激光打印机

激光相机(laser imager)又称为激光照相机(laser camera)或激光打印机(laser printer)，属目前最常用的医用相机。

医用相机(imager)的应用起始于1980年，以CRT多幅相机、激光相机为代表。激光相机可以接收并处理多种影像设备输出的数字图像或模拟图像，将需要再现的图像打印(实为曝光)记录在专用胶片上。由于它无需通过显示器屏幕投影拍摄，故可避免由显示器引起的光栅失真、边缘聚焦不良等弊端，图像解析力、保真度均比较高。它成像速度快，工作性能稳定，可联机使用，工作效率较高。经过近三十年的发展，激光相机已淘汰多幅照相机，成为各种数字化医学影像设备硬拷贝的必需装备。

 

一、种类

激光相机按照激光源不同分为红外激光相机和氦氖激光相机；按胶片处理方式不同分为湿式激光相机和干式激光相机。

激光源不同，产生的激光束波长也不一样，所以必须选用相对应的激光胶片。红外激光的波长是820nm，应选择感光波长为820nm的红外激光胶片；氦氖激光的波长是630nm，需选择感光波长为630nm的氦氖激光胶片。

湿式激光相机由于成像胶片需经显影、定影、烘干等系列洗片处理，洗片装置结构复杂，故障率高，且需经常清洗，在一定程度上造成使用不便，废弃的显、定影药水易造成环境污染。与湿式激光相机相比，干式激光相机具有下列特点：①不需要洗片机，无需显、定影药液和供水与排水工程，有利于环保；②机身小巧，安装简捷；③胶片的装取全部在明室进行，可省去暗室设备；④需选用相应的干式激光胶片。

目前，干式激光相机已广泛应用于X-CT、MRI、DSA、ECT及其它数字化影像设备中，已成为激光相机未来的发展方向，下面着重介绍干式激光相机。

二、结构

干式激光相机主要由控制板、片盒、供片滚动轴、激光成像组件、热鼓显像组件、机壳等组成。其中激光成像组件以及显像热鼓是干式激光相机的关键部件。干式激光相机需用专用的干式激光胶片。感光过程中打印头不接触胶片，可避免打印头和胶片摩擦以防影响图像和损坏打印头。干式激光相机内部结构和图像打印流程如图6-25所示。

图6-25  干式激光相机内部结构和图像打印流程图

(一)供片和传送系统

主要由片盒和传送机构组成。有打印需要时，由供片系统从暗盒中抓取胶片，经传送系统传送至激光扫描和热鼓显像系统。

(二)激光扫描系统

它所使用的激光二极管光点直径非常小，发射的激光属于红外区，激光发射源非常稳定，并可精确调节发射功率。极宽的动态范围，对灰度级别的数量没有限制，动态范围可持续扩展。激光光头寿命长。扫描成像速度快，每秒扫描超过200万点。将系统生成的图像信息经过高压、调制、放大生成激光图像信息扫描到胶片上。

(三)热鼓显像系统

其外形直径为160mm，鼓长(工作面)为410mm、重量7.5kg，热鼓工作面表层有一层柔软、细腻、厚度为1.5mm的导热合成橡胶。热鼓工作层是主动轮。热鼓上面约小于180弧面有20根具有镜面光洁度，刚性极好的金属细小辊轴包绕半圆，称为从动轮，其弹性压力设计为确保胶片和热鼓表面滑动配合，传送胶片恰到好处，从而保证图像质量。从动辊轴组件的外周是保温层。整个从动轮组件为维护的需要设计成可以方便快速分离。鼓芯为固定不动体，其结构为同心圆栅状印刷体式电热器，内脏装有温度传感器，电源和控制信号线一端输入。热鼓圆的工作面内径和同心圆电热鼓芯保持良好的无间隙感的滑动匹配。开机后，热鼓工作而始终均衡旋转，无温度梯度差，从而确保显像质量。将经过激光扫描过形成潜影的胶片通过一套高温装置，经过高温直接使得特制的银盐在高温下完成还原反应，析出银颗粒，完成潜影的显像过程。除银盐之外的其他物质被气化蒸发掉，被气化蒸发的物质应进行过滤、吸附、回收，以免造成空气污染。

显像热鼓是决定最终成像质量的极重要部件，又是整机中最易损伤和昂贵的组件之一。硬件损坏影响图像质量的主要因素来自该热鼓组件，其中包括：热鼓表面温度的一致性，表面平整度、柔软性等。

(四)控制系统

接收外部设备传入的图像格式信息并转化为内部系统信息打印在胶片上；内置有密度自动监测组件。

(五)显示系统

可显示设备状态及各种提示并可进行调节处理操作。

三、工作原理

如图6-26、6-27所示，激光相机巧妙地采用了多面转镜和广角发散透镜(透镜)构成激光束偏转扫描器。高速旋转的多面转镜能将方向固定的入射激光束转变成快速地、反复从左至右移动的扫描激光束，广角发散透镜可在较短的空间距离内获得较大的偏转角度。

图6-26  激光相机的核心组件分解图

图6-27  激光相机扫描原理示意图

激光相机图像形成的基本过程是：①影像设备输出的图像数据(数字的或模拟的)馈入激光相机接口后，在中央微处理器的控制下送至信号处理单元；②信号处理单元将图像数据进行存储、排序、校正及格式管理，然后进入高速缓存器；③在打印时先将图像数据进行D/A变换，再经放大后驱动视听调制器(acoustic optical modulater，AOM)；④从激光器发出的连续激光束，经过整形装置调整，再经AOM调制，随着图像数据变强或变弱；⑤通过AOM的激光束经扩束器调整成适合扫描的激光束；⑥用广角发散透镜使不同角度的扫描变成水平强度均匀的扫描；⑦经过广角发散透镜的激光束，再经平面镜和扫描柱镜投射到扫描滚筒上的胶片，滚筒在高精度电机驱动下匀速转动，带动胶片精确移动，使胶片逐点逐行曝光。被曝光的胶片经系列处理后便可重现图像。

