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浅谈CCD DR的特征和劣势

2013-03-15 22:49:00.0 Image Engineering 医学影像  
导读:本节,我们来从技术、图像和市场等方面谈谈CCD DR的特征和劣势。从技术角度首先,在国内某些商家的宣传CCD DR资料上把他们的DR称之为超级CCD、万能CCD、第N代CCD、甚至是太空CCD(国外规范的厂家一般不会这么做),而所谓的太空技术,其实纯属唬人,因为所有的CCD技术,都来自于最早的间谍卫星的探测技术,用来代替必须回收的一次性胶片盒,使卫星拍照可以长期和24小时不间断,数字化照片直接发回...。。。

本节,我们来从技术、图像和市场等方面谈谈CCD DR的特征和劣势。

从技术角度

首先,在国内某些商家的宣传CCD DR资料上把他们的DR称之为超级CCD、万能CCD、第N代CCD、甚至是太空CCD(国外规范的厂家一般不会这么做),而所谓的太空技术,其实纯属唬人,因为所有的CCD技术,都来自于最早的间谍卫星的探测技术,用来代替必须回收的一次性胶片盒,使卫星拍照可以长期和24小时不间断,数字化照片直接发回地面。就连你我家用的数码照相机,宽泛点说也是来自于太空CCD技术。该技术目前较多使用在早期档次较低的胃肠机(目前高档的胃肠都使用平板)及数码像机上。

其次,第一、CR的价格,DR的品质:这是某CCD DR厂家的广告语,其产品有没有DR的品质我们姑且再谈,但其价格的确和CR差不多,一台全进口的CCD DR海关报关价约为5万美元左右,国内拼装的CCD DR的价钱就更便宜了。其实也是,一台1000多万的数码像机市价也就几千元,而作为CCD DR的核心探测器CCD厂家成本价也最多2~3千元;

从干扰与噪声角度

CCD DR不象平板DR那样直接成像,有人称之为假DR,其图像在变成数字化信号前要经过闪烁屏、影像增强器、透镜、菱镜、CCD、A/D转化等多级传输和处理,所以信号不可避免存在着衰减大、干扰大等一系列突出问题。第三

X线的剂量:由于存在以上衰减问题,为了提高信噪比,对CCD DR来说,唯一的办法就是提高原始信号的信号强度。因此CCD普遍存在的另一个突出问题是同样的病人、同样的拍摄部位,但CCD的曝光条件要比平板高得多。大的X线剂量严重影响了放射操作医师及受检者的身心健康,机器的球管及高压发生器、电源电路等长期在大负荷的条件下工作也极易损坏。

失真

几何失真:CCD DR的成像的原理说白了就是在大的影像增强器(14/17)后放了一个小镜头的CCD数码相机,由于可见光大部份非垂直传播,因此拍摄出来的图像四周存在非常明显的几何失真情况,我们又称之为桶形失真。虽经过电脑后处理,但还是严重影响了图像的真实还原(一个简单的测试方法:拿一台高像素的数码相机拍摄一张平放在观片灯上的14*17的胸片,如果说图像失真你还看不出来的话,那请仔细看看胶片上四周原先很直的标志线是否为直线;日常生活中的老式CRT电视机及显示器图像的四周也存在这样的几何失真问题)。

二次几何失真:某些公司为了把CCD探测器做得不象炮筒那么长,所以在X线变成了可见光后在光路上加了一个棱镜(90度变向),这样的做法使得CCD探测器不再象炮筒那么长了,但稍微有点物理常识的人都知道,可见光经过棱镜90度变向后也存在几何失真现象,所以该类CCD探测器图像存在两次几乎失真问题,其图像的真实性更值得人怀疑(数码像机使用该技术是因为:1,CCD便宜;2,CCD体积小;3,图像的几乎失真不会影响艺术图像的整体观看效果,因普通摄影图像讲究的是艺术,但X线图像却更关注于图像的真实性)。

14/16 BIT的灰阶:

