1、數(shù)字X線攝影技術(shù) 第一節(jié)數(shù)字X線攝影一、數(shù)字圖象傳統(tǒng)X線是X線透過人體組織器官后空間位置的平面投影，記錄的信息是連續(xù)的X 線信息，灰度在0.25-3.0之間。是非量化的模擬圖形。A/D轉(zhuǎn)換器是實現(xiàn)X線圖形向數(shù)字化的關(guān)鍵部件，把模擬圖形信號變成數(shù)字圖形信號。經(jīng)計算機處理后的數(shù)字信號在經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)化成模擬信號，在顯示屏上顯示。透射X線I.I光學(xué)系統(tǒng)電視攝 像機A/D數(shù)字影像信號 DR成像原理方框圖（三）DR 工作原理方框圖掩沒圖像A/D造影圖像A/D對數(shù)放大A/D幀疊加減影圖像增強后處理視頻信號 A/D輸入查找表ALU（實時算術(shù)邏輯運算器）幀儲存器主計算機輸出查找表D/A監(jiān)視器 激光打印機1982

2、年日本富士膠片株式會社首先開發(fā)出計算機攝影(CR)系統(tǒng),IP上涂有一種特殊的光激勵發(fā)光物質(zhì),這種物質(zhì)在第一次受光照射時,能將激光所攜帶的信息貯存下來,當再次受到照射(二次激發(fā))時,能發(fā)出與一次激發(fā)光所攜帶信息相關(guān)的熒光.X線PACS 被照體影像板影像讀取裝置X線影像-數(shù)字信號影像處理裝置各種影像處理影像記錄裝置數(shù)字信號-光信號控制計算機熒光影像存儲裝置光盤 磁帶激光打印機膠片IP結(jié)構(gòu)特性:IP是CR系統(tǒng)的關(guān)鍵,IP依PSL物質(zhì)特性分為標準型、高分辨率型、減影專用型.1.(1)表面保護層,常用的材料是聚酯樹脂類纖維.(2) PSL物質(zhì)層,PLS物質(zhì)混于多聚體溶液中,涂在基板上,干燥而成.結(jié)晶體顆

3、粒的平均直徑在4-7uM,比普通攝影用膠片乳劑的小.晶體顆粒的直徑增大,發(fā)光量增強,但影像的清晰度降低.(3) 基板.(4) 背面保護層:材料與表面保護層相同.2.IP的特性:(1)發(fā)光光譜與激發(fā)光譜,接受一次X線激發(fā)而形成潛影的PSL物質(zhì),在讀取激光二次激發(fā)下,發(fā)射出與X線能量成正比的藍-紫光,PSL物質(zhì)發(fā)光強度與其發(fā)出的光子波長的曲線關(guān)系稱發(fā)光光譜. (2)時間響應(yīng)特性 當停止用激光照射PSL物質(zhì)時,PSL物質(zhì)發(fā)出的光按其衰減規(guī)律逐漸終止,其強度衰減很快,(3)動態(tài)范圍 PSL物質(zhì)發(fā)光量與一次受激X光量在210:1內(nèi)具有良好的動態(tài)范圍.(4)信息消退。3.IP使用的注意事項(1)IP可以重

4、復(fù)使用,(2)由于IP對放射線紫外線的敏感度遠高于普通X線片(3)攝影后的IP上的潛影會因光照而消退,所以必須避光,(4)貯存在PSL物質(zhì)中的潛影跟膠片一樣,同樣有一個消退的過程 IP結(jié)構(gòu)示意圖 CR成像原理數(shù)字圖象所有像數(shù)陣列為數(shù)字圖象矩陣，是2維數(shù)組。像數(shù)構(gòu)成數(shù)字圖形的最小單元，像數(shù)=陣列行X列數(shù)。如3108X3108每個像數(shù)大小約0、139mmX0139mm三、X線數(shù)字圖形的質(zhì)量參數(shù)X線數(shù)字圖形的質(zhì)量參數(shù)主要有像數(shù)、矩陣、密度分辨力、空間分辨力、灰階、圖象尺寸、SNR、DQE等。同視野范圍內(nèi)矩陣大，像數(shù)多，空間分辨力高。矩陣大，計算機需要處理信息多。圖像后處理技術(shù)：分類：X線成像系統(tǒng)讀出

