X线成像技术考点及其解析21

X线成像技术考点及其解析-21 - CT技师上岗证考试 【考点21】激光热成像 数字影像经不同的打印（硬拷贝）设备，直接在媒介（胶片）上成像，不 需冲洗加工的方法都可称为干式打印。由于干式打印输出快速，简便， 无环境污染等优点，近10年来，在医疗数字影像领域获得了飞速发展。 目前，干式打印的技术种类很多，成像原理也各不相同，打印质量也有 差异。 医疗干式成像技术主要分激光与非激光两大类。 1. 激光热成像胶片的构成 激光热成像技术（photo thermo graphic, PTG）最早发明于1964 年，成功地应用于医疗影像是在1996年，KODAK公司正式推出 DryView8700成像系统之后。10年以来PTG技术获得很大的发展，成 为当今医疗数字影像输出最优先的选择。 激光热成像技术的成像原理可从PTG胶片的组成及PTG成像过程两 方面理解。 PTG胶片（DVB胶片）构成如图5-5。 （1）基层 它是0.18mm厚的蓝色（无色）透明聚酯片基，上面涂有“光敏热成 像层”，在成像层上面涂有保护层，在片基的另一面涂有防光晕层。 （2）光敏成像层 它由卤化银（例如漠化银）晶体，银源（例如山赢酸银），显影剂（例如 对苯二酚），稳定剂（例如邻苯二甲酸，多漠化物），调色剂（例如肽嗪邻 苯二甲酸）等化学成份分散在高分子粘结剂（例如聚乙二醇缩丁醛）中的 涂层。 卤化银晶体曝光（810nm激光曝光）后生成潜影；热敏性银源（山布酸 银）在加热及潜影银的催化下，还原成金属银沉积在潜影上，还原银的多 少与潜影的大小（曝光多少）成正比；稳定剂保证了影像的稳定性;调色剂 使显影银影像能获得黑色的色调；粘结剂（例如聚乙二醇缩丁醛）的作用 是将各种化学成份均匀分散并粘结于片基表面形成成像层。 （3）保护层 由高分子粘结剂及毛面剂（matting agent）组成，其作用是保护成像 层，防止伪影生成。 （4）背层 是一个很薄的涂层，由防静电剂，防光晕剂及毛面剂分散在高分子聚 合物中组成。其作用是防止静电及曝光光晕对影像的不良影响。 2. PTG胶片成像层各组分的功能 （1）卤化银（AgX） 成像层中的光敏成份与传统胶片相似，都是卤化银晶体。卤化银经激 光曝光形成潜影（图5-6）。但是，PTG材料中的卤化银的作用及其用量 与传统X线胶片有很大差别。 传统胶片中，卤化银既是光敏主体，又是显影时提供银离子还原成 银原子的“仓库”； PTG胶片中，卤化银只是感光主体，但不是热显影时提供银离子的 “仓库”。所以，PTG胶片中的卤化银（无机银）含量很少，大约只有常规 胶片的10,这里，卤化银只负责形成潜影。而显影时的“银源”来自 于大量的寇酸银盐（有机银）。 （2）银源 成像层中除了卤化银外，最重要的物质是被称为“银源”的有机宸酸 银，使用最广的是无色山布酸银［AgO2C22H43］（一种二聚体的舞酸银）, 这是一种热敏性物质，在热敏成像材料中起作重要作用。形成黑色影像 的金属银主要来自这种化合物。 热敏性银源（山布酸银）在加热（120C左右，15秒）及潜影银的催化 条件下，还原成金属银沉积在潜影上，还原银的多少与潜影的大小（曝光 多少）成正比。从而形成银影像。 （3）显影还原剂 PTG胶片中所使用的显影还原剂需满足下列条件 常温下不能还原银盐的弱还原剂； 常温下为固体，熔点适合特定的显影温度； 显影时能有效的阻止由短酸银盐分解产生的自由基，并具有良好的 扩散性。 