醫(yī)學(xué)影像信息的記錄存儲(chǔ)大致可以分為模擬信息和數(shù)字技術(shù)信息2種形式。數(shù)字技術(shù)近年來(lái)已經(jīng)開(kāi)始進(jìn)入醫(yī)學(xué)影像的記錄存儲(chǔ)領(lǐng)域，但目前還遠(yuǎn)沒(méi)有普及到基層醫(yī)療機(jī)構(gòu)。以模擬信息形式記錄的醫(yī)學(xué)影像方法多種多樣，且均比較成熟，其中以感光膠片記錄存儲(chǔ)影像的方式最為典型，并是最為重要且被廣泛采用的一種形式。此外諸如醫(yī)學(xué)超聲成像儀中常用的波拉一步成像照相機(jī)（采用一步成像照相紙）、記錄連續(xù)活動(dòng)影像（如彩色超聲血流圖和X線電視造影系統(tǒng)）的模擬磁帶錄像機(jī)（記錄在模擬錄像磁帶上），以及其它的熱敏、噴墨打印方式等，由于其記錄的影像質(zhì)量不高、像素較少、使用范圍不廣泛等原因，只能做為影像記錄存儲(chǔ)的輔助手段。所以無(wú)論是模擬技術(shù)還是數(shù)字技術(shù)形式，以感光膠片記錄存儲(chǔ)影像的方式，目前無(wú)疑仍然是這一領(lǐng)域的主流。
    感光膠片的應(yīng)用較之X線的發(fā)現(xiàn)要早，自從世界上第一張醫(yī)用X線照片誕生以來(lái)，膠片記錄存儲(chǔ)影像的形式便融匯進(jìn)100多年醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展歷史之中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前各種醫(yī)學(xué)影像信息仍有70%以上是采用以膠片為載體來(lái)記錄存儲(chǔ)的。它幾乎運(yùn)用于任何一種醫(yī)學(xué)影像的成像記錄方式，遍及各種層次的醫(yī)學(xué)科研及治療機(jī)構(gòu)，其特點(diǎn)為：①初期投資少，易被接受，便于普及；②應(yīng)用歷史悠久，技術(shù)成熟可靠，操作簡(jiǎn)單；③分辨能力很高，可達(dá)30～50LP／mm（線對(duì)/毫米），影紋影調(diào)細(xì)膩，像素極多，信息含量巨大；④以膠片記錄的影像內(nèi)容，可以經(jīng)過(guò)幾至幾十倍的光學(xué)放大，依然能滿足人眼的直視分辨力要求；⑤影像形成直觀，可在燈光、自然光等極簡(jiǎn)便的條件下直接閱讀，而無(wú)須借用任何專用設(shè)備儀器。當(dāng)然應(yīng)用膠片記錄存儲(chǔ)影像也有著以下突出的缺點(diǎn)：①耗費(fèi)金屬銀，制作和沖洗過(guò)程中會(huì)給環(huán)境帶來(lái)污染；②影像記錄存儲(chǔ)的單幅價(jià)格較高；③占據(jù)空間多，易霉變、褪色和薄膜剝落，保存期限較短；④存儲(chǔ)成本高、管理困難、檢索亦不便利；⑤難以對(duì)影像進(jìn)行后期加工處理等。
    一、感光膠片的結(jié)構(gòu)
　　用于醫(yī)學(xué)影像記錄的感光膠片從結(jié)構(gòu)上區(qū)分有2種類型：?jiǎn)蚊嫱坎几泄馊閯有秃碗p面對(duì)稱涂布型。前者用于除X線以外的信息媒體，如：可見(jiàn)光、紅外線、電子束等；后者主要用于X線直接攝影成像。由于X線的穿透能力非常強(qiáng)，采用雙面涂布感光乳劑的X線專用膠片，可以成倍地提高信息的轉(zhuǎn)換效率，讓透過(guò)膠片的X線在另一面增加一次曝光過(guò)程，從而提高膠片的感光度，或者可以相應(yīng)地降低X線的劑量。
　　1．片基
　　膠片的結(jié)構(gòu)斷面如圖8-3所示。 
 

圖8-3 感光膠片的斷面結(jié)構(gòu)

　　它的物理支撐基礎(chǔ)是片基，起著支持感光物質(zhì)的作用。片基常以醋酸纖維、滌綸等為原料，厚度在0.15～0.30mm之間，呈現(xiàn)透明、淺灰或淡藍(lán)色。片基的厚度和材料通常決定了膠片的機(jī)械強(qiáng)度（越大越好）和干、濕條件下的形變量（越小越好），由于醫(yī)學(xué)影像記錄所用的膠片多為大型散頁(yè)膠片形式（也有時(shí)采用膠卷形式，如SEM攝影和紅外線成像記錄等），所以與日常攝影用膠卷不同，其片基厚度較大，機(jī)械強(qiáng)度也大。
　　2.乳劑層
　　這是膠片實(shí)現(xiàn)感光作用的主要結(jié)構(gòu)，所以是感光膠片中最重要的成分。它由明膠與對(duì)光線敏感的溴化銀（也可以含有碘化銀、氯化銀等銀鹽）等物質(zhì)組成。因?yàn)楦鞣N感光銀鹽都不是溶于水的物質(zhì)，不便于直接涂布到片基上，但在水中加入適量的明膠，就能使銀鹽形成永久性懸浮狀態(tài)，并易于涂布。由于這種混懸膠液呈淡黃色牛乳狀，故稱為乳劑。將乳劑均勻地涂布在片基上，干燥后便形成乳劑層。又因它具有靈敏的感光能力，也稱為感光膜。感光乳劑中的銀鹽都是金屬銀與鹵族元素化合而成，鹵化銀具有遇光（或放射線等）可產(chǎn)生分解的性能，在光的作用下產(chǎn)生銀離子而形成潛影，再通過(guò)顯影過(guò)程可還原出更多的銀原子。這樣，在均勻涂布的鹵化銀乳劑層中，由于遭受的光線或其他放射線照射量的分布不同，也就形成了黑化程度不等的平面影像。明膠除了上述融合懸浮鹵化銀顆粒的作用之外，還能部分地參與感光作用。由于它以動(dòng)物皮、骨中的膠質(zhì)蛋白為主要成份，故也成為膠片在適當(dāng)?shù)臏囟群蜐穸葪l件下易于霉變的根本原因。乳劑層的厚度約在0.01～0.05mm之間。