四、主要功能

激光相机具有独特的灰阶密度自动反馈以及人工/自动校正和调节控制系统，可获得与主控计算机图像显示器上完全相同的图像。

激光相机输出图像的密度由三个步骤确定：①选择合适的窗口输入信息；②选定机内提供的标准灰阶测试图像；③利用机内提供的胶片特性曲线(一般提供5~6种)，结合冲洗效果，自动校准每一级灰阶的标准密度。在打印出灰阶胶片(测试片)后，用密度计测量各级密度，依次输入校正系统，由机内的计算机自动修正各级密度，校正激光相机的感光特性，保证输出高质量的图像。

五、集成网络影像打印系统

激光相机在实际应用中，大多采用一台相机连接一台或两台数字影像设备。随着影像设备的不断增加，一对一或一对二的连接方式显然既不经济也不安全。如果每台影像设备配一台激光相机，费用很大，且一旦相机发生故障，则可能直接影响主机的使用。如果能够用计算机网络技术把2~3台，甚至更多的相机连接成一个相机集成网络影像打印系统，如图6-28所示，则可彻底解决相机出一故障维修时的停机问题，既降低运营成本，也保证图像安全持续的输出。

图6-28  相机集成网络影像打印系统示意图

原理：应用相机上的DICOM3.0协议和以太网络接口，将若干台相机以及数字影像设备通过网络线(双绞线或光纤)、多端口网络交换机连接在一起，同时设置所有入网的数字影像设备和相机的网络IP地址在同一个网段中，即构成了一个跨越不同成像设备和不同检查区域的集成网络影像打印系统。

六、维护保养

激光相机无论是光学系统、机械结构，还是电路组成都十分精密而复杂，价格也相对昂贵。在使用时应严格按照说明书的要求仔细操作，并注意做好日常维护保养工作。

(一)日常维护保养

①工作环境温度25℃ 以下，湿度以30%~50%为宜，防止胶片粘连；②不同类型的干式激光片，其结构、性能以及成像参数有一定差异，乳剂层内又有含银盐和不含银盐之分。因此不同类型的干式激光胶片不能混用或互相替代；③激光器是相机最敏感的器件，应避免频繁开关相机以保护激光器；④胶片输出区的加热鼓表面温度高达120℃以上，片基药膜容易粘附到上面，造成胶片污染或卡片。所以，应定期清洗加热鼓，一般打印一万张胶片左右就需清洗一次；⑤传输滚轴长时间运行也会造成污染或位置移动，一般应半年清洗和校正一次；⑥干式激光胶片的保存时间与环境温度关系很大，环境温度在5~25℃内可保存30年以上。

(二)维护保养中应注意

①电气或机器故障只能由有经验的人员进行维修；②切勿替换或拆卸集成的安全装置；③切勿遮盖通风口；④不要随便给活动部件或滚轴加润滑油；⑤进行任何维护工作前，务必关闭相机电源并从插座中拔下电源插头。

(三)表面清洁的操作流程

①关闭设备；②从插座上拔下电源插头；③用干净、柔软的湿布擦拭表面。如果需要，可使用适量的肥皂水或洗洁剂清洗，但切勿使用氨基清洁剂。清洁时要小心谨慎，切勿使任何液体进入电源线端或流人相机内部；④接通并开启电源，待机器自检、加热和显示正常后使用。

(四)激光器组件清洁的操作流程

①关闭电源；②按相机说明书打开相机；③用浸有少量乙醇不起毛的布，沿同一个方向轻轻地擦拭，并不要将布抬起，切勿对激光器施加任何压力，以免造成损坏；④安装好设备，开启电源。

(五)卡片处理

卡片是激光相机的易发故障，发生卡片时，液晶屏幕上一般有相应的故障提示。造成卡片的原因很多，主要有：①吸盘不良或吸力不均造成卡片；②传输滚轴间压力不均或位置移动，使进片后偏斜造成卡片，滚轴长时间使用发生胶片药膜或异物污染，使轴间摩擦力增大也会造成卡片；③加热鼓温度过高或胶片保存空间气温过高，导致片基药膜粘附到传输滚轴上造成卡片；④传感器失效或突然断电，导致传片中断造成卡片。

处理卡片时应关闭供片盒，切断电源，打开顶盖或门板，沿胶片传输路径找到卡片位，清除已卡胶片。注意在清除加热鼓周围卡片的时候，不要触碰到温度很高的加热鼓表面以免烫伤。

 

 

 

 

CR主要由IP、读取装置、控制台、后处理工作站、存储装置组成，它成像的主要过程是：透射X线→IP形成潜影→激光扫描→电信号→ A/D转换→数字图像。IP主要结构包括表面保护层、PSL荧光层、支持层和背衬层。

根据探测器类型不同，DR可分为FPD型、多丝正比室扫描型和CCD型三种。目前，常用的FPD有非晶硒和非晶硅两种。

DSA由DF发展而来的，它主要由X线发生和显像系统、机械系统、图像数据采集和存储系统、计算机系统等组成。

激光相机的图像解析力、保真度均比较高，成像速度快，工作性能稳定，可联机使用，工作效率较高，是目前较理想的图像硬拷贝装置，其中干式激光相机已广泛应用于各数字化影像设备中，已成为激光相机未来的发展方向，在使用过程中要注意做好日常维护和保养工作。