CCD前面的荧光屏一般也采用碘化铯涂层,其图像原始灰阶不大于12BIT,经过光学折射系统和光电转换后,实际灰阶无法大于10BIT,图像层次信息含量不足,国外对其使用范围是有限制的,比如不能用于矽肺诊断。CCD DR所谓的14或16BIT灰阶,是通过电脑软件后处理抑噪和扩展来产生的,任何DR甚至CR都可以做到这一点,但在临床诊断上没有任何实际意义,当然,可以在销售的过程中唬唬外行一点的用户还是有用处的。DR的灰阶值要原始、采集、传输、存储、显示、打印全为14BIT,这才叫真正的14BIT机器,但很多的厂家都做不到,因为即使你DR是14BIT的,但大部份显示器显示只有10BIT,除非使用日本EIZO艺卓等公司的专用医用显示器,但价格非常昂贵。大家在考察CCD厂家的机器时候,请注意仔细观察他们机器所配的显示器。为了省钱,他们已卖出的机器基本都使用的象DELL等公司的民用显示器(10BIT),当然,本身他们的机器原始灰阶也就10BIT,配医用显示器对CCD DR来说也是浪费。
8)     1700万的高像素值:
像素值的确是评价图像质量的一个重要参数,但CCD DR厂家所说的1700万其实某种意义上来说也属于欺骗消费者。如上所述,DR的像素值也存在原始采集、传输、存储、显示、打印都要一致的问题,但可以肯定的是,CCD DR由于制造工艺及使用材料上的缺陷,使得他们碘化铯采集的原始图像的像素值一般不会超过400万像素,加上后期传输过程中所受到的干扰,他们的信号在CCD拍摄前有效像素已经不足300万。可以想象,你拿1700万像素的数码相机去拍300万像素的目标图像还有意义吗?(大家最终看到的CCD DR的图像上更多的像素是用电脑技术进行充填和扩展的,其一般的算法是把相临的两个像素相加后除以2,然后再插补到两像素之间去,该插补的像素并非真正的原始图像信息)
9)    17*17的大面积成像:
某CCD DR的产品配置表上是这样写的,探测器数组:单片非拼接VHD CCD探测器、采集图像尺寸:43X43厘米(17*17)。这样的描述极会让人理解成CCD DR的核心探测器部件的尺寸是17*17的。其实不然,他们的探测器最前端碘化铯部分为17*17,但经过层层转化(CCD DR并非直接成像)后,最终的探测器CCD尺寸仅比一个一圆的硬币稍大一点,小尺寸探测器探测大尺寸的图像带来最直接的后果就是以上所提到的几何失真。
10) 像素尺寸:
CCD DR宣称的像素尺寸是108微米左右,而GE、西门子、PHILIPS DR所使用的探测器的像素尺寸都比这个数值大得多,理论上,像素尺寸越小图像越清晰,但以上公司DR的图像却比CCD的要清楚得多,这是为什么呢?其实这也是一些商家误导了消费者。我们平常所说的像素尺寸应该是从最初的采集到最终的显示,最前端碘化铯部分的像素尺寸一般大约为200-250微米,他们的后期CCD由于面积太小,所以像素尺寸也实在无法做大,因此,108微米的像素尺寸没有任何现实意义。医生最终需要的是一台能拍出真实、清晰图像的DR机器,而不是花钱买一份虚假的参数或标书。毕竟纸上谈兵的故事在我们当今受过良好教育的医院管理层中已少有发生。
11) 重达250公斤的硕大探测器:
CCD成像由于其信号需要经过多次传输和处理,所以其体积要比平板探测器大且重得多,一般连摄影架重量都在250公斤以上,是平板探测器的十倍,非常不利于日常使用(单板探测器拍摄过程中需要移动,如一天拍100多号人,可以想象,如使用CCD DR,一天下来肯定会累断胳臂,一年下来估计会为医院培养一个运动员)。
12) 成像速度慢:
CCD DR由于非直接成像,图像信号需要多次转换,因此大大增加了成像时间,再加上他的电脑图像需经过大量的后处理,所以CCD DR实际的成像速度要远低于平板探测器。

图像的真实性差:

由于CCD DR原始图像较差,需要经过电脑大量的后期后处理,最终显示在操作医生面前的图像质量虽然比用非晶硅DR拍出的图像质量差一点,咋一看,医生也能凑合着用。但殊不知,其图像和实际病人的组织结构却存在着差异;换句话说,同样的病人、同样的病灶部位,用CCD DR和平板DR所拍出来的图像绝不仅仅是图像质量的区别,两幅图像还存在组织机构上的差异。这一点,我想肯定是最不能让广大操作医生所接受的,哪怕是误差一点点。还有一点值得说明的是,目前市场上所有打印胶片的相机的灰阶值都为12BIT,所以CCD和平板光比胶片还不能完全体现出平板高质量图像的优势,大家可以看看和比比医用显示器上的图像,即软阅读。能够实现软阅读也是广大医院普遍使用DR的重要原因之一(但CCD DR的商家一般不推荐使用医用显示器,那样会露了他们的马脚)。
14) 使用寿命及维护:
CCD的销售人员在给用户介绍产品时会特别强调他们的产品维护成本特低。但了解他们产品结构的人士都知道,CCD DR中的CCD只是他成像单元中的一小部分元器件(重量0.5KG都不到),他的成像还需总总重量超过200KG的碘化铯闪烁屏、影像增强器(含高压发生器)、菱镜、风扇等一系列部件。商家都是报喜不报忧,CCD的确不容易损坏(即使坏了也就几千元),但碘化铯闪烁屏易老化,有一定的使用寿命;影像增强器由于是大功耗元器件(该部件需要高压,使用中会产生高温,需要散热风扇)所以特易损坏,价格也较为昂贵;菱镜的物理位置在长期的使用中会发生偏移,这样势必又会影响机器的图像质量;总重量超过200KG的探测器在使用中由于每天需要变换不同的体位,所以机械部份也极易损坏。而非晶硅DR是直接成像,再加上没有影像增强器这样的大功耗元器件,所以故障率要远低于CCD DR。即使坏了,所有的非晶硅平板都是可以维修的,最贵的维修配件成本也不会超过三万元。说平板不可修复的人要么不懂业务,要么就是别有用意。

市场占有率:

几乎所有放射界的有识之士都知道CCD是极其落后并即将被淘汰的X线图像处理技术,但在某些CCD DR厂商的宣传资料上,我们经常会看到他们做的各家产品对比表,另人啼笑皆非的是他们把他们的产品性能、图像质量、客户满意度都排在了第一,而PHILIPS、SIMENS、GE等国际最著名的公司的DR产品都远不如他们,对于这样极不尊重科学、极不尊重消费者的行为实在让人汗颜!还好,实践是检验真理的唯一标准,目前主流的DR厂家的DR产品上都配套使用的是代表当前最高科技水平的非晶硅平板探测器;而国内主流的三甲医院新近购买的DR也无一例外的使用的都是非晶硅平板探测器。试想,号称高达14BIT、1700万像素、3.4LP/MM的CCD DR以那么便宜的价格及优惠的付款条件却不能让那些整天阅片无数大医院的放射科主任所信服并最终购买,这也足以说明两者之间的巨大差异了。IDC(CCD DR)公司网站上所公布的数据表明,他们的CCD DR全球销量仅为300台左右,中国却卖了200多台,占到了其公司的2/3份额。这样的数据是说明了外国人比我们更富有呢,还是说明了我们部份中国人比他们更识货呢?反正纵观整个欧美市场,CCD DR的市场占有率只有百分之五左右。
16)CCD怕空气中的灰尘影响,所以一般要存放在密封的惰性气体中,但惰性气体容易泄漏,所以每年需要充补,这样既耗时又耗钱!
17)保护密封惰性气体的橡胶垫片时间长或高温高寒下特别容易老化,一旦老化非常头痛,不换图像明显变得很差,换吧又劳民伤财。所以,CCD探测器尤其不能用于车载,因为车上夏天能蒸鸡蛋,冬天能做冰激凌。
18) 买CCD DR和用CR一样意味着贫穷和落后:
CCD的众多的弊端已为世人所皆知,尽管CCD DR资料上的虚假参数印刷得都很高,尽管CCD DR的营销人员都倍加努力,但毕竟巧妇难为无米之炊,CCD在实际市场销售中举步唯坚,大医院的专家们由于产品知识相对丰富,所以他们是坚决抵制CCD DR的。投放、合作分成可能是他们目前还能吸引低端用户的唯一行之有效的手法了(毕竟5万美圆左右的进货价是他们最大的优势),所以目前买CCD的DR已几乎成了医院资金紧张、技术较为落后的代名词。

医院买DR的最主要目的本是为了提高放射科的诊断质量和工作效率,在增加经济效益的同时更能提升医院在兄弟单位中的档次和地位。如通过投放或合作的方式购买了CCD产品,某种意义上讲也就是买了一个DR的名,不但失去了他原有的意义,反而会被同行医院笑称为是买不起真DR,所以买了台假DR以充充门面。

鉴于CCD DR和平板DR根本不是一个档次的产品,有传闻说CCD DR的收费将会降低,这消息我们不敢肯定。但可以肯定的是,随着数字化医疗市场的日趋成熟,广大医务工作者必将更加理性地选择和购买DR产品,失去了市场的影像增强器、CCD这种落后的成像技术在短时间里必将逐渐淡出DR市场。

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(编辑: utimes)

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