　　3.結(jié)合層、保護(hù)層及防光暈層
    結(jié)合層處在片基與乳劑層之間，作用是把乳劑層牢固地粘附在片基上。而保護(hù)層處于膠片的最表面，作用是防止因摩擦而產(chǎn)生傷痕和靜電。兩者的厚度大約為0.001～0.002mm。對(duì)于直接感受X線的膠片，其結(jié)構(gòu)為對(duì)稱的雙面涂布型；而對(duì)于感受可見(jiàn)光或其它媒介的膠片，結(jié)構(gòu)則為非對(duì)稱的單面涂布形式。為防止光線在穿越片基時(shí)，在片基底部與空氣的交界面上產(chǎn)生反射而造成漫射光暈，片基的背面多涂布有某種顏色的防光暈層。防光暈層常以某種染料為主要成份，它在膠片沖洗的過(guò)程中極易溶解于沖洗液中的亞硫酸鈉，因此在未經(jīng)沖洗的膠片背面有時(shí)可以看到某種顏色，而沖洗后的膠片則呈現(xiàn)為片基自身的透明色澤。
　二、感光膠片的主要性能
　?。保z片的透光率、阻光率與密度的關(guān)系
　　記錄著信息的膠片在經(jīng)過(guò)沖洗以后，所形成的影像是通過(guò)入射光線經(jīng)過(guò)膠片上不同密度像素的透射光強(qiáng)度發(fā)生變化來(lái)反映的。因此，形成影像像素的透光率與阻光率有如下關(guān)系：
                透光率＝透射光強(qiáng)度/入射光強(qiáng)度
                阻光率=入射光強(qiáng)度/透射光強(qiáng)度
　　透光率與阻光率兩者互為倒數(shù)關(guān)系，將阻光率的對(duì)數(shù)定義為密度，以符號(hào)D表示，則透光率、阻光率與密度D之間的對(duì)照關(guān)系可見(jiàn)表8-1。
              
表8-1　透光率、阻光率與密度D的關(guān)系

影像密度D之所以取為對(duì)數(shù)值，原因有三：①便于用較小的刻度來(lái)表示一個(gè)很大的數(shù)值差，如密度1（透光率為1/10，對(duì)應(yīng)阻光率為10）到密度2（透光率為1/100，阻光率100），其光的透光率變化之比為10倍，而密度值相對(duì)只變化1倍；②眼睛對(duì)光強(qiáng)度差別（透光率或阻光率的變化）的生理辨別能力也呈對(duì)數(shù)規(guī)律反應(yīng)，符合人眼的視覺(jué)印象習(xí)慣；③密度相加或膠片像素重合時(shí)，也遵循對(duì)數(shù)規(guī)律。
 
圖8-4 膠片的H-D曝光特性曲線
    2．膠片的H-D曝光特性曲線
　　導(dǎo)致膠片上形成影像密度D不同的根本因素，是由于該處所接受光照強(qiáng)度與曝光時(shí)間的乘積的變化，將這一因素也取其對(duì)數(shù)，稱作為曝光量，以H來(lái)表示。曝光量H取對(duì)數(shù)的原因是為了與密度值D相對(duì)應(yīng)，便于以曲線的形式直觀地表示兩者間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。如圖8-4。感光膠片的H-D曝光特性曲線由足部、直線部、肩部和反轉(zhuǎn)部組成。
　?。?）足部（A-B段）　特性曲線開(kāi)始部分，密度的變化與曝光量的增加進(jìn)展平行，達(dá)到一定曝光量之后，曲線開(kāi)始沿弧形緩慢上升，此即足部（或稱趾部）。足部密度的上升與曝光量不成比例，曝光量增加很多，密度只有較小的增加。此段在照片影像上的反映是感光不足，分辨困難。膠片對(duì)光線照射開(kāi)始產(chǎn)生密度反應(yīng)的這一點(diǎn)稱為初感點(diǎn)（A）。膠片感光速度越快，曲線越靠近坐標(biāo)。特性曲線起始點(diǎn)的密度并不是零，未經(jīng)感光處，顯影加工后也有密度，此為膠片的本底灰霧。
    （2）直線部（B-C段）　此部密度與曝光量的增加成正比，密度差保持一定，曲線呈近似直線上升。它是整個(gè)特性曲線中的最佳曝光區(qū)域，是任何膠片成像記錄中力求充分利用的部分。
    （3）肩部（C-D段）　這一段密度隨曝光量的增加而增加，但不成比例，即曝光量增加很多，密度上升不大。此部在照片影像上反映為曝光過(guò)度。
    （4）反轉(zhuǎn)部（D-E段）　此部曝光量增加，密度反而下降，影像呈逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。照片影像產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象的原因是潛影溴化的結(jié)果。此即當(dāng)曝光量超過(guò)一定數(shù)值之后，鹵化銀在光化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生大量的鹵族元素，不能全部被明膠吸收，剩余的鹵族元素又與潛影的組成物質(zhì)銀重新化合，成為鹵化銀。這些鹵化銀包圍了潛影，結(jié)果形成了一層保護(hù)膜，使?jié)撚安荒芘c顯影液接觸，顯示不出銀影來(lái)，于是就產(chǎn)生了曝光量增加，而密度下降的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
