医用激光像机原理及应用

老*驼

医用激光像机是现代信息技术高度发展的产物，
可用于CT、MR、DSA等医学成像领域。医用激光像机是数字医学诊断系统的主要输出设备。

医用激光像机近几年来发展迅速。目前在影像输出设备中已基本替代多幅像机。

一、医用激光像机的种类

医用激光像机又分干式和湿式激光像机两种。

干式和湿式激光像机又都分固态红外二极管激光和氦氖气体激光两种。

两种激光打印机都拥有很高的成像质量，但湿式激光像机由于其成像胶片需使用化学药水冲洗，洗片机的结构复杂，故障率高，且需经常清洗，在一定程度上造成使用不便。更为严重的是，废弃的显、定影药水会污染环境。

干式激光像机避免了以上缺点，同时安装无须考虑供水，全明室操作，设备可任意放置等优点，逐渐被人们认可。越来越多的影象科室开始使用它。干式激光像机已成为未来的发展方向。

二、医用激光像机的组成结构

1、湿式激光像机

湿式激光像机的结构主要由六部分组成：开关电源、影像控制系统（IMS）、抓片机构控制系统（PCB）、激光打印控制系统、胶片传动控制系统（MCS）、自动冲洗单元。

1.1、开关电源

为激光像机各工作单元提供与其相适应的工作电源。

1.2、影像控制系统

负责把主机的图像信号进行整理，并按需要进行分格排版，同时可对图像的对比度、密度进行调节等。

由计算机控制的影像控制系统，是激光像机的核心。像机的图像信号传递到激光像机后，经过一系列的处理修正，调整图像的尺寸、大小、版面。激光头依据排版后的图像信号而输出强弱不同的激光，从而完成对胶片的扫描过程。激光像机的处理能力决定了像机的图像质量、适应能力和应用范围。

1.3、抓片机构控制系统

负责将需要扫描的胶片抓起，送入激光扫描区。

1.4、激光打印控制系统。

湿式激光打印由激光扫描和胶片传送两部分组成（对大多数湿式像机）。经排版完成的图像信号，通过控制电路转变为激光扫描所需的光信号，激光打印机的光源为激光束，激光束通过发散透镜系统，投射到一个在X轴方向上转动的多角棱镜，折射后的激光束再经聚焦透镜系统按“行式扫描”（即从左到右）在胶片上形成图像信号的潜影；，胶片传递系统在伺服系统控制的高精度电机带动下保证在激光器进行扫描时带动胶片在Y轴方向匀速地向前移动通过扫描区，从而完成整张胶片的扫描（打印）过程

1.5、胶片传动控制系统

负责胶片的整个传送过程。

1.6、自动冲洗单元

激光像机和自动洗片机连接在一起，使打印形成潜影后的胶片不进入收片盒，而直接入洗片机进行冲洗。完成常说的全明室操作。其工作过程与普通自动洗片机相同。

2、干式激光像机

干式激光像机的结构主要由六部分组成：开关电源、影像控制系统（IMS）、抓片机构控制系统（PCB）、激光打印控制系统、胶片传动控制系统（MCS）、胶片显影旋转加热系统。

2.1、开关电源、影像控制系统、抓片机构控制系统、胶片传动控制系统

以上四部分大体同湿式激光照像机

2.2、干式激光像机激光打印控制系统

与湿式激光像机不同，干式激光像机在激光打印过程中，胶片始终处于静止状态，激光束在胶片X轴和Y轴方向上的扫描全由激光头上所附带的控制机构完成。同时根据激光像机型号不同，其扫描方式也完全不同。例如KODAK  DRYVIEW 8100，激光扫描方式为Y轴方向从上至下扫描，KODAK  DRYVIEW 8700，激光扫描方式为X轴方向从左至右扫描。

