随着临床医疗对数字化X线透视摄影装置的期待,日立于1991年在世界上首次实现了400万像素数字化透视摄影装置的产品化。其后,日立又开发出100万像素装置,国内外医疗设施相继引进。但是,由于透视摄影装置中的X线探测器使用的是影像增强器(CCD-I.I.),与胶片图像相比,视野和辉度的均匀度都受到了一定制约。
近年来,能够克服这一制约的新一代探测器—平板探测器(FPD)应运而生。日立积极顺应时代潮流,相继将FPD应用到临床产品中,有机地融合了CCD-I.I.系统独有的实时性特点和胶片图像的优势,开创了21世纪的透视摄影装置的全新局面。而且,日立在业内,率先形成了透视摄影系统的产品链,得以向市场提供最大限度满足用户要求的优良产品。
一般来说,FPD具有以下特点。①视野为矩形,图像边缘不会出现歪曲。②动态范围广,不易形成晕光。③探测器部设计小巧,提高了操作性。
此外,日立的FPD(FPD40X30)还有以下独到之处。
④由于X线的照射面为40cmX30cm的大视野,
⑤即使是低线量透视/摄影,仍能获得高画质图像,进一步推进了在CCD-I.I.系统中已确立的低线量检查的流程。
⑥因可进行纵长摄影,提供了迄今为止无法实现的X线图像。

图1:拍摄格子图表时I.I.和FPD的效果比较。
在开发可对应透视的、搭载FPD的透视摄影系统之际,日立对每个产品的设计都本着[低线量、高画质、易操作]的宗旨。

图2:SF-VA2000外观
近年来,随着IVR的多手法化及检查的人数的增加,透视摄影装置的机种也在相应增多。C臂型透视摄影装置因可进行球管上下切换,使得多方向透视·摄影成为可能,并且,检查床的起到动作还可对应多功能检查(请参照图2)。换而言之,该装置既可对应以头腹部血管系为主的IVR治疗,也可对应内窥镜检查等的非血管系IVR、胃肠造影、骨科、泌尿系等的检查。
本装置的特点如下:
①检查床高可降至距地面49cm的高度,便于坐轮椅或高龄患者等的上下检查床。
②上球管状态下的检查中,因可将检查床降至离地面70cm的高度,被检者可采取轻松的体位。
③因可进行全身正位方向的透视·摄影,特别适宜急救检查。
④FPD方向可进行纵/横切换,确保了目的部位在视野内。
⑤由于装备了助动装置,使类似血管造影检查床的摇摆式动作成为可能,便于移动较重的被检者

图3:TU-6000外观
本装置为上球管型透视摄影装置,很容易接近患者,操作人员的工作空间开阔,实用性高。本装置的临床目的以非血管系IVR、胃肠造影、骨科及泌尿系检查为主,也适用于腹部血管系IVR检查(图3本装置的外观)。
本装置的特征如下所示:
①即使将检查床降低至距地面49cm的高度,也可进行透视摄影检查,因此上了检查床后可立即开始检查。并且上下方便。
②因影像系的移动冲程为115cm,FPD又为纵向长,故仅移动影像系就能涵盖155cm的范围。并且,图像可从检查床板上方23cm处、下方34cm处进行显示。
③从检查床周围很容易接近患者,所以便于施展检查技巧,陪侍也很方便。
④影像系的X光射入,可分别对应头足方向35º角。
⑤X线球管的高度有4挡切换功能,可根据检查目的自行设定。并且,可将球管从操作人员的头部位置移开,确保操作过程的安全进行。
作为数字化诊断装置,临床上对其有以下几点要求。①高画质(读影,特别是检查中,可将此图像显示到最佳状态);②高操作性(迅速、简便的操作);③高信赖性(图像数据的保护,防止系统停机)。
Clavis2000F作为SF-VA2000和TU-6000的图像处理装置,是系统的一个组成部分。其外观如图4所示。