5、裝置自動前處理、軟件的后處理，影像工作站的軟件的再處理。影像系統(tǒng)的后處理，是對感興趣區(qū)域密度、對比度、邊緣銳利度進一步處理。再處理又稱層次處理和諧調(diào)處理。X線圖像矩陣化像素化過程 四、數(shù)字X線檢查影像后處理（一）調(diào)諧處理和空間頻率處理1、調(diào)諧處理包括旋轉(zhuǎn)量（GA)、調(diào)諧曲線（GT）、旋轉(zhuǎn)中心（GC）、移動量（GS）。這四個參數(shù)在進行圖像處理時，一般GT不作改變，依據(jù)興趣區(qū)的密度和對比度作適當調(diào)整；在調(diào)整過程中，先固定GC，再調(diào)整GA和GS。2、空間頻率處理包括頻率等級RN、頻率增強RE、頻率類型RT。GT：代表一組非線性曲線，共有16種。其中A線有大寬容度線性層次；BJ線應(yīng)用于頭、頸、胸、腹及

6、乳腺；KL線應(yīng)用于數(shù)字減影高對比曲線；M線用于線性黑白翻轉(zhuǎn)；N線用于胃腸造影專用線；O線優(yōu)化骨骼的曲線；P線用于肺組織檢查，便于微小組織密度的觀察。GS：又稱為灰度曲線，用于改變整副影像的密度。通過其微細調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)影像最優(yōu)化的密度。此曲線右移時影像密度就減小，曲線左移時影像密度就增加。GC：表示GA預(yù)先設(shè)定的密度值，CR系統(tǒng) 一般設(shè)定在0.32.6，在實際工作中，選擇好GC有利于興趣區(qū)清晰顯示。GA：主要用來改變影像對比度，GA越大，影像對比度 越高，GA越小影像對比度越低。在實際應(yīng)用中GA總是 圍繞GC進行調(diào)節(jié)。以上四個參數(shù)在實際應(yīng)用中一般GT選定后不作調(diào)整空間頻率處理（SFP)是邊緣銳利

7、處理技術(shù)，通過對響應(yīng)的調(diào)節(jié)顯示邊緣組織銳利輪廓。RN對空間分辨力的范圍分級，（0-3）低頻率等級，用于增強大結(jié)構(gòu)，軟組織、腎臟和其他內(nèi)部器官的輪廓。（4-5）中頻等級，用于增強普通結(jié)構(gòu)，肺部和骨骼輪廓線。（6-9）高頻等級，用于增強小結(jié)構(gòu)，比如微細結(jié)構(gòu)、腎小區(qū)等。RE邊緣增強系數(shù)，用來控制頻率的增強程度。在CR系統(tǒng)中，其值0-16，RE=0，改變RT、RN；RE1,會明顯增加圖像的噪聲.RT頻率類型,用于調(diào)整增強系數(shù),以控制每一種組織密度,共設(shè)有F、Z等12種類型,Q/R/S:軟組織輪廓曲線.U/T/P:高分辨率曲線.V:高噪聲顯示曲線.F:整個范圍和諧一致的輪廓增強.X/W:特殊應(yīng)用曲線.動

8、態(tài)范圍壓縮及均化處理X線數(shù)字圖像的優(yōu)缺點:后處理能力強大是數(shù)字圖像的最突出優(yōu)點,在較大范圍內(nèi)自由改變輸出影像特性曲線,如對比度增強、圖像銳化、灰度反轉(zhuǎn)、局部放大等.(三)IP上影像的讀出、處理及再出現(xiàn)IP中的PSL物質(zhì)經(jīng)透過人體的信息線一次照射后,將X線的能量以潛影的方式貯存下來,完成影像信息的采集記錄；此后，用激光束掃描帶有潛影的IP，PSL物質(zhì)被二次激勵,釋放其貯存的能量，發(fā)出的熒光被集光器收集并送到光電倍增管，由光電倍增管將其放大并轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,完成影像信息的讀取與數(shù)字化.數(shù)字信號被送到計算機和數(shù)字圖像處理系統(tǒng),經(jīng)處理后CR數(shù)字影像可顯示、傳輸、貯存，也可以直接輸

