X射线数字成像-爱克发AGFA-CR30X拆解参观

对于X光拍摄物体的成像,最早是用胶片。准确的说是因为胶片意外感光,人类才发现了放射线。

胶片处理起来很麻烦,需要药水冲洗,不但费时间,而且还费钱,毕竟以前的胶片是靠对射线敏感的银盐涂层来感光的,银是贵金属。

X射线照射在荧光屏上——现在大家常用增感屏,会激发出可见光。用这个原理是可以直接成像并用肉眼观察的。但是X射线激发的可见光非常微弱,在过去,物理学家在完全黑暗的暗室中,经过十几分钟让眼睛适应黑暗,可以用肉眼直接观察荧光屏,实现用X射线观察动态的影像。

但是这种方法比采用胶片更为不便。如果用照相机拍摄荧光屏,受限于当时照相机的感光度,依然需要很长的时间,并且还是要冲洗胶卷。或者,也可以使用强得离谱的射线,不但需要巨大功率的X射线机,而且对生物的伤害也非常明显。这个问题长时间没有得到解决。

直到几十年后,第一代夜视仪——像增强管发明,人们采用荧光材料把X射线转换为可见光,然后用夜视仪把微弱的荧光放大数千倍,转变为非常明亮的图像,才解决这个问题。此时就可以用肉眼在明亮环境中直接观察,或者用普通的摄像头——电视摄像管将其转变为电信号,送到隔壁的电视机上显示。有了这种技术,观察者就可以在自己不受到射线照射的情况下,非常方便的观察图像,同时需要的X射线剂量也大幅缩小,单帧图像只需要摄片的千分之一剂量。

在医院里进行“透视”,观察动态的X射线影像,至今仍使用这种办法。唯一的进步是摄像头换成了CCD/COMS传感器,不再使用电视摄像管。但是,荧光屏的分辨率不高——在涂层上,光会横向散射,使得像素不可能很小;电视摄像管、显示器的分辨率也很低——过去只有400线左右,现代也不过800线;整个系统的动态范围也十分抱歉——一般只相当于大约8bit。这些原因导致透视的效果很差,只能进行初步的观察,精细的观察依然需要摄片。

CR的发明,第一次彻底取代了胶片,使得X射线摄影真正走上了大规模数字化的历程(就早期尝试而言,CT其实更早)。CR的原理,就是用IP板感光,相当于胶片。但是不用拿药水冲洗,而是使用激光照射IP板。被激光照射后,IP板上感受了X射线的地方会发出微弱的光,这种光的波长与激光不同,因此可以选择性的滤掉激光,只观察被激发出来的光。激光束很细,在IP板上扫描,扫到一个点,用光电倍增管放大光电信号,记录一个点。激光扫完1000万个点,就能得到一张1000万像素的图像。被X光照射过的IP板,再用强光照射,可以擦除所有的影像,重复使用。

下图是CR读取器的原理图,红色部分是激光束,它在IP板上做X轴方向扫描(行扫),滚轮带动IP板做Y方向运动(场扫)。光纤束把全部的激发光导入光电倍增管放大和数字化。

