计算机X线成像

1、医学影像成像原理医学影像成像原理医学影像成像原理医学影像成像原理医学影像成像原理医学影像成像原理第三章第三章 计算机计算机X X线摄影线摄影 曹曹 琰琰 山东医学高等专科学校山东医学高等专科学校第一节第一节 CRCR成像基本条件成像基本条件第二节第二节 CRCR系统工作流程与成像原理系统工作流程与成像原理第三节第三节 CRCR系统的图像处理系统的图像处理第四节第四节 CRCR影像质量标准与影响因素影像质量标准与影响因素学习目标学习目标1.1.掌握掌握 CRCR的成像过程；的成像过程；IPIP的结构及特性；的结构及特性； CR CR的后处理方法。的后处理方法。 2.2.熟悉熟悉 CRCR的成像理

2、论；影响的成像理论；影响CRCR图像质量的因素。图像质量的因素。计算机计算机X线摄影（线摄影（Computed Radiology，CR），），是以成像板（是以成像板（Imaging Plate，IP）作为载体，经）作为载体，经X线曝光及信息读出处理形成数字影像的摄影技术。线曝光及信息读出处理形成数字影像的摄影技术。CR的历史：的历史：1983年由日本富士公司研制成功。年由日本富士公司研制成功。 第一节第一节 CRCR成像基本条件成像基本条件CR系统由系统由X线机、线机、IP、影像阅读器、后处理工作站、影像阅读器、后处理工作站和存储装置等组成和存储装置等组成 。、成像板、成像板IP是是CR成像

3、系统的关键部件，成像系统的关键部件， IP只具有记录功能，不具备影像显示功能。只具有记录功能，不具备影像显示功能。IP有正反之分，从外观上看，正面如同增感屏，有正反之分，从外观上看，正面如同增感屏，反面为黑色。反面为黑色。IP的外观：的外观：1 1、IPIP的结构：的结构：表面保护层表面保护层成像层成像层 （PSL物质层）物质层）基板基板背面保护层背面保护层PSLPSL物质层物质层：具有具有PSL现象的物质现象的物质表面保护层：表面保护层：聚酯类纤维，保护聚酯类纤维，保护PSL物质层物质层PSLPSL物质成分：物质成分：含有含有2价铕离子的氟氯化钡结晶体价铕离子的氟氯化钡结晶体PSLPSL结晶

4、体颗粒直径结晶体颗粒直径：47m颗粒增大，发光强，清晰度降低颗粒增大，发光强，清晰度降低称氟卤化钡铕（称氟卤化钡铕（BaFXEu2+ ，X=Cl,Br,I）基板：基板：PSL物质的支持体，厚度在物质的支持体，厚度在200350m避免激光在避免激光在PSL物质层和基板之间反射，基板制成黑色物质层和基板之间反射，基板制成黑色背面保护层：背面保护层：聚酯类纤维，防止使用过程中与聚酯类纤维，防止使用过程中与IP之间的摩擦损伤。之间的摩擦损伤。2 2、IPIP的规格与类型的规格与类型IPIP的常用规格的常用规格35 43cm（14 17英寸）英寸）35 35cm（14 14英寸）英寸）25 30cm（1

5、0 12英寸）英寸）20 25cm （8 10英寸）英寸）IPIP的类型的类型ST （Standard）HR（High Resolution）3 3、IPIP的特性：的特性：（2）IP可重复使用可重复使用（5）IP存储的信息易消退存储的信息易消退（6）IP易受天然辐射的影响易受天然辐射的影响（3）IP的发射光谱与激励光谱不同的发射光谱与激励光谱不同（4）IP的光发射寿命期短的光发射寿命期短（1）IP可发生光发光现象可发生光发光现象某些物质在第一次受到照射光（一次激励光）照射某些物质在第一次受到照射光（一次激励光）照射时，能将一次激励光所携带的信息贮存（记录）下时，能将一次激励光所携带的信息贮存

6、（记录）下来，当再次受到照射光（二次激励光）照射时，能来，当再次受到照射光（二次激励光）照射时，能发出与一次激励光所携带信息相关的荧光。发出与一次激励光所携带信息相关的荧光。 （1 1）IPIP可发生光激励发光现象（可发生光激励发光现象（ PSLPSL现象）现象）第一次对第一次对IP激励的光：激励的光：X线线第二次对第二次对IP激励的光：激光激励的光：激光X线线被照体被照体透射线透射线（载着人体信息的（载着人体信息的X线）线）IP激光阅读器激光阅读器（IP受到激光的激励）受到激光的激励）发出可见光发出可见光（与透射线信息一样）（与透射线信息一样）机制：机制：（2 2）IPIP可重复使用可重复使

