醫(yī)學影像的顯示與重現是由不同形式的成像裝置，把載體媒介中的信息轉換成可供觀察的影像信息。由于載體媒介的差異，影像顯示的方式也各不相同，概括地說，能顯示與重現醫(yī)學影像的裝置可以統(tǒng)稱為影像轉換器。對于某些信息載體，既可以通過載體形式的直接轉換，也可以通過間接轉換而重現影像。例如X線或電子束投射在熒光屏上，能夠將其攜帶的影像信息直接以可見光的形式顯現出來。這是一種能量之間的直接傳遞與轉換，沒有新的物質生成，因此屬于光物理反應。而X線或電子束投射在膠片上則是通過光化學反應，生成銀原子，將X線信息間接地轉換成銀顆粒的空間分布信息，從而顯示出影像內容。在近代品種繁多的醫(yī)學影像設備中，更多的是采用顯示器作為影像轉換器，幾乎所有的信息載體都可以通過這種間接顯示方式來重現影像，并且其中許多載體形式（如超聲、核素、電磁波等等）還只有通過顯示器才能重現影像，加之顯示器的成像技術和制作工藝不斷提高，更加日趨完善成熟，其方便的使用特性和強大的顯示能力，致使顯示器在各類醫(yī)學影像診斷設備中的應用也更加廣泛。
    雖然前述各章的不同成像設備中都曾提到了各自的影像轉換器，但是鑒于成像系統(tǒng)中終端裝置的重要性和相似性，這里再系統(tǒng)地加以歸納和比較。
    一、熒光屏和影像增強器
    熒光屏是一種最為簡單的影像轉換器，它既適用于X線直接透視和電子顯微鏡中的直接電子束影像觀察，又可以用來制作X線膠片直接攝影中的光強度轉換放大器----增感屏。
    以X線成像為例，它可以將所吸收的X線能量轉換為可見光放出。屏表面由一層粉末狀結晶的熒光體材料組成，例如硫化鋅鎘、鎢酸鈣、碘化銫等。根據選用熒光體材料的成分和摻雜物不同，熒光屏所能轉換的光線顏色也不同，一般多為黃綠色。熒光體被均勻地涂覆在某種基底上，如果用于透射發(fā)光，基底材料可選用塑料或玻璃等；如需用于反射發(fā)光，可選用鋁板等金屬材料為基底材料。在基底和熒光體層之間，常常加有中間層，采用氧化鈦等白色材料以增加反光。為提高發(fā)光效率，在熒光晶體中還常摻雜置入某種原子，如碘化銫中摻雜鈉，硫化鋅鎘中摻雜銀，這些雜質有著將自由電子導向晶格的作用。X線能量以量子的形式被吸收到晶體中，每一個量子能將自由電子激發(fā)至較高的能級，當電子躍遷回到原子穩(wěn)定狀態(tài)的能級時，就可發(fā)射出可見光線。部分背向發(fā)射朝著基底的光線會被氧化鈦中間層反射回來，與正向光線疊加而出現在前射方向上。在熒光屏的平面空間分布上，X線量子的多少包含了影像的信息。因此在熒光屏上激發(fā)出可見光線的多少也反映了影像的信息，從而實現了影像信息形式的轉換。
　　在傳統(tǒng)的X線透視檢查中，一直沿用熒光屏直接轉換影像的方式。在X線機球管發(fā)射X線穿透人體后，繼續(xù)穿射熒光層，診斷者在對面隔著防護鉛玻璃，在幽暗的環(huán)境條件下直接觀察熒光屏上的影像。其優(yōu)點是可以即時地觀察到被檢者內部影像和臟器的運動。然而為了盡可能地降低被檢者和診斷者在直接輻射下的劑量，應該盡量降低X線能量和透視時間，這將導致熒光屏上的影像亮度較低，清晰度較差。人的眼睛在黑暗環(huán)境下主要靠視桿細胞起作用，并且感光效率和能力大大降低，使得熒光影像中許多低亮度信息無法被醫(yī)生的眼睛分辨出來，從而喪失了許多影像信息，由于熒光屏直接透視法對被檢者和診斷者的傷害和對影像信息的損耗（如前所述，實際上是人眼無法檢測微弱光線造成），臨床已幾乎完全摒棄了這種方法，取而代之的是影像增強器、攝像機和顯示器構成的電視系統(tǒng)。