　　3．膠片的感光特性
    H-D曝光特性曲線可以提供膠片的感光度、灰霧度、反差系數(shù)、平均斜率、寬容度等參數(shù)，用以表示膠片的感光性能。
    （1）灰霧度（D0）　感光材料未經(jīng)曝光，而顯影加工后產(chǎn)生的密度，稱為灰霧度或本底灰霧。它由乳劑灰霧和片基灰霧組合而成，可由密度計(jì)直接測(cè)量得到。片基灰霧是指膠片不經(jīng)顯影，直接在定影液中處理，將鹵化銀全部溶解之后的密度，可直接用密度計(jì)測(cè)量。乳劑灰霧，是乳劑制作中為謀求高感度不可避免的結(jié)果。制作高感度膠片須使感光中心接近顯影中心，帶有這種感光中心的溴化銀結(jié)晶，即使不經(jīng)曝光，在顯影加工時(shí)也會(huì)還原成銀。這種較大的感光中心稱為灰霧中心。灰霧度的大小取決于乳劑中灰霧中心的密度。乳劑灰霧不能直接測(cè)定，但可通過(guò)本底灰霧減去片基灰霧得到。膠片的感光速度越高，乳劑灰霧也越大。
　?。?）感光度（S）　表示膠片或感光材料對(duì)光或某種射線的敏感程度，也即膠片在達(dá)到一定密度時(shí)所需曝光量的倒數(shù)：
                        S=K/Hn
　　其中K為某一常數(shù)，Hn為膠片在本底灰霧D0的基礎(chǔ)上增加的一定密度Dn所需要的曝光量，Dn的取值根據(jù)不同用途的膠片一般在0.1～1.0之間，例如X線膠片的感光度：
                   S=K/H（D0+1.0）
　　感光度S通常是為了給使用者提供一個(gè)曝光參考值，精確的感光度定義會(huì)對(duì)各種使用條件和膠片沖洗條件作出嚴(yán)格的限制，因?yàn)闆_洗條件（配方、溫度和顯影時(shí)間）會(huì)改變感光度；膠片隨著保存期的延長(zhǎng)，感光度也會(huì)發(fā)生變化（下降）；更重要的是曝光所用的光線或射線的波長(zhǎng)不同時(shí)，膠片也會(huì)呈現(xiàn)出不同的感光靈敏度，例如同一種膠片對(duì)于熒屏上的可見(jiàn)光成像與在日光下成像以及在X線照射下直接成像，會(huì)表現(xiàn)出各種不同的感光度。
　?。ǎ常┓床罴胺床钕禂?shù)（γ）　被記錄對(duì)象的明暗差別，稱為景物反差。照片影像呈現(xiàn)的黑與白之間的對(duì)比，稱為影像反差。被拍攝下來(lái)的景物反差與經(jīng)顯影加工后的影像反差，往往不一定相同。為了在數(shù)量上表示兩者的關(guān)系，通常用反差系數(shù)（γ）表示：
                            γ=影像反差/景物反差
    影像反差選取膠片所成影像中兩種密度之間的差異，如DC-DB；而景物反差也選取對(duì)應(yīng)上述兩點(diǎn)，景物向膠片提供曝光量的差異，如HC-HB，因此：
對(duì)照H-D曝光特性曲線可以看出，γ值實(shí)際上等于B、C兩點(diǎn)的連線與坐標(biāo)橫軸所形成的夾角θ的正切值：
                         γ=tgθ
　?。ǎ矗捜荻龋↙）　指膠片能按照比例記錄對(duì)象本身反差的能力范圍，實(shí)際上這也是H-D特性曲線中直線部分所對(duì)應(yīng)的曝光量范圍。寬容度越大，能允許的曝光量誤差越大，寬容度過(guò)小不易控制合適準(zhǔn)確的曝光量。一般反差系數(shù)γ值大的膠片，其寬容度會(huì)較小；反之寬容度較大，其原理可以從特性曲線中分析。
    （５）最大密度（Dmax）　對(duì)于任何一種膠片或感光材料，其密度上升到一定程度，都不會(huì)再因曝光量的增加而繼續(xù)上升，此時(shí)的密度值（特性曲線的最高點(diǎn)D）稱為膠片的最大密度。不同類型的膠片或感光材料，其Dmax數(shù)值也不相同，這是由膠片設(shè)計(jì)者根據(jù)用途而定的。
　　4. 膠片的其它性能
　　（１）感色特性　膠片對(duì)不同顏色（實(shí)際上是不同波長(zhǎng)）的光線的敏感程度稱為感色特性。單純溴化銀乳劑的感色范圍，大都局限于藍(lán)色、紫色和紫外線區(qū)域，此區(qū)域被稱為“固有感色波長(zhǎng)域”。具有這種感色性的膠片，被稱為色盲片或藍(lán)敏片。直接X(jué)線攝影用膠片多為色盲片，感光色譜范圍約在390～500nm，對(duì)X線也可感光，但感光度會(huì)較可見(jiàn)光下降許多。在上述單純溴化銀乳劑中加入某種色素（光學(xué)增感劑）之后，就可能改變其感色性能。如配合綠色增感屏使用的感綠X線膠片，為提高其對(duì)黃綠色熒光的敏感度，在加入碳菁色素后，膠片的吸收光譜的峰值推向黃綠色（550nm），此類膠片稱為正色片，還適合與X-CT、MRI中多幅照相機(jī)對(duì)顯示屏的成像。 