经过大量的试验筛选，符合上述条件最适合的显影还原剂是带有立体 位阻基的双酚类化合物。例如，带有叔丁基取代基的双酚衍生物具有较 高的反应活性。 （4）调色剂 调色剂对PTG成像体系来说是很重要的化合物，其作用是为了得到 适当的金属银的结构，以获得可接受的黑色调影像。短酸银作为银源的 成像系统，生成的是金黄色或棕色的影像色调。但是，在黑白成像系统 中，特别是那些有严格影像质量要求的医用X线胶片，只有真正黑色或 蓝黑色的影像才能被接受。历来改进色调的主要途径，是在配方中加入 能增强色调的化合物。 通过调色剂的修饰作用来改变最终的银影像色调，是控制影像颜色的 主要途径。但是，还有另一种改善影像色调的途径，那就是改变寇酸银 本身的纯度和结构，也是改善影像色调的重要方面。 在PTG胶片中最好的调色剂就是猷嗪和邻苯二甲酸这一对化合物， 这一对调色剂能非常有效地引发适当的金属银结构，并给出良好的黑色。 除此之外，调色剂在银离子迁移成像过程中扮演着重要的角色。到目前 为止，各类调色剂化合物与银的反应性仍停留在研究范畴。尽管还不十 分清楚，但已有几种方式来表述调色剂PHZ和H2PA与有机银离子有很 强反应性。已发现，当调色剂肽嗪PHZ与另一个重要的协合调色剂邻苯 二甲酸H2PA 一起应用时，则与技酸银生成另一络合物[Ag2 PHZ 2 PA H20],这种络合物很容易与温和的还原剂反应生成黑色的Ag。。 但是，要更详细地说明这些络合物在PTG系统整个热显影反应中起什么 样的作用，还是当前PTG技术原理研究的重点之一。 5 防灰雾剂与稳定剂 常规卤化银感光材料在显影加工后，有定影过程以除去多余的卤化 银。而PTG胶片在干式热显影加工后，没有定影过程，感光层中的全部 组分仍然存留在胶片中，其中的卤化银、有机酸银及还原剂在热显影之 后仍保留一定的活性。在一定条件下，这些组分还会相互作用生成金属 银，造成非影像背景区灰雾密度的增长。为此，在PTG材料中必需加入 相应的稳定剂和防灰雾剂，使PTG胶片在通常应用及贮存条件下有足够 的稳定性。 PTG胶片有三类灰雾 初始灰雾指材料刚生产出来时的初始灰雾密度； 自身老化灰雾指成像之前储存过程中增长的灰雾密度； 加工后的灰雾（影像的稳定性），指加工后存放过程中影像或背景区 出现的灰雾密度的变化。 目前主要应用的稳定剂为三漠甲基衍生物，被认为是显影时的关键组 分。这类稳定剂的存在通过将光作用释放的BF转化AgBr（来自舞酸银） 从而阻碍了显影。 近年来，发现多卤有机化合物，特别是多漠有机化合物大多能与金属 银作用，从而防止Ag灰雾中心的生成，对防止初始灰雾和自身老化灰 雾非常有效。 为了提高显影后影像的稳定性，还可以加入磷酰化合物，如三苯基氧 化磷、三（对叔丁基苯基）氧化磷。在热显影加工过程中，其氧化物能 与显影还原剂形成氢键络合物，使残留的显影还原剂失去还原活性，从 而提高显影后银影像的稳定性。 （6）黏合剂 一种重要的黏合剂聚乙烯醇缩丁醛PVB （分子结构如所示）被首先 应用于溶剂性PTG胶片。只是到了近来，采用水性涂层结构，新的一类 亲水性黏合剂才变得重要起来。 3. PTG胶片的种类 PTG胶片的种类不象湿式激光打印胶片那样复杂。但是，各公司都 有自己专用的胶片（表5-2）。实际上，市场常用的主要就是DVB, DI-HL, SD-P几种胶片。 表5-2.激光热成像（PTG）胶片的种类 胶片种类 特点 KODAK DVB 2006年以前的产品，适用于KODAK各种干式相 机 KODAK