2.3、胶片显影旋转加热系统

该系统将激光扫描后的胶片进行加热而使其显影，从而完成湿式激光像机中自动洗片机的显影、定影、水洗、烘干等工作。

满足CT、MR、DSA、DR、CR等影像设备的打印需要及影像诊断要求。

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三、医用激光像机的工作过程
随着计算机技术的进步，医院的HIS、PACS系统也取得了巨大的进展。PACS系统的发展给激光像机提出了更高的要求。大多数激光像机为适应多机互联的要求，配备了多种输入接口。如模拟口、数字口、DICOM3.0接口。其中DICOM3.0接口是世界上PACS网络的通用接口标准，故其显得有为重要。多种接口并存为连接现有不同设备提供了必要的物理平台。
1、湿式激光像机工作过程
由DSA、CT、MRI等图像设备输入的各种图像信号经过激光像机的各种接口而转换为其可以处理的数字信号。图像信号处理单元将其进行缩小、放大等排版工作和对比度、密度进行调节。
图像信号处理工作完成以后，激光像机的计算机将给胶片抓片机构发出指令，使其抓取一张胶片送入激光扫描区。同时相应的胶片传送机构也开始相应工作。
胶片送入激光扫描区后，激光头依据图像信号处理单元的数字信号值而进行X轴方向的快速扫描，同时胶片传递系统在伺服系统控制的高精度电机带动下使胶片在Y轴方向匀速地向前移动通过扫描区，从而完成扫描过程。
扫描后的胶片在传送机构的作用下被送入自动洗片机。最后得到一张可供诊断的图像。
  2、干式激光像机工作过程
下图为干式激光像机工作过程示意图
干式激光像机同样有原湿式激光相机多种接口和相似的信号处理系统，即同样可以连接多台不同接口模式的主机而具备网络接口，同样以数字方式实施图像处理。所不同的是胶片在激光打印时的状态和激光的扫描方式及胶片显、定影的处理过程。
激光打印时胶片在激光扫描箱中是固定不动的。无论是以X轴还是以Y轴为快扫方向的激光像机，其相应的慢扫机构均在激光头上实现。从而完成整张胶片的扫描过程。
完成扫描后形成潜影的胶片被传送机构送入胶片加热鼓进行加热显像，显像后的胶片在送出过程中通过密度检测调节装置，密度检测调节装置将得到的图像质量信息送回图像信息处理单元的计算机，这样就形成了一个闭环的图像质量调控体系，使干式像机的图像质量始终保持如一。
四、两种医用激光像机的性能比较
相对湿式激光像机系统，干式激光像机系统具有许多明显的优点：
1、        干式激光像机的图像质量更稳定。
其主要原因是干式激光胶片的处理过程都是在干燥和自动化的环境中进行，完全没有人为操作的干扰和湿式洗片机传动系统的磨损及化学药液不稳定的影响而导致的影像质量的不稳定性。
2、干式激光像机节约水资源，无需洗片机，符合绿色环保要求，运行成本低。
一台湿式激光箱机的水流量需2L/h，1周60h，则1年耗水约346吨。从保护环境的角度考虑，洗片机每年排出的废药液至少在2吨以上（不包括水洗后的污水在内）。干式激光像机系统不存在上述问题，对环境不会造成污染。
干式激光像机集打印和显像为一体，无需冲洗胶片的显、定影液。既节省了配换药液的人力，不存在酸碱的污染、管道的堵塞、齿轮、辊轴橡胶老化和漏液等问，减少了故障，降低了维修成体，从而提高了经济效益。
3、干式激光像机系统对环境要求低,安装方便。
湿式激光成像系统的打印和显像是两个相对***系统。而干式激光像机无需胶片洗片机体积小巧,省缺了暗室各种管道的连接和对水源的要求。节省空间，根据需要,灵活安装，可直接放置在控制间、机房等。
5、干式激光像机系统完全符合DICON3.0标准，可实现点对点的直接连接，或DICON网络连接，为医院的PACS系统发展及网络化管理提供了极其方便的条件。
干式打印成像系统在保护环境、避免污染、操作维护、网络管理等方面较湿式打印系统有明显的优势，必将逐步成为今后影像设备胶片处理的主流。
干式激光像机仍然可以达到630dpi 的空间分辨率和65536级灰度，最大密度Dmax3.2。例如柯达DryView8900干式激光像机。还可提供多种用户自定义格式，每小时输出胶片200张，其影像分辨率为630dpi。并可扩展至8种输入及PACS网络连接。因此，可以说干式打印机的成像质量已达到湿式像机的最高指标，但其所生成的影像已完全可以与普通湿式激光打印机媲美，

韦**c

谢谢分享，比较全面