图4:Clavis2000F外观
为了最大限度地发挥FPD的高性能,日立开发了从丰富多彩的图像处理技术到实时图像自动化最佳处理技术(FAiCE)。FAiCE 的特长如下:
在数字化图像中,探测器的性能毋庸赘言,显示图像的软件性能也极为重要。将I.I.-DR系统中获得高度评价的灰阶显示最佳化自动处理功能(自动γ处理)运用到FPD中加以提升,得以将动态范围广的FPD图像的特长发挥到最大限度。
另外,对IVR来说最为重要的透视图像也实现了高画质。特别是动态范围压缩处理中,为了提高在高浓度领域中对微小对象物的可识别性,采用了预先制作模糊图像,再将其从原始图像中剥离的技术,从而获得了对比度高的透视图像。这一技术对识别与椎体重叠的微型导管也极为有效。
第二个关键点是能够实现迅速、简便的检查操作。实现这一目的,采用Windows或高速、高功能的CPU固然重要,但起决定作用的还是临床应用操作软件的性能。
医疗机构引入装置后,摄影图像在不断积累。如需与过去图像进行比较时,需要迅速、简单地对目的图像进行检索和显示。在Clavis2000F中,即使没有图像服务器,也能根据四种关键词(患者姓名、ID、检查年月日、摄影部位)进行检索。还可使用联想检索或高级检索(缩小检索范围的检索),效率非常高。
数字化图像有使用、保存方便的一面,但也有需注意之处。特别是磁盘容量越大,万一发生故障,图像消失,其损失也越大。更严重的是检查中磁盘发生故障时还可能会迫使检查中断。
为了防患于未然,在Clavis2000F中采用了可保证其最高信赖性的RAID5级记录硬盘。这样,1张图像的数据可由多枚磁盘分别记录。万一其中一台出了故障,系统也会迅速启用其余正常的磁盘,继续运转。因此,在等待修复磁盘时无需中断检查。这同防止系统死机的计算机服务器采用的硬盘是同一种类型。
因IVR是在透视中进行检查的,不可避免地要增加操作者的被曝量。因此,尽量降低被曝线量的功能尤为必要。
其次,为实现透视图像的高画质,采用了脉冲透视功能,即增加每桢图像的照射线量并缩短其照射时间以达到抑制被曝时间的目的。数据采集率可在30F/s,15F/s间变更,可根据检查目的,调节数据采集率从而降低被曝线量。
另外,在一次曝光中,实现了仅在X线的出线期间得以正确控制管电压波形的上升和下降的技术(请参照图5)。特别值得一提的是,该控制方式是通过高压发生器的电子回路实现的,不需要像其他公司那样使用昂贵的三极球管,在球管交换等维修保养费用上很有优势。

图5:波尾切断功能
FPD系统已在多家医院得到使用,在每次诊断检查中都能得到高度评价。
①摄影图像的动态范围广,胃和结肠造影时即使与椎体有重叠也很容易观察到。
②I.I.—DR的圆形图像中,四周边缘会出现死角。与之相比,长方形、大视野的透视/摄影图像在诊断上特别是在灌肠造影X线检查中凸显优势。
③结肠部分重叠处很多,易有曝光过量现象,但经动态边缘压缩处理后,可得到对比度适宜的图像。
④虽然食道的正位摄影会与椎骨有重叠,但对比度良好的显示可深及食道内部。

图6:胃造影
①细微的胰管和肠壁图像中,即使在与肠气重叠的部分,也可清晰地观察到。
②在胆管检查中,即使与椎体有重叠,但直至细微的胆管末梢处也显示良好。

图7:ERCP
①在肩关节造影检查中,虽然将滤光栅设定在恰当的位置很困难,但从造影部分起直至皮肤表面无晕光现象,对比度显示良好。

图8:肩关节造影
①与CCD-I.I.系统相比,透视图像毫无逊色,能充分辨别微型导管及金属支架等。
②视野尺寸为40cm X 30cm,涵盖范围广,体格大的患者也能收到摄影视野内。
③普通的DSA图像为圆形,四角的摄影部分会有图像欠缺。但FPD的图像因是矩形,图像无欠缺,特别是对四肢血管造影很有效。

图9:腹部大动脉造影
下列装置为对应透视功能的、搭载了FPD的透视摄影装置:
①SX-VA2000是以C臂型透视摄影装置为基础的多功能影像诊断系统。
②TU-6000的原型是上球管型透视摄影装置。本装置充分发挥了FPD的特长,向客户提供了视野大、动态范围广的图像,深受好评。
今后,日立还会进一步丰富、充实FPD的产品系列,以满足广大客户的要求。