圖8-5 不同膠片的感色光譜曲線
普通民用膠卷的乳劑中加有對(duì)全部可見(jiàn)光中的色光敏感的色素（如二碳菁），其吸收光譜的峰值可推向650nm，使乳劑感色性擴(kuò)展到紅色光線，故稱全色片。但對(duì)于已開(kāi)始普遍用于醫(yī)學(xué)影像記錄的激光成像機(jī)，由于采用激光器的波長(zhǎng)不完全一致（如820nm、670nm），就要選擇感色性與之相匹配的特種激光膠片，注意不可混用。圖8-5為3種膠片的感色光譜曲線圖
    （２）顆粒性　膠片經(jīng)曝光、顯影加工后，形成影像的銀粒粗細(xì)及分布狀態(tài)為顆粒性。表示顆粒性的量度值為顆粒度。顆粒度大的膠片，其影像顆粒粗糙且分布不均勻，呈現(xiàn)明顯的顆粒狀態(tài)。一般來(lái)說(shuō)，X線照片影像的顆粒度相對(duì)較大，其主要原因是受量子斑點(diǎn)、增感屏結(jié)構(gòu)斑點(diǎn)的影響，對(duì)用于直接觀察的X線膠片本身來(lái)說(shuō)影響極小，因?yàn)樗念w粒度遠(yuǎn)非是人眼所能分辨的。顆粒度的大小與膠片上所包含像素的多少有著直接的聯(lián)系，膠片上所具有的像素含量是數(shù)字記錄方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)不可企及的。
    （3）分辨力　膠片記錄被攝體細(xì)節(jié)的能力，稱為分辨力或解像力，以每毫米長(zhǎng)度內(nèi)可以分辨、記錄出多少線對(duì)（LP/mm）來(lái)表示。分辨力高，說(shuō)明這種膠片對(duì)被攝體細(xì)節(jié)的記錄表達(dá)能力高。通常膠片的分辨力可以達(dá)到很高的水平（50LP/mm），這是任何一種影像終端顯示方式（如顯示器、打印機(jī)等）所不能比擬的。膠片上實(shí)際記錄影像的最終分辨力下降多少，僅受限于中間成像裝置的影響，如屏-片X線成像體系的增感屏、多幅照相機(jī)中的顯示器分辨力和光學(xué)鏡頭分辨力、激光成像機(jī)中的掃描線數(shù)等。
    三、以膠片記錄醫(yī)學(xué)影像的常用方法
　1.對(duì)非可見(jiàn)的信息載體直接曝光成像
　　這種記錄方法主要是將感光膠片放置在高能射線的傳輸通道上，讓攜帶信息的高能射線（如X線、電子束、γ射線及其他高能粒子等）直接轟擊在膠片表面，使其曝光成像。如前所述，感光膠片對(duì)可見(jiàn)光譜內(nèi)的光線呈現(xiàn)較高的感光靈敏度，必須將正常的感光膠片乳劑予以針對(duì)性地施加（增加）色素后，才能使膠片更有效地記錄非可見(jiàn)光��電磁波（或粒子）。即便如此，膠片的感光度也會(huì)有所下降，其能量利用效率通常不高。具體應(yīng)用實(shí)例為透射式電子顯微鏡的電子束直接曝光成像、X線工業(yè)探傷及生物醫(yī)學(xué)直接攝片（除非特殊需要以外，對(duì)人體直接X(jué)線攝片已極少使用，為降低輻射損傷，多采用屏－片組合成像方式）等。
　　除此之外的非可見(jiàn)信息載體中，也有利用紅外線對(duì)人體（或生物體）成像的技術(shù)。由于紅外線較為接近可見(jiàn)光，其成像儀器除采用CCD攝像機(jī)以外，也可使用普通照相機(jī)（需在光學(xué)透鏡的鍍膜工藝和聚焦校正上給以調(diào)整）來(lái)記錄影像，其所用膠片僅需將全色膠片增感到紅外光譜范疇即可。
　　2.用可見(jiàn)光記錄影像
　　這種方法最適用于感光膠片，且應(yīng)用也非常廣泛。
　　在X線人體攝影中，為了降低被攝者和操作者的輻射劑量、延長(zhǎng)X線機(jī)球管壽命，目前也幾乎完全摒棄了早期的直接攝影方式，而改用“屏－片成像體系”。具體方法是采用2塊特制的X線膠片增感屏夾合著一張感光膠片，直接接受X線投射，增感屏可以將投射而過(guò)X線部分吸收，轉(zhuǎn)而發(fā)生強(qiáng)弱對(duì)應(yīng)的可見(jiàn)熒光，這種情況下感光膠片既可以對(duì)X線直接曝光，又可以對(duì)可見(jiàn)熒光產(chǎn)生曝光，極大地提高了膠片的感光效率（可達(dá)20～100倍），以致于膠片所形成的影像密度中，95%以上是因增感屏發(fā)生的可見(jiàn)熒光所致，而X線的直接影響幾乎可以忽略不計(jì)。
　　其他可見(jiàn)光記錄影像的方式中，主要是通過(guò)光學(xué)照相機(jī)對(duì)顯示器熒光屏的拍攝，將熒屏影像記錄在感光膠片或膠卷上完成的，典型的應(yīng)用是在超聲成像儀（US）和掃描式電子顯微鏡（SEM），它們的終端顯示器至少有2個(gè)以上，一個(gè)供操作者觀察分析，另一個(gè)專供光學(xué)照相機(jī)拍攝記錄，將顯示器熒屏上的可見(jiàn)光影像通過(guò)照相機(jī)記錄在膠片上。