9、出到干式激光膠片打印機打印.二、CR系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成CR系統(tǒng)主要是由信息采集(IP)、信號轉(zhuǎn)換及信息處理(讀片器)、信息儲存及記錄(計算機)三部分構(gòu)成CR系統(tǒng)分單暗盒式和多暗盒式三、CR的影像處理系統(tǒng)CR的影像處理系統(tǒng)分讀出處理徨處理.后處理是為進一改善影像的對比度、亮度、銳利度等,使輸出圖像更適合診斷要求。圖像讀出靈敏度PCR AC500讀片器配置了自動預(yù)讀(也稱為曝光數(shù)據(jù)識別)程序.患者的攝影信息(檢查號、ID號、部位、投照方法等)照射野范圍的確定對制直方圖至關(guān)重要,X線照射野識別處理的基本原理是:從被照體某一點起,向外側(cè)順序地進行積分處理把積分值的最大點作為照射野的邊緣.CR系統(tǒng)作用這一特點

10、做圖像的積分運算,求出積分圖像的重心,以此作為照射野探測的起始點.測定照射野邊緣的修補點 從探測器的起始點開始向各個方向探測照射野形狀修正 CR圖像的后處理減影 由于CR系統(tǒng)采集影像的速度較慢,一般都采用能量減影的方式,在同一部位用有同kv曝光,獲得一幅高能量影像和一幅低能量影像(如120和60kv)疊加 1張相片可以疊加（2-3張）IP板圖像四、CR影像質(zhì)量參數(shù)影像的空間分辨力不如傳統(tǒng)照片密度分辨力 可通過對比度增強軟件提高分辨力靈敏度 由于IP中的PSL動態(tài)響應(yīng)范圍大,靈敏度高,可降低X線曝光攝影條件.但太低會出現(xiàn)量子斑點噪聲 量子噪聲、光量子噪聲、固有噪聲一、數(shù)字攝影系統(tǒng)原理及組成(一)

11、數(shù)字透視采樣的速度達到64幀/秒.由于多用在消化道胃腸造影上,所以又稱DSI點片系統(tǒng)A/D是模擬圖像的信號數(shù)字化點片。數(shù)字點片用于消化道造影、ERCP、骨科矯正、內(nèi)鏡、非血管介入、腫瘤介入。CR用IP板替代了膠片直接數(shù)字X線攝影系統(tǒng)：是使用平板探測器（FPD）直接數(shù)字化的X線攝影系統(tǒng)。它使用的非晶態(tài)硒型FPD為直接數(shù)字化X線平板探測器。非晶體硅型FPD是一種半導(dǎo)體探測器。非晶體硒型FPD是一種電子暗盒，把入射X線光子強度直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。二、直接數(shù)字的X線攝影特點：優(yōu)點：1避免圖像信息丟失，影像清晰2CR設(shè)備可以改裝成DR，但DR比CR快捷3DR對X線敏感性高，層次豐富，放射劑量小缺點：1.

12、成本高價格昂貴，基層醫(yī)院不能使用2.DR不適用于血管造影 三、數(shù)字化成像與傳統(tǒng)X線攝影比較（一）成像質(zhì)量 1.靈敏度與線性 硒檢測器吸收X線明顯高于屏-片系統(tǒng)2.對比度分辨力 數(shù)字X線影像可以分辨出組織密度差異小于0.1%細節(jié)3. 空間分辨力低于X線照片4. 量子檢出效率（DQE），數(shù)字化成你系統(tǒng)的X線探測器DQE可達60%以上。因此，一次曝光所得的圖像經(jīng)處理后可獲得多幅圖像，5. 調(diào)制函數(shù)（MTF）性能好。（二）攝影條件寬容性 比X線膠片系統(tǒng)寬容性大（三）擺體位及工作量 擺體位相同但工作效率比屏-片系統(tǒng)高。（四）社會效益 是屏-片系統(tǒng)的兩倍二、數(shù)字X線檢查的適宜曝光量CR和DR曝光量是屏-片

