数字X线检查技术

医学影像检查技术第一页，共236页。1895年德国物理学家伦琴教授发现了X线,X线就被用于人体检查,进行疾病诊断,形成了放射诊断学这一学科1901年该项发现获得诺贝尔医学奖医学影像发展史第二页，共236页。迄今一百余年来，特别是近二十年，随着电子学、计算机科学的不断发展，医学影像设备不断更新，各种检查设备不断应用于临床。微电子和计算机图像技术处理的发展，能够对X线图像进行量化、处理、贮存、显示和传输的数字化X线成像技术已进入医学影像领域。由以往单一的X线诊断学发展为包括：计算机体层摄影（ComputerTomography，CT）、磁共振成像（MagneticResonanceImage，MRI）、超声成像（UltraSonography，USG）、影像核医学（ImageNuclearMedical）在内的医学影像学（MedicalImageology）第三页，共236页。70年代兴起的介入放射学（InterventionalRadiology）使医学影像发展成为诊断和治疗的综合学科。目前，介入放射学已成为医疗工作中的重要支柱医学影像学的范畴，进一步得到了深入发展，实验影像研究已逐步开展，功能影像学、远程放射学（Teleradiology）、分子影像学正在发展与开通。第四页，共236页。学习医学影像（技术）学的目的了解这些成像技术的基本成像原理、方法和图像特点熟悉和掌握图像的观察、分析与诊断原则，有利于扫描技术的完善。掌握正常人体结构和器官的影像表现，为诊断学提供更完善的价值信息，显示疾病的更多影像特征比较不同成像技术在疾病诊断中的价值与限度第五页，共236页。X线成像知识一、X线成像基本原理与设备1895年德国物理学家伦琴发现了一种能量很高、肉眼看不见、穿透力很强、能使荧光物质发光的射线，称为X线,（X线本质是一种电磁波，具有一定波长和频率，由于X线能量大，可是物质产生电离，故属于电磁波中的电离辐射，X线肉眼看不见，不带电。）X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶产生的X线发生装置主要包括X线管,变压器,操作台第六页，共236页。第七页，共236页。X线成像1952年，影像增强电视系统的研制成功为提高影像亮度和清晰度，降低X线的辐射剂量做出了巨大贡献，使X线诊断实现了“明室观察，隔室操作”的革命性飞跃。第八页，共236页。X线成像一、X线成像产生过程向X线管灯丝供电,加热在阴级产生自由电子当X线管两极存在高压时,两极间电势差大电子以高速由阴极向阳极行进轰击（阳极）钨靶而发生能量转换1%以下的转化为X线,其余转化为热能第九页，共236页。X线产生过程第十页，共236页。二、X线的特性穿透性（penetrativity）波长短，穿透力强，能穿透一般可见光线不能穿透的各种不同密度物质—X线穿透性为成像的基础。X线波长范围0.0006-50nm,用于X线成像的波长为0.008-0.031nm.荧光效应(fluorescence)X线能激发荧光物质（硫酸锌镉、钨酸钙）产生肉眼可见的荧光，使波长短的X线转换成波长长的荧光—X线透视检查的基础X线成像第十一页，共236页。感光效应(photosensitization)X线照射涂有溴化银的胶片──感光，产生潜影，经显影定影处理──黑白影像—X线感光效应与穿透性为成像的基础电离效应(ionization)X线通过任何物质都可产生电离效应,可能造成机体和细胞结构生理和生物学的改变—放射治疗学的基础和放射防护的原因X线成像第十二页，共236页。三、X线成像原理X线成像一方面基于X线具有一定穿透性、荧光作用和感光作用另一方面基于人体组织结构之间有密度和厚度差异当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧光屏或胶片上的X线量有差异,因此就形成明暗或黑白对比不同的影像X线成像第十三页，共236页。X线影像的形成具备以下三个条件：X线具有一定穿透性,能穿透人体的组织结构被穿透组织结构存在密度和厚度差异,X线在穿透过程中被吸收的量不同,剩余的X线量有差别这个有差别的剩余X线,经过显像过程就可获得有黑白对比,层次差异的X线图像X线成像第十四页，共236页。