1618126620162.png

IP板是一种涂覆氟卤化钡层多晶涂料的胶片。它一般是白色的胶片,被封装在暗盒中。在读取时,暗盒被读取器打开,IP板被滚轮拉出,读完后又送回暗盒。

常见的CR有立式的和水平的两种,立式的看起来有电冰箱大小,还是嫌太占地方。而水平的看图片只有桌面打印机大小,而且跟打印机长得很像,放桌上刚好。

最近看到咸鱼上有全新的卧式CR卖,还不贵,而且看照片感觉体积很小,心想放桌上也不占地方,就买了一台。到货一看,箱子也不算大嘛

1617823176013.png

等拆开才发现坑了,卧槽,比立式的还占地方。看他和大号手推车的比例关系,他本身就有一张桌子大。

20210407_123735.jpg

而且重达80公斤(包邮的,我就没问重量)。

卖家送了几张旧IP板,也是巨大无比。一张就比24寸显示器还大。

20210407_191933.jpg

里面到底有啥东西需要这么大,拆开看看。

20210407_191833.jpg

就是工业设备风格

20210407_193113.jpg

20210407_193126.jpg

20210407_193133.jpg

20210407_193138.jpg

20210407_193146.jpg

20210407_193152.jpg

20210407_193158.jpg

激光器。

20210407_193203.jpg

激光扫描原理,在没有IP板时,激光照射到校准电路上,由校准传感器进行检查。

1618126494281.png

20210407_193234.jpg

20210407_193208.jpg

擦除器,有大量的发光二极管产生强光。

20210407_193216.jpg

20210407_193239.jpg

20210407_193244.jpg

20210407_193250.jpg

20210407_225401.jpg

卖家还附送一台古代工作站——据说是软件只能在这台电脑中,没法装到别的地方。

这软件十分怀旧,只能装win7系统里面,没法直接导出大图,JPG图像最大只能出1024*1024px,要想看细节,必须把图片先在软件里面放到最大,然后分片导出,总分辨率大概有4000线。他自己当然有大图片,但是只能推给厂家的影像工作站,而我没有(也有办法,见下面的回复)。

试拍一张,大概是这个风格

20210407_231227.jpg

给大家看看这东西工作的过程。

20210408_024108.mp4 190.02MB

拍的是手机

20210408_024854.jpg

这是他导出的图片,未做任何压缩,就只有这么大。

1.JPEG

在软件里面把图片放大,然后再导出JPG,由于输出尺寸是恒定的,所以更清晰了,但也更局部了。

2.JPEG

下面三张是放到最大以后导出的。

3.JPEG

4.JPEG

5.JPEG

一言难尽,比高分DR差远了。

发愁把这玩意儿放哪儿。


[修改于 6 个月前 - 2021-04-13 00:14:32]

slof
6个月15天前 修改于 6个月15天前
1楼

他的感光部分是什么类型的?我拆过kodak,里面是5个大窗口pmt,agfa也有1台,一直没拆看。还有2台桌面小型的cr,可惜既没ip板,也没软件。


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虎哥作者
6个月15天前
2楼
引用slof发表于1楼的内容
他的感光部分是什么类型的?我拆过kodak,里面是5个大窗口pmt,agfa也有1台,一直没拆看。还...

关键部分的螺栓点了红漆,没拆里面,不知道是什么原理。没软件的CR可以咸鱼上找人装,不过是ghost加破解。

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虎哥作者
6个月14天前 修改于 6个月14天前
3楼

我又去骚扰卖家,然后卖家给了一个管理员账号。

原来以前给的是“医生”账号。

用系统管理员账号登录,导出选项多了一项:Native

于是导出到硬盘,发现有RAW文件。

目前还没把RAW打开,因为它格式不标准,需要掐头去尾,重新排列。

强行把除不尽的部分当做头文件删去,PS打开后,图像倾斜、撕裂。

如下图:

1617905974873.png

源文件如下:

attachment icon NX_DATA.RAW 28.25MB RAW 27次下载

分辨率是4248×3480像素(可能有误),16bit采样深度。

看来需要用高级点的软件来排,比较费事。研究明白了可以写个程序来转换。

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twz562
6个月13天前
4楼

CR是啥?

RAW是一种无损的图像格式,单反也可以设置输出RAW格式的图像,文件比较大,动辄几十M,有些可以用PS之类的软件打开,有些需要用设备附带的软件打开

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RodTech
6个月13天前
5楼

维修手册 好像 没什么看的,原理比较现代,用的是有机玻璃导光


attachment icon AGFA CR30-X Service Manual.pdf 28.32MB PDF 40次下载 预览


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虎哥作者
6个月13天前 修改于 6个月11天前
6楼

感觉片子比较糊,效果不佳。推测可能是激光聚焦不良,激光光路有挥发物污染之类问题,想看看能不能清洁改善。毕竟这机器放库房里好几年了。

不拆不足以平民愤

20210409_193218.jpg

振镜、透镜、曲面反射镜系统

20210410_003552.jpg

为了便于大家理解,上一张原理示意图

1618126379761.png

细节

20210410_003558.jpg

20210410_003603.jpg

20210410_003610.jpg

20210410_003615.jpg

全部都很光洁,只有这一片反射镜似乎有点雾蒙蒙的,但也可能只是错觉。

20210410_003641.jpg

一处原厂?装配错误,线没有放进旁边槽子里。

20210410_003825.jpg

中间层直接引出双面排线

20210410_004119.jpg

把激光器卸下来看看

20210410_005738.jpg

确信没有任何可调的地方(其实整个光学组件可以前后移动)