13、系統(tǒng)的1.3-1.5倍，當曝光量比小于1.04時，照片噪聲明顯增加。三、圖像后處理技術(shù)在攝影檢查中的應(yīng)用（一）胸部檢查應(yīng)用能顯示縱隔區(qū)域和肺野重疊的影像信息，減少漏診，提高診斷率。肺炎：界限清楚，中心密度高周圍密度低，利用黑白翻轉(zhuǎn)，周圍低密度影像消失可以診斷。肺結(jié)核：肺尖的病變和重疊的病變，利用空間頻率及黑白翻轉(zhuǎn)處理后可以顯示病變。肺癌：利用黑白翻轉(zhuǎn)技術(shù)和高對比顯示腫塊密度和周圍毛刺。胸膜病變：低頻率區(qū)進行空間處理，使肋骨模糊，胸膜清楚。胸廓的骨骼病變：CR、DR可對高頻區(qū)進行空間頻率處理和動態(tài)壓縮，使骨皮質(zhì)邊緣銳利。氣管、支氣管病變：通過低頻區(qū)空間頻率處理，產(chǎn)生邊緣效應(yīng)，可以觀察氣管和支氣管

14、軟組織：對低頻對比區(qū)進行空間頻率處理，可以顯示軟組織異物、鈣化，皮下氣腫，腫瘤體層攝影：可以通過諧調(diào)處理和空間頻率選擇處理后，提高邊緣效應(yīng)胸部床邊攝影：比屏-片系統(tǒng)好左上肺中央型肺癌（二）頭頸部的應(yīng)用1. 頭顱外傷：較好的顯示骨折線2. 鞍區(qū)病變：利用諧調(diào)處理和空間頻率處理功能，一次曝光可以獲得兩次照片3.耳部：顯示比屏-片系統(tǒng)好4.鼻竇病變：可以判斷骨質(zhì)有無破壞，判斷良惡性病變。5.喉部病變：喉部體層可以顯示會厭、喉室等結(jié)構(gòu)判斷病變部位大小。腹部平片，尿路造影，通過諧調(diào)處理和翻轉(zhuǎn)處理可以改變影像顯示密度、對比度顯示小鈣化和結(jié)石，還可以顯示腎盂、腎盞、輸尿管和膀胱的情況。（四）消化道的應(yīng)用DS

15、I系統(tǒng)顯示胃小區(qū)、微小病變、黏膜皺襞（五）肌肉骨骼系統(tǒng)的應(yīng)用一次曝光可以獲得多幅照片，既能清晰顯示軟組織病變，又能顯示骨骼病變（六）乳腺的應(yīng)用1. 中心部位組織仍然很厚，密度高，選擇動態(tài)壓縮處理，使較厚的結(jié)構(gòu)得到充分2.某些乳腺癌能夠通過諧調(diào)處理，可以顯示乳腺導(dǎo)管結(jié)構(gòu)。3.內(nèi)部的小塊鈣化可以顯示4 利用諧調(diào)處理可顯示不規(guī)則的皮膚增厚、皺縮、淺凹陷等（七）兒科的應(yīng)用1.呼吸系統(tǒng)疾?。阂粡埰梢燥@示完整的上呼吸道和下呼吸道。 三、數(shù)字X線檢查操作程序（一）準備及注意事項1、溫度、濕度；2、檢查電源、接地及電纜安全性。3、設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障應(yīng)立即切斷電源；4、設(shè)備維修應(yīng)由專業(yè)技術(shù)人員負責；注意防

16、護！（二）CR系統(tǒng)操作步驟1、開機 （先打開顯示器，再打開掃描主機）2、基本方法：（1）病人基本信息錄入；（2）進入被檢部位選擇界面（3）用條碼掃描器對IP盒的條碼窗口進行掃描；（4）用IP盒進行攝影；（5）用掃描主機對掃描后的IP盒進行讀取已記錄的影像信息；（6）利用計算機對已獲取的圖像進行對比度、密度等技術(shù)的調(diào)整，并進行選擇打??；（6）完成全過程退出主界面。3、關(guān)機 （1）關(guān)閉掃描主機（2）關(guān)閉計算機（三）DR系統(tǒng)操作步驟1、啟動系統(tǒng) （1）接通配電柜電源總閘；（2）接通接線板電源；（3）接通X線機控制器電源；（4）接通電腦主機電源；（5）開啟技術(shù)工作站及醫(yī)生工作站；（6）開啟激光打印機或