    在X-CT和MRI開(kāi)始普及的初期，為使其相關(guān)斷層影像記錄在一幅膠片上進(jìn)行對(duì)比觀察，一度流行使用多幅照相機(jī)來(lái)完成影像的記錄。它是將若干幅影像按時(shí)間順序顯示在熒屏上，通過(guò)光學(xué)照相機(jī)把熒光影像按空間順序排列記錄在一幅膠片上。由于這種方法記錄影像速度較慢，目前基本上已趨于被完全淘汰。
    四、激光成像機(jī)
　　激光成像機(jī)（亦稱激光照相機(jī)）是近年來(lái)異軍突起的醫(yī)學(xué)影像記錄裝置，它可以接收并處理多種醫(yī)學(xué)成像設(shè)備輸出的數(shù)字或模擬信號(hào)，將需要再現(xiàn)的影像打?。▽?shí)為曝光）記錄在感光膠片上。由于激光成像機(jī)直接接收處理影像設(shè)備輸出的信號(hào)，無(wú)需通過(guò)顯示器熒光屏拍攝，因此可避免由顯示器引起的光柵失真、邊緣聚焦不良等弊端，它的影像解析力、保真度均比較高。又因?yàn)樗某上袼俣瓤欤ぷ餍阅芊€(wěn)定，常被聯(lián)機(jī)使用，即作為多臺(tái)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備（如：X-CT、DSA、MRI、ECT、US等）的共同終端記錄輸出裝置，所以激光成像機(jī)的工作效率較高，是目前最為理想的影像記錄和輸出裝置，已在許多大、中型醫(yī)院的影像科室使用。
　　激光成像機(jī)主要由：激光器、光學(xué)調(diào)制器、偏轉(zhuǎn)掃描器、膠片運(yùn)送系統(tǒng)、信號(hào)處理及中央處理控制電路單元等構(gòu)成（圖8-6）。 

圖8-6 激光成象機(jī)單元結(jié)構(gòu)圖

　　醫(yī)學(xué)影像設(shè)備輸出的影像信號(hào)（數(shù)字或模擬）在饋入激光成像機(jī)接口后，在中央微處理器的控制下，由影像信號(hào)處理單元將影像數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)、排序、校正及格式管理，然后進(jìn)入高速緩存器，在打印時(shí)先將信號(hào)數(shù)-模（D/A）變換，再放大驅(qū)動(dòng)光學(xué)調(diào)制器，以控制激光束的光強(qiáng)度變化。而激光器連續(xù)發(fā)出的高穩(wěn)定度激光束穿越光學(xué)調(diào)制器后，即變成了與輸入影像信號(hào)相關(guān)、光強(qiáng)度不斷發(fā)生變化的被調(diào)制激光束，其中攜帶影像的信息。在光學(xué)偏轉(zhuǎn)掃描器的控制下，可使激光束沿著X方向不停地做著掃描運(yùn)動(dòng)，激光束光強(qiáng)度的時(shí)間變化關(guān)系，隨著從左至右的空間掃描，而轉(zhuǎn)變?yōu)槟z片表面的空間信號(hào)分布；與此同時(shí)，感光膠片在機(jī)械運(yùn)送系統(tǒng)的精密驅(qū)動(dòng)下沿Y方向緩緩移動(dòng)，光束在X方向上的一行掃描時(shí)間對(duì)應(yīng)等于膠片在Y方向上做一個(gè)像素點(diǎn)距離移動(dòng)的時(shí)間，在高度的精密配合下，可獲得一幅預(yù)定格式的全片幅（350mm×450mm）精確影像，可在20s內(nèi)完成激光掃描過(guò)程，被激光投射曝光的膠片，經(jīng)沖洗后便可重現(xiàn)所需記錄的醫(yī)學(xué)影像。
　　實(shí)際上的激光成像機(jī)無(wú)論是光學(xué)系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)還是電路組成都是十分精密而復(fù)雜的，價(jià)格也相對(duì)昂貴，圖8-7為其核心部件分解圖。 

圖8-7 激光成象機(jī)核心部件分解圖 
 
圖8-8 電光學(xué)調(diào)制原理示意

　　激光器可以是氣體激光器，也可以是半導(dǎo)體激光器，根據(jù)不同形式激光器工作物質(zhì)的不同，所發(fā)射激光的波長(zhǎng)也有差異，對(duì)應(yīng)632.8nm、670nm、820nm以及850nm不等,須選擇與之相匹配的激光膠片才能獲得優(yōu)良的影像和穩(wěn)定的效果。這種結(jié)構(gòu)巧妙地采用了多邊形平面反射鏡和廣角發(fā)散透鏡構(gòu)成光束偏轉(zhuǎn)掃描器，高速旋轉(zhuǎn)的多邊形平面反射鏡能將入射的固定激光束轉(zhuǎn)變成快速地、反復(fù)從左至右移動(dòng)的掃描光束，廣角發(fā)散透鏡可使得在較短的空間距離內(nèi)獲得較大的偏轉(zhuǎn)角度。電光學(xué)調(diào)制器的調(diào)制原理如圖8-8，它主要由雙折射壓電晶體和一對(duì)置于兩側(cè)的偏轉(zhuǎn)器組成。兩偏轉(zhuǎn)器相對(duì)于電感應(yīng)雙折射晶體主軸X′和Y′成45０角。由1／４波片引起固定的相位延遲，因此總相位延遲等于該晶體引入的固定相位延遲與電感應(yīng)產(chǎn)生的相位延遲之和。在晶體入射平面上，入射光束平行于X軸，故在X′和Y′方向有相等且同相位的分量，但當(dāng)光從出射面Z=L射出時(shí)，X′和Y′分量間有了相對(duì)的相位差（延遲）。其結(jié)果，從輸出偏振器（檢偏器）射出的激光強(qiáng)度與原入射激光強(qiáng)度之比受外加調(diào)制信號(hào)的變化而變化，達(dá)到了線性調(diào)制的目的。