不同人体组织结构，根据其密度的高低及其对X线吸收的不同可分为三类：高密度：骨、钙化组织----对X线的吸收多----剩余X线量少----照片为白影,透视为黑影中等密度：软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织及体液----剩余X线中等-----照片及透视上介于白影与黑影之间低密度：脂肪、空气----对X线的吸收少---剩余X线量多----照片为黑影，透视为白影X线照片的白黑排序：骨-肌肉-液体-脂肪-空气X线成像第十五页，共236页。X线成像第十六页，共236页。四、X线图像特点X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成,是灰阶图像。在X线诊断术语中，用密度的高低表达影像的白--黑、高密度---中等密度---低密度分别表达白、灰、黑影X线成像第十七页，共236页。病理变化可使人体组织密度发生变化,不同组织密度的病理变化可形成相应病理X线影像X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像X线束是从X线管向人体作锥形投射，因此，X线影像有一定程度的放大和失真，产生伴影X线成像第十八页，共236页。五、X线检查技术常规检查透视（fluoroscopy)普通X线摄影（plainfilmradiography)特殊检查体层摄影（tomography)高千伏摄影（highkilovoltageradiography)软X线摄影又称钼靶摄影（molybdenumtargetradiography)放大摄影造影检查X线成像第十九页，共236页。造影检查（contrastexamination)普通X线检查依靠人体自身组织的天然对比形成影像，对于缺乏自然对比的结构或器官可将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，人为使之产生密度差别而形成影像,此即造影检查引入的物质称为对比剂（comtrastmedia)X线成像第二十页，共236页。六、X线诊断的临床应用X线具有成像清晰，经济，简便的优点胃肠道骨肌系统胸部(呼吸系统有循环系统)X线成像第二十一页，共236页。七、X线检查的防护技术方面采取距离防护和屏蔽防护的原则患者方面选择恰当的检查方法,避免一次大剂经常照射,投照时注意范围和条件,对性腺、甲状腺等敏感器官应用铅皮加以遮盖工作人员方面认真执行有关放射防护标准,采取必要的防护措施,正确进行X线检查操作,定期进行计量监测和身体检查目前公众个人全身受照射的年剂量应低于5mSv.X线成像第二十二页，共236页。普通X线成像,其摄影是模拟成像,是以胶片为介质对图像信息进行采集,显示,存储及传送缺点是摄影技术条件要求严格,曝光宽容度小;照片上灰质固定;图像不能十分清晰显示各种不同的组织与结构,密度分辨率低;且胶片的利用与管理也不便因此,数字X线成像非常必要(digitalradiography,DR)X线成像第二十三页，共236页。DR的主要特点：

1.直接将X线光子转换为数字图像。2.分辨率高，图像清晰、细腻，可实时显示数字图像，成像速度快，5秒钟即可成像于屏幕，提高工作效率，减少病人等候时间3.具有影像后处理如数字减影、边缘增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，可从中提取出丰富可靠的临床诊断信息，尤其对早期病灶的发现可提供良好的诊断条件。4.它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同时也使病人减少了受X射线辐射的危害。

第二十四页，共236页。DR的发展趋势：

1.检测器的改进和提高，主要是像素单元再缩小，提高图像的分辨率；提高检测器对X线的转换率，降低X线剂量。

2.研发高质量的图像处理软件，进一步提高图像质量。

3.更人性化设计，资源网络化、共享化。

4.随着DDR系统地不断改进和提高，产品日渐成熟，价格地降低，它们将大部分取代CR，在近10-20年内DR和CR共存，但最终CR由DR完全取代。

第二十五页，共236页。悬吊式+立式摄影架第二十六页，共236页。第二十七页，共236页。DR图象显示界面：第二十八页，共236页。第二十九页，共236页。移动式DR：第三十页，共236页。C形臂第三十一页，共236页。第八章数字X线摄影技术

digitalradiography,DR第三十二页，共236页。数字X线摄影技术

学习目标：1.说出数字X线图像的构成要素及质量参数2.阐述数字X线图像后处理的理论方法、临床应用意义；3.了解CR、DR的工作原理、结构构成、临床应用操作；4.结合临床，灵活运用数字X线图像的后处理技术，提高影像质量。第三十三页，共236页。数字X线摄影技术