17、噴墨打印機（用于報告打?。?；（7）開啟激光膠片打印機；（8）啟動完畢。2、應(yīng)用系統(tǒng) （1）用戶登錄（操作人員選擇自己姓名，待出現(xiàn)對話框后輸入密碼，即可使用該系統(tǒng)） （2）病例錄入及選擇（包括姓名、性別、年齡、編號、住院號、病區(qū)、床號、臨時診斷、檢查類型、送診科室、送診醫(yī)生、檢查者、收費等） （3）核對病人資料，確定攝影部位及攝影條件（kv mA s） （4）擺體位及中心線、曝光（分FPD及線掃描）。 （5）接受或拒絕（曝光或采集完畢后系統(tǒng)會自動讀取數(shù)據(jù)顯示圖像，然后選擇適當?shù)幕叶惹€，根據(jù)圖像質(zhì)量，確定拒絕或接受；若拒絕要患者重新配合攝影） （6）圖像后處理、打印膠片、影像發(fā)送（點擊“病例發(fā)送

18、”）按鈕，將已拍攝的影像送入影像管理中心以供醫(yī)生診斷）3、關(guān)閉系統(tǒng)（1）退出技術(shù)工作站軟件、關(guān)閉技術(shù)工作站、讓計算機自動關(guān)閉 （2）退出醫(yī)生工作站軟件、關(guān)閉醫(yī)生工作站、讓計算機自動關(guān)閉 （3）退出病例中心軟件、關(guān)閉病例中心、讓計算機自動關(guān)閉 （4）按激光打印機或噴墨打印機操作手冊關(guān)閉打印機（5）按膠片打印機操作手冊關(guān)閉打印機（6）關(guān)閉X線機、關(guān)閉控制柜電源、關(guān)閉計算機配電電源、關(guān)閉總電源。四、數(shù)字X線檢查影像后處理（一）調(diào)諧處理和空間頻率處理1、調(diào)諧處理包括旋轉(zhuǎn)量（GA)、調(diào)諧曲線（GT）、旋轉(zhuǎn)中心（GC）、移動量（GS）。這四個參數(shù)在進行圖像處理時，一般GT不作改變，依據(jù)興趣區(qū)的密度和對比度

19、作適當調(diào)整；在調(diào)整過程中，先固定GC，再調(diào)整GA和GS。2、空間頻率處理包括頻率等級RN、頻率增強RE、頻率類型RT。GA：主要用來改變影像對比度，GA越大，影像對比度 越高，GA越小影像對比度越低。在實際應(yīng)用中GA總是 圍繞GC進行調(diào)節(jié)。GC：表示GA預(yù)先設(shè)定的密度值，CR系統(tǒng) 一般設(shè)定在0.32.6，在實際工作中，選擇好GC有利于興趣區(qū)清晰顯示。GT：代表一組非線性曲線，共有16種。其中A線有大寬容度線性層次；BJ線應(yīng)用于頭、頸、胸、腹及乳腺；KL線應(yīng)用于數(shù)字減影高對比曲線；M線用于線性黑白翻轉(zhuǎn)；N線用于胃腸造影專用線；O線優(yōu)化骨骼的曲線；P線用于肺組織檢查，便于微小組織密度的觀察。GS：

20、又稱為灰度曲線，用于改變整副影像的密度。通過其微細調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)影像最優(yōu)化的密度。此曲線右移時影像密度就減小，曲線左移時影像密度就增加。以上四個參數(shù)在實際應(yīng)用中一般GT選定后不作調(diào)整（二）適宜曝光量屏膠系統(tǒng)形成影像的密度值,與曝光量大小相關(guān)；而對CR、DR而言，一定的曝光量，通過后處理可以獲得多個密度值，這取決于CR（IP板）和DR（FPD）良好的線性特性曲線。但再實踐工作中發(fā)現(xiàn)適宜的曝光量對CR、DR圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。CR、DR成像系統(tǒng)的成像照片影像噪聲因素比屏膠系統(tǒng)的多，以CR為例包括X線量子噪聲、IP的結(jié)構(gòu)噪聲、讀出電路噪聲、顯示噪聲等。使用CR 、DR曝光量不應(yīng)小于屏膠系統(tǒng)的1.31.5倍。 五、CR、DR的臨床應(yīng)用 六、DSA的臨床應(yīng)用課后作業(yè)：名詞解釋：CR、DR、DSA、調(diào)諧處理簡述CR、DR的操作步驟。 第五節(jié)PACS簡介一、PACS概述PACS是影像存儲和通訊系統(tǒng)。PACS是由數(shù)字圖象采集裝置、存儲系統(tǒng)、顯示設(shè)備、計算機處理器和數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)組成，連與通訊和網(wǎng)絡(luò)。PACS的組成 PACS的組成非M