    目前，對(duì)醫(yī)用激光成像機(jī)輸出影像質(zhì)量的高低，常采用國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的Smpte test pattern電子數(shù)字測(cè)試圖和均勻度、線形、激光點(diǎn)測(cè)試圖來(lái)衡量其性能參數(shù)。測(cè)試內(nèi)容包括：最大密度、最小密度、中心空間分辨率、密度分辨率和最高密度分辨率，以及最低密度分辨率的5%極限值誤差度和灰度等級(jí)級(jí)差的百分值。激光成像機(jī)的一般設(shè)計(jì)指標(biāo)為：用35cm×43cm膠片時(shí)，像素矩陣為4136×5160，像素字節(jié)12比特，灰度等級(jí)達(dá)4096級(jí)。對(duì)激光束直徑應(yīng)小于80μm。對(duì)圖像數(shù)據(jù)的接口和傳輸協(xié)議，符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（DICOM3.0）版本。
    五、感光膠片的沖洗
　　膠片在經(jīng)過(guò)各種形式的曝光后實(shí)際上只是攜帶有影像信息的潛影。這種潛影既不能用于觀察也不適于保存，須經(jīng)過(guò)顯影、定影、水洗和干燥等沖洗步驟后，才能將影像重現(xiàn)并存儲(chǔ)下來(lái)。
　　1.顯影
　　顯影是整個(gè)膠片沖洗工序中的第一個(gè)環(huán)節(jié)，也是至關(guān)重要的步驟。它需用與膠片相適配的顯影用化學(xué)配方，在黑暗中嚴(yán)格按照顯影標(biāo)準(zhǔn)溫度、操作時(shí)間和方法進(jìn)行處理。顯影處理后的膠片一旦進(jìn)入下一道沖洗工序（定影），顯影即將告成。影像的重現(xiàn)質(zhì)量也被限定而不可彌補(bǔ)（定影和水洗即便不徹底，還可加以彌補(bǔ)）。顯影液配方一般而言各不相同，雖說(shuō)均能顯影，但最好使用膠片生產(chǎn)商指定或推薦的配方，才可能達(dá)到較好的影像效果。配方中起顯影作用的主要成份通常是菲尼酮（或米吐?tīng)枺┘訉?duì)苯二酚，由它們提供電子，把膠片上已感光的鹵化銀晶體中的銀離子還原為銀原子，通過(guò)銀原子在膠片上積聚的密度不等來(lái)建立影像。在固定顯影配方不變的情況下，只有最精確的曝光量配合嚴(yán)格的操作工藝和要求，才能獲得最佳的影像質(zhì)量。任何曝光量上的誤差（過(guò)度或欠量）都可能使影像密度范圍脫離H-D曝光特性曲線中的線性區(qū)域，通過(guò)后期顯影操作來(lái)彌補(bǔ)的方法，通常難以達(dá)到滿意的效果。表8-2列舉了與正常顯影工作條件（標(biāo)準(zhǔn)顯影溫度和顯影時(shí)間）相比較，改變工作條件會(huì)給影像效果帶來(lái)的實(shí)際影響。

表8-2　變化顯影工作條件對(duì)影像效果的影響?yīng)?

2.定影
　　曝光后的膠片經(jīng)過(guò)顯影處理工序，已還原的金屬銀構(gòu)成可見(jiàn)影像，但剩余在乳劑層中的鹵化銀，不僅使膠片不透明，而且仍具有感光作用，如果此時(shí)膠片被曝光，鹵化銀仍會(huì)繼續(xù)產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，覆蓋原有的影像。因此定影完成前的感光膠片都應(yīng)在避光的黑暗中操作。定影的作用是依靠定影液將膠片中未感光的（包括已感光而未被顯影的）鹵化銀溶解下來(lái)，固定金屬銀原子構(gòu)成的影像，此過(guò)程被稱為定影。定影液中的主要作用成份是硫代硫酸鈉或硫代硫酸銨（后者僅被用于高溫快速?zèng)_洗）。定影的程度應(yīng)當(dāng)充分，在推薦的定影工序完成后，即使適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)一些定影時(shí)間，也不會(huì)對(duì)定影效果產(chǎn)生多少影響。而定影不充分會(huì)降低膠片上影像的保存期，使影像在日久后發(fā)灰，透明區(qū)域變黃，這是鹵化銀遇光后的不穩(wěn)定現(xiàn)象所造成。
　　3.水洗與干燥
水洗的目的是將殘存在膠片乳劑膜中的顯、定影液成份清除掉，讓膠片保持“清潔”。水洗程度的徹底與否，極大程度地影響影像的穩(wěn)定性和膠片的保存期限。未被徹底水洗的膠片由于乳劑膜中殘余著定影劑（硫代硫酸鈉等），會(huì)慢慢腐蝕已構(gòu)成影像的金屬銀原子。這是膠片存儲(chǔ)影像過(guò)程中，隨著保存期的延長(zhǎng)，影像逐漸褪色變黃的根本原因。所以水洗工藝看似簡(jiǎn)單，卻很重要，是延長(zhǎng)影像存儲(chǔ)期限的決定性因素。水洗后的干燥工序是為膠片便于觀察和存儲(chǔ)而施行，其干燥時(shí)間的長(zhǎng)短取決于膠片乳劑膜的厚與薄，及干燥溫度和空氣流動(dòng)狀態(tài)等。