20210410_005836.jpg

这是一个光电管,检测激光情况的。激光经半反镜漏出一点到D13(D13下面的PCB上有个孔)。

20210410_010022.jpg

20210410_010006.jpg

20210410_005958.jpg

20210410_005948.jpg

20210410_005827.jpg

装回去

20210410_004111.jpg

螺丝没用弹簧垫片,用的是这种防滑垫片

20210410_011009.jpg

啥也没动,看了看又装回去,开机正常,试拍一张

20210410_022608.jpg

效果如下

1.jpg

没有明显恶化,也没有好转。

改天还是把那张唯一反射面向上的,可以落灰的镜子擦擦吧。

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虎哥作者
6个月11天前 修改于 6个月10天前
7楼

现在倒是搞清楚了,就是比较麻烦。

机器的物理分辨率是4248×3480,大约1500万像素。

RAW文件中,水平方向包含8根白线,因此要用4256×3480px来解析。

如果导出的是垂直图像,那么按照3488×4248解析。

文件头部有4096bit的非图像数据,在解析之前要予以去除。

使用PS时,按下列参数设置RAW格式:

1618130128110.png

立即可得清晰图像

1618130259927.png

经PS增强处理后,该图像细节如下:

NX_DATA.png

唯一不满的,是这个CR的实际分辨能力远低于像素大小,大约0.3mm左右。虽然像素尺寸只有0.1mm,但没有一个像素是清澈的,都像隔着毛玻璃看。

大概率是医用CR就这水平。

相对来说,DR的分辨率极限虽然可以做到28lp/mm(CR是优于100lp/mm),但一般的大板(17寸)像素颗粒只有0.15mm,3000像素左右,还没这个像素多。但是感觉每个像素都清澈一些,不会是一个像素浸染周围几个像素,形成磨玻璃感。

(感谢徐版提供技术支持)

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张静茹
6个月11天前
8楼

咸鱼淘的? 多少钱?

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虎哥作者
6个月11天前
9楼
引用张静茹发表于8楼的内容
咸鱼淘的? 多少钱?

便宜得很,成色好的一万多点,成色差的大几千块钱。我这台号称是全新的,稍贵点。

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张静茹
6个月10天前
10楼
引用虎哥发表于9楼的内容
便宜得很,成色好的一万多点,成色差的大几千块钱。我这台号称是全新的,稍贵点。

医院还是什么地方淘汰的?

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虎哥作者
6个月10天前
11楼
引用张静茹发表于10楼的内容
医院还是什么地方淘汰的?

不知道哦,没问过。

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虎哥作者
6个月1天前
12楼

把两个推车合体,终于搞出一个台子。尺寸0.9×0.8m,差不多占一平地。

20210420_014016.jpg

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RodTech
6个月1天前
13楼
引用虎哥发表于12楼的内容
把两个推车合体,终于搞出一个台子。尺寸0.9×0.8m,差不多占一平地。

推车的质量真好。。。。从未见过做工如此豪华的推车

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虎哥作者
5个月3天前 修改于 5个月3天前
14楼
引用RodTech发表于13楼的内容
推车的质量真好。。。。从未见过做工如此豪华的推车

前阵子软件打不开了,经诊断是硬盘有坏道,丢了关键文件。

卖家说这软件的授权依据是电脑主板,于是找同机型的硬盘,用拷盘机拷了一张,装上好了。

接下来两个星期,没开机。前几天开,又各种不对,诊断是电脑坏了。

淘宝上买同型号工作站,前些年洋垃圾150元,现价900元。问为啥,说存量有限,需求却很大。问哪些客户买,曰工厂里面维护老设备,一比一替换。估计都是买去干这类活。

这种专用设备真实一言难尽,厂商为了提高利润,限制太多。我起初以为就跟扫描仪一样,只要装上驱动,无论什么软件都能从他上面读图像(这样其实更简单,开发成本更低)。没想到医疗软件竟然是一个独立王国,比外面的世界落后10年。

太麻烦了,购买要谨慎。

上一张笔记本电脑的图,系统压缩至1920宽度了。

笔记本电脑.png

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RodTech
5个月3天前
15楼
引用虎哥发表于14楼的内容
前阵子软件打不开了,经诊断是硬盘有坏道,丢了关键文件。卖家说这软件的授权依据是电脑主板,于是找同机型...

授权应该跟泰克示波器系统之类一样 看的是主板TPM芯片,


还是scsi扫描仪好。。

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BSP
2个月15天前
16楼
引用虎哥发表于12楼的内容
把两个推车合体,终于搞出一个台子。尺寸0.9×0.8m,差不多占一平地。

哪买的的推车,是真的豪华

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虎哥作者
2个月15天前
17楼
引用BSP发表于16楼的内容
哪买的的推车,是真的豪华

天津实验室出的内供产品,没有对外卖,因为既费力又不挣钱。

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