7、用机制：机制：Eu2+Eu3+IP的第一次激励：的第一次激励：IP的第二次激励：的第二次激励：Eu3+Eu2+（3 3）IPIP的发射光谱与激励光谱不同的发射光谱与激励光谱不同IP的发射光谱的发射光谱IP的激励光谱的激励光谱（激光发射光谱）（激光发射光谱）IP的发射光谱的发射光谱IP的激励光谱的激励光谱（激光发射光谱）（激光发射光谱）（4 4）IPIP的光发射寿命期短的光发射寿命期短以以Eu2+为发光中心的氟溴化为发光中心的氟溴化钡的钡的PSL寿命为寿命为0.8s，不，不发生信息的重叠。发生信息的重叠。 荧光体经激励后，发射荧光的强度达到初始值的荧光体经激励后，发射荧光的强度达到初始值的1/e

8、所用的时间。所用的时间。（6 6）IPIP易受天然辐射的影响易受天然辐射的影响（5 5）IPIP存储的信息易消退存储的信息易消退IP存储的信息存储的信息8h后可减少后可减少25%，摄影后抓紧读出，摄影后抓紧读出X线线紫外线紫外线 射线射线激励激励IPIP使用前，必须进行擦除使用前，必须进行擦除信息量时间4. IP4. IP使用注意事项使用注意事项（1）IP可以重复使用；可以重复使用；（2）IP在在8小时以上未使用，则在使用前应使用强光照小时以上未使用，则在使用前应使用强光照射，消除可能存在的潜影；射，消除可能存在的潜影；（3）在使用中，应注意避免）在使用中，应注意避免IP出现擦伤；出现擦伤；（

9、4）由于）由于IP中的荧光物质对放射线、紫外线敏感度中的荧光物质对放射线、紫外线敏感度远高于普通远高于普通X线胶片，因此摄影前、后的线胶片，因此摄影前、后的IP都要屏蔽。都要屏蔽。（5）摄影后的）摄影后的IP上的潜影会因光的照射而消退，所以上的潜影会因光的照射而消退，所以必须避光。在必须避光。在8小时之内将信息读取。小时之内将信息读取。（6）避光不良或漏光的）避光不良或漏光的IP上的图像会因贮存的影像上的图像会因贮存的影像 信息量减少而变得发白，这与普通胶片正好相反。信息量减少而变得发白，这与普通胶片正好相反。二、影像阅读器二、影像阅读器CR系统的影像阅读装置：系统的影像阅读装置：无暗盒型无暗

10、盒型暗盒型暗盒型第二节第二节 CRCR系统工作流程与成像原理系统工作流程与成像原理一、一、CRCR系统工作流程系统工作流程包括：影像信息采集、影像信息转换、影像信息处理、包括：影像信息采集、影像信息转换、影像信息处理、影像信息存储。影像信息存储。CRCR的具体工作过程：的具体工作过程：X线线被照体被照体 IP（成像板）（成像板）A/D转换器 工作站工作站（影后处理装置）（影后处理装置）储存储存打印打印 激光阅读器激光阅读器（光激励发光扫描仪）（光激励发光扫描仪）显示显示光电倍增管光电倍增管影像阅读器影像阅读器光激励发光扫描仪（光激励发光扫描仪（PSL扫描仪）扫描仪） 二、二、CR系统成像原理系

11、统成像原理影像信息的采集（第一象限）影像信息的采集（第一象限）影像信息的读取（第二象限）影像信息的读取（第二象限）影像信息的处理（第三象限）影像信息的处理（第三象限）影像信息的再现（第四象限）影像信息的再现（第四象限）四象限理论四象限理论第一象限：影像信息的采集第一象限：影像信息的采集曝光量X线的曝光量与发出的荧光线的曝光量与发出的荧光在在1104范围呈线性关系范围呈线性关系第二象限：影像信息的读取第二象限：影像信息的读取在影像读出装置（在影像读出装置（IRD）中完成）中完成输出的是数字信号输出的是数字信号第三象限：影像信息的处理第三象限：影像信息的处理在工作站的影像处理在工作站的影像处理装置