    六、自動(dòng)沖洗機(jī)
　　自從1948年美國(guó)生產(chǎn)的第一臺(tái)自動(dòng)沖洗機(jī)面世以來(lái)，迄今這一沖片方法和技術(shù)已較普遍地應(yīng)用在大、中型醫(yī)院。在半個(gè)世紀(jì)以來(lái)的技術(shù)革新與發(fā)展中自動(dòng)沖片機(jī)日益成熟，單片機(jī)可編程技術(shù)的運(yùn)用，使目前的沖片機(jī)具有自動(dòng)恒溫、自動(dòng)監(jiān)測(cè)補(bǔ)液、自動(dòng)故障指示等智能化技術(shù)，在機(jī)器體積縮小的同時(shí)，沖片速度卻從原來(lái)的幾分鐘縮短到現(xiàn)在的幾十秒。自動(dòng)沖片機(jī)的應(yīng)用使我們對(duì)膠片的沖洗處理從暗室走進(jìn)明室，從手工操作到自動(dòng)完成。更重要的是：極大地提高了沖洗效率，縮短了從拍攝到讀片過(guò)程的時(shí)間，提高了沖洗質(zhì)量，并有利于建立膠片影像質(zhì)量控制的標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范。
　　1.自動(dòng)沖片機(jī)的使用條件
　　(1)適用的膠片　用于自動(dòng)沖洗的膠片需要采用較高機(jī)械強(qiáng)度的聚酯片基。對(duì)乳劑膜的要求是：①薄層、低銀，以利顯、定影液的滲透，提高顯定影加工速度：②堅(jiān)膜，啟用適于高溫的堅(jiān)膜劑，以適應(yīng)自動(dòng)沖片機(jī)的高溫處理。因此應(yīng)使用膠片廠特別生產(chǎn)的適合高溫快速?zèng)_洗的膠片。
　　(2)特別設(shè)計(jì)的沖洗用液　用于高溫快速?zèng)_洗的顯定影液都是根據(jù)沖片機(jī)要求特別設(shè)計(jì)的，普通沖洗配方不可能在如此之短的時(shí)間內(nèi)完成全部加工過(guò)程的工作。因此要求顯影液具有強(qiáng)力、快速、高溫、堅(jiān)膜的特點(diǎn)：①利用超加和性強(qiáng)的顯影液，使顯影活力達(dá)到強(qiáng)力、快速的目的；②使用有機(jī)防灰霧劑，防止高溫沖洗下產(chǎn)生灰霧；③使用堅(jiān)膜劑，防止在高溫沖洗下載體的過(guò)膨脹和乳劑膜脫落；④加大顯影液堿性，以促進(jìn)顯影液作用；⑤增加保護(hù)劑含量，以防止高溫下的氧化。定影液也須具有迅速、徹底、高溫、堅(jiān)膜和易清洗的特點(diǎn)：①采用硫代硫酸銨的超快速定影特點(diǎn)，在較高溫度以下20s左右的短暫時(shí)間迅速定透膠片；②施加某種緩沖劑，保持藥液在持續(xù)工作中的穩(wěn)定性；③增加保護(hù)劑含量，避免定影劑在高溫下析硫分解，過(guò)早失效；④選擇合適的堅(jiān)膜劑成份，使之既適于高溫工作條件，堅(jiān)固膠片藥膜，又不使藥膜過(guò)度收縮，影響后面水洗的效率。水質(zhì)應(yīng)是軟質(zhì)、清潔或經(jīng)過(guò)過(guò)濾后的沖片用水，硬質(zhì)或不清潔的水，在沖洗后易形成水漬甚至?xí)趪娏苤袚p傷膠片膜面。水溫不可太低，要求沖片機(jī)能對(duì)流水加溫至相對(duì)較高的溫度，提高水洗效率。
　　2．自動(dòng)沖片機(jī)的類別
　　(1)全明室式　即自動(dòng)沖片機(jī)被全部放置在明室內(nèi)，但它需要與特定的多種膠片存儲(chǔ)暗盒相匹配使用。
　　(2)半明室式　即自動(dòng)沖片機(jī)的入片側(cè)在暗室內(nèi)（這部分只是入片口和送片托盤(pán)），其余大部分均在明室一側(cè)。沖洗好的照片直接在明室收取。
　　(3)整機(jī)配套聯(lián)接式　指一些特定機(jī)型與影像設(shè)備輸出配套聯(lián)接，如激光成像機(jī)、多幅照相機(jī)、熒光縮影機(jī)等。膠片經(jīng)曝光后，由自動(dòng)傳片系統(tǒng)送入與其密封聯(lián)接的自動(dòng)沖片機(jī)入口。　
    3．沖片機(jī)的結(jié)構(gòu)
　　(1)自動(dòng)輸送系統(tǒng)　用以控制速度、膠片沖洗順序、顯影及定影時(shí)間。該系統(tǒng)分為外部傳送和機(jī)內(nèi)傳送兩部分。半明室式自動(dòng)沖片機(jī)的外部傳送，由一個(gè)金屬或塑料托盤(pán)構(gòu)成。明室式自動(dòng)沖片機(jī)的外部傳送部分與相應(yīng)的供片暗盒相配套，通過(guò)負(fù)壓吸盤(pán)使膠片安全迅速地送入機(jī)內(nèi)傳送系統(tǒng)。機(jī)內(nèi)傳送系統(tǒng)為輥筒式，由許多耐腐蝕橡膠輥輪、塑料或不銹鋼齒輪連成一體。輥輪在各程序中配用的大小、形狀有所不同，工作時(shí)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)。輸送系統(tǒng)為自動(dòng)控制。