5.理解并掌握CR、DR的操作步骤及临床应用。

6.学会应用PACS影像工作站——检索、查询、浏览、影像信息再处理

需要掌握以下几点：（1）数字X线成像技术；（2）数字图像的质量参数：矩阵、像素、密度分辨率、空间分辨率、灰阶、图像尺寸、SNR；（3）数字图像处理包含的内容（4）CR系统结构组成（5）IP的概念及分型

qqaaaaaaaaaa第三十四页，共236页。数字X线摄影技术

（6）数字化成像与传统X线摄影比较（7）PACS的概念第三十五页，共236页。第一节数字X线成像基础知识第二节计算机X线摄影第三节数字X线摄影第四节数字成像技术应用第五节PACS简介第六节数字X线摄影及阅片的一般指导本章所属节第三十六页，共236页。DR成像基本原理和设备数字X线成像是将普通X线摄影装置或透视装置与计算机相结合,使X线信息由模拟信息转换为数字信息依其结构上的差别分为:计算机成像(computerradiography,CR)数字X线荧光成像(digitalfluorography,DF)，多用数字电片系统，消化道胃肠造影多用，又称DSI点片系统。平板探测器(flatpaneldetectors)数字X线成像(DDR)第三十七页，共236页。X线PACS典型的数字X线成像系统基本结构被照体影像板影像读取装置X线影像-数字信号影像处理装置各种影像处理影像记录装置数字信号-光信号控制计算机荧光影像存储装置光盘磁带激光打印机胶片第三十八页，共236页。

第一节

数字X线成像基础知识

第三十九页，共236页。屏片方式摄影存储数字技术模拟技术数字方式摄影图像后处理动态范围宽一张片子第四十页，共236页。一、模拟图像与数字图像非量化的模拟图像：传统X线照片是X线透过人体组织器官后空间位置的平面投影，记录的信息是连续的模拟信息，每一小单元的灰度值随曝光强度和显影时间的增加在一定范围连续变化，形成从白色到黑色的连续函数的灰度信号的图像。数字量化的数字图像：人为地将非量化的模拟图像分成有限个“像素”的小区域，这个像素的灰度平均值用一个二进制整数数字来表示，形成图像信息为数字量化的图像，即数字图像。量化后的二进制整数灰度值又称灰度值即灰阶。灰阶有2N决定，N称位（bit),用来表示像素的灰度精确度。例如210灰度级表示灰度范围从1-1024级。灰度范围又图像的灰度分辨力、对比度分辨力、密度分辨力。

N数大，图像表现出的灰阶范围大，图像的对比度分辨力就高。常用灰度级为210-12.第四十一页，共236页。一、模拟图像与数字图像模拟图像与数字图像转换的关键部件：A/D转换器。作用：把模拟图像信号（灰度)分解成彼此分离的信息，把图像的连续灰度分离成不连续的灰阶，并赋予每个灰阶相应的二进制整数，二进制转换器的位数多，数字化精度高，灰度范围大，对比度分辨力高。无限量地增加灰度数，量子噪声随之升高，会引起SNR的下降。第四十二页，共236页。模拟信号随时间和距离连续变化信号采样信号量化数字图像A/D第四十三页，共236页。二、数字成像的基本概念1．矩阵：数字图像所有像素阵列——数字图像矩阵，是一个整数数值的2维数组。

采样一个点获得一个数字，采样点不是随意的，一般将投影平面长宽均分成若干小格来形成，如图是一个6X6的矩阵。

常用的矩阵有320×320、512×512、1024×1024等。

第四十四页，共236页。二、数字成像的基本概念2．像素组成矩阵的基本单位（小格），具有数量值和大小值。像数数目=阵列行X列数。如3108X3108每个像数大小约0.139mmX0.139mm