12、（装置（IPC）中完成，）中完成，是进行图像后处理。是进行图像后处理。第四象限：影像信息的再现第四象限：影像信息的再现通过胶片（影像记录装通过胶片（影像记录装置置IRC）的选取，使影）的选取，使影像落在胶片的直线部。像落在胶片的直线部。第三节第三节 CR系统的图像处理系统的图像处理CR系统的图像处理环节：系统的图像处理环节：第一环节第一环节第二象限：曝光数据识别器（第二象限：曝光数据识别器（EDR）第二环节第二环节第三象限：图像处理功能第三象限：图像处理功能第三环节第三环节第四象限：获得优质照片影像第四象限：获得优质照片影像第一环节第一环节第二象限：曝光数据识别器（第二象限：曝光数据识别器（E

13、DR）曝光数据识别器（曝光数据识别器（EDR）包括：）包括：分割表示范围的识别处理分割表示范围的识别处理曝光区域的识别处理曝光区域的识别处理直方图分析、修正直方图分析、修正一、与检测功能有关的处理一、与检测功能有关的处理曝光数据识别处理流程：曝光数据识别处理流程：曝光区域识别曝光区域识别用一束微弱激光预读用一束微弱激光预读IP，获得预读出影像的直方图获得预读出影像的直方图与机器根据摄影部位自与机器根据摄影部位自设的直方图相比较设的直方图相比较以合适的条件读出以合适的条件读出敏感度（敏感度（S）和宽容度（）和宽容度（L） 第二环节第二环节第三象限：图像处理功能第三象限：图像处理功能1、动态范围压

14、缩处理、动态范围压缩处理2、谐调处理（层次处理）、谐调处理（层次处理）3、空间频率处理、空间频率处理4、能量减影处理、能量减影处理二、与显示功能有关的处理二、与显示功能有关的处理1 1、动态范围压缩处理、动态范围压缩处理2 2、谐调处理（层次处理）、谐调处理（层次处理）调整影像对比度、影像整体密度调整影像对比度、影像整体密度谐调曲线类型（谐调曲线类型（GT）旋转中心（旋转中心（GC）旋转量（旋转量（GA）谐调曲线移动量（谐调曲线移动量（GS）谐调曲线类型（谐调曲线类型（GT）：）：16种种旋转中心（旋转中心（GC）：）：0.32.6旋转量（旋转量（GA）：）：-44谐调曲线移动量（谐调曲线移动

15、量（GS）：）：-1.441.443 3、空间频率处理、空间频率处理频率增强程度（频率增强程度（RE）：）：频率类型（频率类型（RT）：）：12类型类型频率等级（频率等级（RN）：）： 09低频等级（低频等级（03）：大结构大结构中频等级（中频等级（45）：普通结构普通结构高频等级（高频等级（69）：小结构小结构4 4、减影处理、减影处理减影方式减影方式能量减影能量减影时间减影时间减影DSA能量减影能量减影两次曝光法两次曝光法一次曝光法一次曝光法能量减影原理：能量减影原理：一次曝光法能量减影：一次曝光法能量减影：使用两块同样大小的使用两块同样大小的IP，夹着一夹着一0.6mm厚金属铜板。厚金属

16、铜板。骨组织影像骨组织影像能能量量减减影影获获得得的的图图像像软组织影像软组织影像普通影像普通影像第四节第四节 CRCR影像质量标准与影响因素影像质量标准与影响因素一、一、CRCR影像质量标准影像质量标准（1）CR的影像必须满足诊断需要的影像必须满足诊断需要 （2）CR照片信息全面照片信息全面 （3）IP尺寸选择合理尺寸选择合理 （4）影像放大比例一致）影像放大比例一致 （5）影像整体画面美观，影像无失真变形。）影像整体画面美观，影像无失真变形。（6）CR摄影时，对敏感的组织和器官尽可能屏蔽。摄影时，对敏感的组织和器官尽可能屏蔽。二、影响二、影响CRCR影像质量的因素影像质量的因素1、决定系统响应性的因素、决定系统响应性的因素2、CR系统的噪声系统的噪声3、空间分辨力、空间分辨力 1 1、决定系统响应性的因素：、决定系统响应性的因素：进入进入IP的散射线的散射线激光束在激光束在IP荧光层上的散射荧光层上的散射激光束的扩散取决于激光束的扩散取决于激光束的直径激光束的直径激光在荧光层的散射激光在荧光层的散射电子系统的响应特征电子系统的响应特征2 2、噪声、噪声CR系系统统噪噪声声量子噪声（量子噪声（X线量依赖性噪声）线量依赖性噪声）：取决于取决于mAs固有噪声（非固有噪声（非X线量依赖性噪声）线量依赖性噪