    X線電視系統(tǒng)在第二章中已作過較為詳細的介紹，這里不再重復。它是一種間接的影像轉換器，其主要優(yōu)點為：①可以極大地減少投向被檢者的輻射量，與直接透視屏相比，大約可以降低到X線需要劑量的1/1000；②能將診斷者從X線輻射場中解脫出來，由于信號已轉換為電纜傳輸，診斷者所需要面對的顯示器可以放在任何位置；③能很好地觀察到人體內致密組織（如骨骼）的影像，由于透過人體內高密度組織的X線光量子數極少，被轉換成的熒光光線也極弱，但是經過影像增強器的高增益放大以后，可使影像的明暗程度足以進入人眼睛的敏感區(qū)域，并使診斷者能夠從容地工作于明亮舒適的環(huán)境里。需要說明的是，影像增強器并沒有比熒光屏真正地增加信息量，它只不過是把影像信息更適度地顯示給人的眼睛而已。
    二、顯示器
    早期的影像顯示器，由于在影像分辨力方面與熒光屏和感光膠片比較，有著極大的差距，因此除非在必需使用顯示器的醫(yī)學影像儀器中采用（如超聲、X-CT等）外，在能夠使用感光膠片直接成像的領域中（如X線攝影、透射電鏡成像等）是極少使用它的。然而顯示器有著極大的便利性和適用性：①它能直接、快捷地顯示影像、圖表、波形、文字等多種多樣的信息形式；②它能顯示連續(xù)的動態(tài)影像，甚至三維立體影像；③它能使醫(yī)學影像中的單色影像演化為多色或彩色顯示，提供多種形式、多種參量的顯示；④讓診斷者在明亮、舒適的環(huán)境下工作；⑤給醫(yī)學影像的顯示、記錄、存儲與傳輸提供了極為便利的轉換途徑。又由于顯示器在近年來的不斷改進與提高，從單色到彩色，從低分辨率到高分辨率，從陰極射線管的單一形式到正在研制開發(fā)的多種顯示形式，顯示器在影像的顯示重現性能上，已基本上滿足了醫(yī)學影像的各種要求，因此在整個醫(yī)學影像的成像設備領域中，幾乎已毫無例外的選用它作為終端顯示裝置。
　　1.顯示器的類型
　　目前真正進入實用商品化的顯示器主要有3種類型：陰極射線管（通常所稱的顯像管）式、液晶式和等離子式。
　　(1)陰極射線管式顯示器　這是歷史悠久、技術原理最為成熟、應用范圍極為廣泛的顯示器。正因如此，陰極射線管（cathode ray tube, CRT）有時竟成了顯示器的代名詞。采用陰極射線技術原理制作的顯像管式顯示器，在計算機顯示器、廣播電視機和醫(yī)學影像設備的終端顯示裝置中占據了90％以上的比例。它最突出的特點是：①亮度高；②與其他顯示器相比，分辨力強；③色彩逼真鮮艷；④層次豐富，對影調的細節(jié)表現尤佳；⑤技術成熟，可靠性高，使用壽命長。不過這種形式也有其難以克服的缺點：①耗電較多；②體積大；③由于從陰極電子發(fā)射點到顯示平面的中心和邊緣距離不等，徹底消除影像的幾何形變及邊緣聚焦不良等像差并非易事；④出于結構和制造上的困難，限制了它的尺寸不可能過大。在醫(yī)學影像設備中的顯示器，通常尺寸在5英寸至21英寸（指屏面對角線）之間，另外對灰階的顯現層次、影像的精度及其掃描的行頻、幀頻等技術性能指標上都有較高的要求，加之它的專用性強、生產量少，致使醫(yī)學影像顯示器的價格遠遠高于其他通用的顯示器。
　　(2)液晶式顯示器　這是一種較新型的顯示器，目前采用的最新技術為薄膜晶體管（thick film transistor）液晶顯示（liquid crystal display）的方式，簡稱TFT-LCD。它通過大規(guī)模集成制作的液晶點陣作為畫面的像素，利用在液態(tài)晶體電極上施加電壓的極性和幅度的變化，來改變液晶的偏轉角度大小，從而控制像素上通光量的變化來顯示影像。液晶顯示屏自身并不發(fā)光，要通過背射光源照明才能顯示圖像。液晶顯示器內部電路的信號處理通道與CRT顯示一致，但無需高達20kV以上的陽極高壓，其工作可靠性也比較高。它的突出特點是：①電源消耗功率非常低，與同尺寸CRT顯示器相比，約為1/20；②采用低電壓驅動，可靠性較高；③發(fā)熱量很低；④重量輕，體積很小，價格較低。LCD顯示器與CRT比較，尚有以下不足：①亮度偏低；②觀察角度過大時影響實際觀察效果，因此視角受限；③影像層次和色彩鮮艷度上不如CRT顯示；④對影像的解像力也不如CRT。所以目前LCD顯示器在醫(yī)學影像設備的應用上，大多僅限于文字、圖表和圖形的顯示上，而極少直接用之顯示醫(yī)學影像。不過隨著LCD制作技術、工藝的不斷改進提高，其顯示影像的質量必將逐步改善，或許取代CRT之期并不遙遠。
