射线检测技术8 1射线CR技术课件.ppt
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1、第8章 射线CR与工业CT技术,8.1 射线CR技术8.2 工业CT技术,8.1 射线CR技术,CR技术是近年正在迅速发展的数字射线照相技术中一种新的非胶片射线照相技术,用储存荧光成像板代替胶片完成射线照相检测。与其它数字射线照相技术相比,CR技术是最有希望的胶片替代技术。,8.1.1 CR的概念,CR:Computed radiology(ASTM标准) Computed radiography(EN标准) 计算机射线照相技术,8.1.2 CR的发展历程,CR技术方法最早由Kodak(Luckey,1975)提出。1980年日本富士公司注册了影像板技术专利。1981年,CR概念首次在RSNA
2、(北美放射学年会)上亮相,富士公司向业界宣告:CR技术对曝光条件要求宽松,不用担心曝光剂量不足或者过度曝光,它的应用将大大提高图像质量,减少因曝光剂量不当导致的重复拍片。,1983年,富士公司向美国市场推出了CR及配套的激光成像仪,成为世界上第一个实现CR技术商品化的公司。1989年开始,富士胶片将FCR技术应用于工业探伤领域,开发出IP成像板用于取代X射线胶片。美国1992年接受富士FCR-7000型和AC-1型CR系统。柯达公司的第一个CR系统也于1992年安装爱克发公司1994年推出ADC70型CR系统。CR设备的研制典型代表有日本富士胶片、爱克发、美国柯达、美国GE、德国德尔公司等。,
3、8.1.3 射线CR检测原理-IP板,磷光物质层是成像板的主要部分,含有钡氟卤化物和铕触媒剂。铕原子吸收射线被电离释放具有一定能量的电子,电子在磷光晶体结构附近移动,直到被以氟离子组成的感光中心捕获。被捕获的电子数量正比于吸收的射线剂量,形成半稳定状态的潜影。,CR扫描仪,IP板被红色激光激发时,被捕获的电子返回原始状态,以蓝色光形式释放能量。,射线CR检测原理,射线束经过工件衰减后,以不同的强度照射在IP板上,IP板中荧光物质内部晶体的电子被激励并被俘获到一个较高能带(半稳态或更高能量的状态),形成潜在影像(光激发荧光中心)将IP板置入CR扫描仪内用激光束对IP板进行扫描,在激光激发下(激光
4、能量释放被俘获的电子),光激发射荧光中心的电子将返回它们的初始能级,并以发射可见光的形式输出不同的能量。可见光打到CR扫描仪内部抛物面反射镜或反射层上,发生全反射,被反射的可见光最终打到光电倍增管上被接收,同时转换为数字信号,送入计算机进行处理,得到数字化射线照相灰度图像。,曝光过程-步骤1,曝光形成潜影。透照方式与常规照相相同。射线照射到IP板,与IP板上的荧光物质相互作用击出荧光物质原子的轨道电子,使原子产生电子跃迁而处于激发态。,步骤2,扫描。将IP板装入专用扫描器,用激光扫描被射线照射过的荧光物质,处于激发态的电子获得激光能量后发生跃迁,产生蓝色光辐射。,步骤3,成像。蓝色光辐射被光电
5、接收器捕获转换为数字信号,通过电脑合成图像。,射线CR核心技术,核心: IP板+CR扫描仪射线照射发出荧光,发光原理复杂,8.1.4 射线CR系统,便携式扫描仪,IP板,射线CR系统由射线机、IP板、CR扫描仪、计算机和相关处理软件组成。,射线CR系统,刚性暗盒,柔性暗袋,操作过程,CR系统分类,按照CR系统的主要性能,即信噪比SNR和基本空间分辨率SRb,可将CR系统分类。,CR系统的分类,IP板类型的表示方式是:IPXY。其中,X为类别代号:、(或1、2、3、);Y为系统最大的基本空间分辨率,以微米(m)为单位表示。例如,IP100,表示的是:为类系统,系统最低的规格化信噪比不小于52,系
6、统最大的基本空间分辨力为100m。,射线CR系统核心指标,激光焦点尺寸12.5m丝型像质计灵敏度要求图像的最大不清晰度,即空间分辨率,可达10 Lp/mm(50m)图像像素尺寸25m(与IP板有关)16 bit原始数据,65536灰阶最小信噪比SNR(反映对比灵敏度)最小读出强度IIPX(其中X代表IP等级),(1) 空间分辨率,空间分辨率是指从CR图像中能够分辨物体最小细节的能力,单位是Lp/mm(线对/毫米)对CR技术来说,分辨率不仅仅取决于IP板(传统胶片的替代品)本身,还包括扫描仪。一般而言,IP板中荧光颗粒晶体尺寸越大,IP板的基本空间分辨力越低,但光激发光现象越强。,空间分辨率测量
7、方法,双丝像质计影像分辨率测试卡 直接读出线对值,双丝像质计,根据EN462-5标准规定双丝像质计是由放置于刚性半透明塑料盒中的13个线对组成,塑料厚度约为1mm。双丝像质计丝的直径与丝与丝之间的距离相等(即栅条和间距形成占空比为1:1的线对图样),每个线对包含两条圆形截面的线。1D至3D线对是金属钨,其它线对是金属铂。,双丝像质计,测量不清晰度和空间分辨率双丝识别准则:最大线对,其影像正好是两双线间距可以识别极限下的两独立线过渡到单线的影像,此时被认为是可辨别的极限值。,双丝像质计的识别注:如果两丝信号峰值间下沉点大于最大强度的20%,则此丝对的两根丝是可识别的。,根据标准,用双丝像质计测量
8、IP板基本空间分辨力时,要对垂直和平行与激光束扫描方向基本空间分辨力的测量。,空间分辨率测试-双丝像质计,其中一个双丝像质计沿水平方向偏转5度。透照电压为90KV,管电流10mA,曝光时间1min,焦距1.5m。使用4倍放大镜观察,可以识别9号丝对,满足ASTM标准要求。,双丝像质计布置,IP板输出图像,线对测试卡,在一定宽度内,均匀地排列着若干条宽度相等、厚度为0.10.2mm高密度的铅质材料(铅与钨的复合材料)做成的栅条,栅条的间距等于栅条的宽度。一条栅条和与它相邻的一个间距构成一个线对。在5毫米宽度内均匀的排列着若干个相同的线对,构成一组线对。,分辨率测试卡,系统的空间分辨率P (lp/
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