　　(2)溫度控制系統(tǒng)　自動(dòng)沖片機(jī)所以能在幾分鐘或幾十秒鐘內(nèi)完成全部沖洗程序，主要賴以顯影加工溫度的控制。首先使各道工序的溫度達(dá)到預(yù)定數(shù)值，顯影溫度35～40℃，定影溫度在28～35℃，水洗溫度約為37℃，干燥約65℃左右可調(diào)節(jié)。溫度控制系統(tǒng)中的恒溫裝置對(duì)上述溫度的控制起著保證作用，容許波動(dòng)誤差為±1℃。
　　(3)化學(xué)藥液存儲(chǔ)系統(tǒng)　此部為能容納一定容積的顯影、定影及水洗槽。其存儲(chǔ)容積因機(jī)型、規(guī)則不同而異。如柯達(dá)X-OMATM6型自動(dòng)沖片機(jī)顯影槽的容積為16L，定影槽為12L，水洗槽為9L。
　　(4)補(bǔ)給系統(tǒng)　藥液在使用中會(huì)有不同程度的消耗，通過(guò)自動(dòng)補(bǔ)給可以保持藥液的穩(wěn)定性。自動(dòng)沖片機(jī)有2個(gè)分別裝有顯影液和定影液的筒。當(dāng)膠片開(kāi)始進(jìn)入機(jī)內(nèi)時(shí)，補(bǔ)給筒的顯影液和定影液在2個(gè)泵的帶動(dòng)下，分別補(bǔ)充到顯影及定影槽內(nèi)。膠片全部進(jìn)入機(jī)內(nèi)后，補(bǔ)充液停止供給。
　　(5)循環(huán)系統(tǒng)　提供膠片沖洗所需要的攪拌、循環(huán)等動(dòng)作，這一動(dòng)作可促進(jìn)顯影及定影過(guò)程，使照片沖洗均勻。水循環(huán)的目的是以流動(dòng)清水洗滌照片殘留的定影液成份，水流量可達(dá)9L/min。
　　(6)電力及控制系統(tǒng)　整個(gè)自動(dòng)沖片機(jī)的動(dòng)力由電力系統(tǒng)提供?？刂葡到y(tǒng)保證膠片在一定時(shí)間內(nèi)達(dá)一定位置，并設(shè)有程序管理和人工調(diào)節(jié)器及故障指示器。
　　(7)干燥系統(tǒng) 　干燥系統(tǒng)的方式有熱風(fēng)干燥、紅外線干燥、超聲干燥等。后二者是新工藝，特點(diǎn)是干燥快、均勻，不起皺褶。
 
圖8-9 自動(dòng)沖片距工作流程圖
    4．自動(dòng)沖片工作流程
圖8-9為一般結(jié)構(gòu)的自動(dòng)沖片機(jī)工作流程示意圖，各種機(jī)型存在一定差異，基本流程原理是一致的。
　?。?）顯影　膠片自送片托盤(pán)由手動(dòng)向機(jī)動(dòng)推送，一旦被自動(dòng)傳輸輥筒夾住后，就將自行送入顯影槽內(nèi)。膠片被輥筒夾住的同時(shí)，自動(dòng)補(bǔ)給系統(tǒng)將根據(jù)膠片尺寸向顯影及定影槽內(nèi)補(bǔ)充新液。同一尺寸膠片送入方向不同時(shí)，補(bǔ)給量也不同。橫行送入補(bǔ)給量較小。顯影溫度因機(jī)型及整個(gè)顯影加工時(shí)間不同而異，如柯達(dá)M7B的顯影溫度是34.4℃，柯達(dá)M6是35～40℃，富士RU是35℃，顯影時(shí)間12～14s。
　?。?）定影　膠片顯影后在輥筒傳送下，直接進(jìn)入定影槽，膠片所攜帶的顯影液，由顯影槽和定影槽交界的兩根壓合很緊、又有一定彈性的橡膠輥筒擠出，從而免除了堿性顯影液對(duì)定影液酸性的中和。定影溫度為35～37c℃，定影時(shí)間為12～24s。
　　（3）水洗　膠片自定影槽出來(lái)后，自動(dòng)傳送到水洗槽，由流動(dòng)清水洗滌，且膠片在輥筒帶動(dòng)下不斷上下活動(dòng)，水洗溫度20～37℃。
    （4）干燥　　膠片水洗后，自動(dòng)傳送進(jìn)入干燥流程，干燥溫度46～65℃，可調(diào)節(jié)。膠片干燥后即可送到出片口的收片槽內(nèi)。
    七、膠片上影像信息的存儲(chǔ)與使用
　　記錄在膠片上的影像信息的存儲(chǔ)實(shí)際上是有形物質(zhì)的儲(chǔ)藏。由于構(gòu)成影像信息的金屬銀原子是懸浮在乳劑膜中的明膠內(nèi)，明膠的成分又是以動(dòng)物蛋白為主，所以膠片極易發(fā)生霉變。另外在冷熱和干濕不定的環(huán)境中，膠片的片基與乳劑膜還會(huì)因?yàn)榕蛎浭湛s不均而發(fā)生龜裂或脫膜。鑒于以上原因，膠片的儲(chǔ)藏環(huán)境（片庫(kù)）里保持低濕、干燥和通風(fēng)等是防止細(xì)菌滋生、避免霉變和龜裂、長(zhǎng)期保存影像信息的重要條件。在重要膠片影像資料館里，由于環(huán)境條件良好、管理方法先進(jìn)，只要膠片在沖洗過(guò)程中定影和水洗處理充分，膠片信息可以保存幾十年甚至更長(zhǎng)，而影像的質(zhì)量損失很小。
　　當(dāng)然，影像信息的存儲(chǔ)其根本目的在于日后的調(diào)閱使用。為了方便檢索查詢，就要求給予日積月累起來(lái)的膠片以足夠的空間，并施以科學(xué)合理的登記、編排和歸檔等管理手段，這需要投入很多的資金和人力資源。另外，記錄在膠片上影像信息的后處理、復(fù)制、交流、共享與傳輸?shù)染植槐?，與以數(shù)字技術(shù)形式記錄存儲(chǔ)的影像信息相比，已成為極大的缺點(diǎn)。