　　(3)等離子體顯示器　它的顯示部件為等離子體顯示屏（plasma display panel，PDP），是利用氣體放電產生的紫外線束激發(fā)磷光粉發(fā)光的。這是一種最新型、制作工藝暫未完善的顯示器件，高亮度、高清晰度和超薄型等為其突出優(yōu)點，目前正成為各大顯示器制造廠商作為高新技術爭相研制開發(fā)的對象。盡管就現階段而言，PDP顯示器作為醫(yī)學影像顯示終端還存在價格過高、發(fā)熱量偏大、壽命不夠長等技術和商業(yè)因素限制，但根據醫(yī)學影像設備一向是應用高新科技最先進、最快捷的重要領域的特點，可以預見在不久的將來，PDP顯示器必將能夠在醫(yī)學影像終端顯示裝置中占有一席之地。
　　2.CRT顯示器的結構和原理
　　(1)顯像管　 CRT顯像管是由燈絲、陰極、柵極和涂覆熒光粉的陽極為管內主要結構，密封于抽有高度真空的玻璃管殼內的顯示部件。其中燈絲、陰極和柵極的引線皆由顯像管尾部的管腳上引出。外殼內表面涂有一層石墨粉供導電接地，顯像管的頸部配套繞裝有掃描線圈，參見圖8-1。 

圖8-1 CRT顯像管工作條件及結構示意
　　顯像管的陰極燈絲在加熱之下會產生自由電子束，在陽極高壓電場的引力作用下，轟擊屏面內層的熒光粉，從而發(fā)出可見光從玻璃屏面向外射出。在陽極電壓恒定，柵極電位相對固定的情況下，陰極電位受外加信號調制而相對于柵極變化，致使電子束的電流強度隨調制信號按時間順序變化；掃描線圈在外加同步信號的控制下產生有序的偏轉磁場，使電子束逐行地掃描在熒光屏面上形成光柵，用明暗不同的光點合成一幅完整影像。圖中的3個陰極（單色顯像管采用單陰極）受紅（R）、綠（G）、藍（B）信號分別調制，如果三色均衡則顯示黑白影像；若三色不均衡時則為彩色影像（例如應用在彩超和ECT中的CRT）。
　　CRT顯像管發(fā)光的基本工作條件是燈絲加熱和陰、柵、陽極間相對電位的建立，缺一不可。CRT顯示影像的基本條件是在發(fā)光形成的基礎上，加上外部調制信號送入陰極，掃描線圈在同步信號的控制下，使電子束在磁場作用下做水平（X）和垂直（Y）方向上的合成掃描運動。
    (2)CRT顯示器的電路和工作原理　CRT顯示器的電路構成見圖8-2。主要由CRT顯像管、顯像管工作電路、輸入信號處理通道和末級視頻放大推動電路所組成。
 

圖8-2 CRT顯示器電路構成框圖
    在顯像管工作電路單元內，電源變換器和高壓發(fā)生器能輸出不同的工作電壓，分別提供給顯像管的燈絲、柵極和陽極，以及機內其他單元電路。行、場掃描振蕩器受控于輸入的同步信號，它的行、場掃描振蕩信號需與前級送入的同步信號保持相同的步伐，否則圖像就會紊亂甚至無法顯示。行、場掃描頻率的高低，取決于醫(yī)學影像設備對最終顯示的要求，行頻越高，則掃描線數越多，影像越細膩；場頻提高，則有利于影像穩(wěn)定，降低給觀察者眼睛帶來的閃爍感。但是行頻、場頻的提高會受到電路工作參數和元器件性能的限制。
    醫(yī)學影像設備輸出給終端顯示器的信號通常分為2種類型：一類是RGB信號；一類是復合視頻信號。前者將紅、綠、藍信號和行（H）、場（V）同步信號分離傳送，相互之間沒有串擾，再經過相應的信號處理，直接送入末級視頻放大電路推動CRT顯像管陰極，從而顯現高清晰度影像。后者以復合方式將各色信號混合編碼，連同同步信號由一根纜線送入，在顯示器內要經過同步分離、RGB解碼后，才可輸出至末級視頻放大電路，這一類型的信號由于各色信號之間的相互串擾難以完全克服，所以解像清晰度不如第一種類型。在不同的影像儀器中采用不同類型的信號傳輸方式，也有兩種傳輸端口并存的儀器設備，以適用與各種外圍輔助裝置之間的聯接。對于單色顯示的影像儀器，顯然只需復合信號方式來傳輸視頻信號。在醫(yī)學影像終端顯示影像的解像清晰度等性能上，無論是彩色或單色影像，均高于（或不低于）廣播電視中影像的顯示標準。