度和高密度组织，在PACS诊断工作站上可以用调整灰度和对比度实现。这个所谓?先进技术?同前者一样同属文字游戏而几乎没有实际应用价值。

2、对使用诊断工作站的大夫来说，在显示器上调整灰度和对比度观察不同密度的组织是很自然的事情。

3、对没有诊断工作站的医院，由于他们面对的影像仍然是胶片，这个技术或许有用。但这个调整需要一定的时间，即使一个普通地市级医院，技术员的工作强度已经很大，根本没时间做这样的事情，其他流量更大的大型医院，实施这样的费时的后处理，可能性几乎没有。

4、总之，前两个所谓?新技术、新应用?只是迷惑人的文字游戏，其实质是突出自己与其他产品的区别，引起用户的注意。DR的数字影像只是为平片提供了进行后处理的可能；但数字平片后处理功能的开发，必须建立在一个可行及必要的基础上。（在现有医学影像设备上开展新技术都必须与能否最终解决临床实际问题相结合考虑，严格讲，在其公开宣传以前，必须有相关的前瞻性临床研究的证据支持。用户必须注意这些技术的含金量。）事实上，在患者到放射科进行影像检查的整个流程中，DR提供的平片只是一个初步筛查的工具，提供的影像是组织重叠像，其最重要的功能仍然和传统平片一样。如果病变密度与正常组织差别虽然小但仍然尚能在DR片子上用肉眼分辨出来的程度，最终诊断仍然需要进一步进行CT和其他检查。数字平片目前不能，以后也不能解决临床上对大多数病变定量、定性、定位的要求。DR的真正使命，是在保证影像质量的前提下通过对平片工作流程的改变得到的革命性的高效率，并不是而且也不可能取代CT或其他诊疗设备。

三、非直接数字放射摄影（IDR）和直接数字摄影（DDR）之分

1、非直接数字放射摄影（Indirect Digital Radiography，简称IDR），是一种硅半导体间接采集 X-粒子技术的数字摄影技术，采用两步数字转换过程，X-光粒子先变成可见光然后用光电管探测到转换为电信号。它是由Gd₂O₂S:Tb或Csl构成X射线的转换屏幕，或称为闪烁体，X射线穿过反射层到达闪烁体后，激发出可见光子；可见光传递下面光电二极管，光电二极管触发场效应三极管产生输出信号。这些转换过程中在物理上有或多或少的能量损失，但对X线吸收效率较高。

2、直接数字放射摄影系统（Direct Digital Radiography，简称DDR）是一种所谓直接X-粒子技术的数字摄影技术，X-光粒子在硒涂料层变成电信号被探测和转换；不产生可见光，而只是电子的传导，可避免散射线的产生，理论上没有光电转换的能量损失。但由于硒层吸收X线效率较差，成像时间长，实际转换效能并不好。

3、不论是什么技术类型的平板都是为了获得尽可能真实的诊断图像；就目前可行的生产工艺水平，非晶硅间接数字转化技术是生产平板的最佳选择，这也是PHILIPS、SIEMENS、GE等大型医疗设备厂商采用非晶硅平板的原因；尤其是Trixell平板的独特工艺，使其成像质量远高于非晶硒板，也高于其他非晶硅板。（Trixell平板CsI闪烁体层由于晶体结构的关系，在信号转换时也有少许光散射的发生，能量有少许损失，但对最终图像质量影像不大；其较高的量子检测效能（DQE）可在较低剂量曝光情况下获得高质量的图像；由于成像快，可用于透视及时间减影等领域，大大增加了X线检查的使用范围。）

4、放射影像的质量是由许多因素共同作用形成的，仅仅突出在单个转换过程中能量损失多少是无法保证高质量诊疗图像的，还得看实际转换效率和最终成像质量如何，不能光看某技术的单项理论值。

5、几乎所有世界级的专家学者都认可非晶硅板在成像质量稳定性上好于非晶硒板。

四、非晶硒平板所谓?直接能量转换?而没有能量损失

1、?使用光导材料非晶硒的平板不产生可见光，而只是电子的传导，没有散、折射线产生的能量损失，对提高图像清晰度有好处。?

2、理论上说，非晶硒平板没有光电转化过程中的能量损失，但并不代表其转化效果出色，更不代表其成像质量高；事实上低放射剂量时其成像质量是难以满足诊疗需求的；也就是说要想获得高质量的影像非晶硒板必需很高的放射剂量；其高剂量照射的成像质量才勉强与以Trixell平板为代表的非晶硅板在低剂量时的成像质量相当。这是与降低患者和工作人员辐射伤害的环保要求背道而驰的。

3、以硒作为光电导体可以直接将光信号转换为电信号，在理论上确实没有可见光转换为电子信号这一过程，避免了散射的发生；但是硒层对入射的X线吸收率很低会丢失了很多原始信息；所谓?直接转换?的过程速度也很慢，不仅影响工作效率而且信息丢失也很严重；因此在低剂量条件下图像质量无法保证，必须用很大的放射剂量才能得到有效诊断图像。通过分析其工作过程我们得知：所谓?非晶硒是直接转换没有能量损失?的说法纯属断章取义，只是避免了非晶硅类平板光电转换这一过程的能量损失，但绝对不是没有能量损失；相反由于其硒层对X线吸收率低、X光粒子转为电子的速度慢及最终成像速度慢而导致大量信息丢失，其影像质量比非晶硅平板（尤其是Trixell平板）是有很大差距的，不得已只能靠增加放射剂量来弥补其信息丢失过多的缺陷。另一个致命的缺点是硒层对于温度特别敏感，稳定可用性极差，使用条件受到很大限制，而且易坏易损，返修率很高。

4、非晶硒型平板第一个缺陷是需要比其他平板高得多的放射剂量才能得到符合诊断要求的影像质量；第二个缺陷是其硒层对温度非常敏感，稳定性差，使用条件受到很大限制，而且由于其对温度的极度敏感导致毁损率奇高。

5、总体看非晶硒平板技术是目前还很不成熟，具体表现为需要放射剂量较高、稳定性很差、返修率奇高。其代表厂商Hologic平板碰到了不可逾越的技术难题，已经退出DR系统设备市场。

五、DR系统设备评价依据：

1、 影像质量：

（1）平板技术：对入射X线的吸收率；平板的有效尺寸、动态响应速度(对X射线的敏感度、转换为电信号的速度、成像速度等)、灰阶、像素矩阵、像素尺寸、量子检测率。

（2）球管射线质量：球管的质量水平尤其是射线质量水平。

（3）计算机处理能力：计算机系统水平(是否是专业级工作站)、影像软件处理能力(是否专业级医用图像处理软件)。

2、 工作效率：

入射X线平板成像速度及平板到工作台屏幕显像速度、机械自动化性能及操作的简易方便、系统设备的稳定和持续可用性。

3、 放射剂量：

保证影像质量前提下尽可能地降低放射剂量以保护患者和工作人员，是DR 的重要功能，也符合世界环保潮流。

4、 总体成本：

包括购置成本、使用期间的维护成本及时间、效率成本。

5、 售后服务：

售后服务响应速度及质量