数量值用二进制位数表示，如256X256（28），表示为8bit。数量值与大小值关系为对于432mmX432mm的探测面积采样矩阵与像素大小(mm)关系256X256（28）1.69X1.69512X512（29）0.84X0.841024X1024（210）0.42X0.42第四十五页，共236页。二、数字成像的基本概念3．灰阶图像上或显示器上把白色与黑色之间分成的若干等级，表现为不同亮度的等级差别称为灰阶。4．比特比特是信息量的单位。

5．信噪比（SNR）信号强度与噪声强度的比值，是评价影像质量的指标之一。第四十六页，共236页。三、X线数字图形的质量参数X线数字图形的质量参数主要有：像素、矩阵、密度分辨力、空间分辨力、灰阶、图像尺寸、SNR、DQE等。同视野范围内矩阵大，像素多，空间分辨力高。矩阵大，计算机需要处理信息多，需要的时间长。第四十七页，共236页。四数字图像后处理技术：（一）分类：X线成像系统读出装置的自动前处理.即硬件前处理是获得高清晰数字图像的重要保证，它涉及图像读取装置输入信号与输出信号的关系，利用适当的图像读出技术，保证整个成像系统在很宽的动态范围内自动获得最佳密度和对比度的图像。摄影条件不当，受照肢体密度差异太小，肢体细节小，都可能造成自动前处理读出的图像显示不佳。软件的后处理：系统读出图像后，利用图像处理技术，对图像感兴趣区域的密度、对比度、边缘锐利度等进一步处理，使图像更符合诊断要求，然后再发送到存储器贮存备检索。影像工作站的软件的再处理.诊断医生利用工作站的图像检索处理功能，对存储器上的图像进一步处理，并根据临床病例的具体症状和诊断要求，选取最佳的图像显示方式与层面。处理后的图像不能存入中心存储器。

第四十八页，共236页。（二）数字X线检查影像后处理技术

谐调处理和空间频率处理

1.谐调处理（UM），又称层次处理。包括旋转量（GA)、调谐曲线（GT）、旋转中心（GC）、移动量（GS）。

这四个参数在进行图像处理时，一般GT不作改变，依据兴趣区的密度和对比度作适当调整；在调整过程中，先固定GC，再调整GA和GS。

第四十九页，共236页。调谐曲线（GT）：代表一组非线性曲线，共有16种。其中A线有大宽容度线性层次；B－J线应用于头、颈、胸、腹及乳腺；K－L线应用于数字减影高对比曲线；M线用于线性黑白翻转；N线用于胃肠造影专用线；O线优化骨骼的曲线；P线用于肺组织检查，便于微小组织密度的观察。移动量（GS）：又称为灰度曲线，用于改变整副影像的密度。通过其微细调节可以实现影像最优化的密度。此曲线右移时影像密度就减小，曲线左移时影像密度就增加。旋转中心（GC：表示GA预先设定的密度值，CR系统一般设定在0.3－2.6，在实际工作中，选择好GC有利于兴趣区清晰显示。旋转量（GA):主要用来改变影像对比度，GA越大，影像对比度越高，GA越小影像对比度越低。在实际应用中GA总是围绕GC进行调节。以上四个参数在实际应用中一般谐调曲线(GT)选定后不作调整第五十页，共236页。2.空间频率处理（SFP)：P238.

是边缘锐利处理技术，通过对响应的调节显示边缘组织锐利轮廓。包括频率等级RN、频率增强系数RE、频率类型RT。频率等级RN对空间分辨力的范围分级，（0-3）低频率等级，用于增强大结构，软组织、肾脏和其他内部器官的轮廓。（4-5）中频等级，用于增强普通结构，肺部和骨骼轮廓线。（6-9）高频等级，用于增强小结构，比如微细结构、肾小区等。第五十一页，共236页。频率增强系数RE，用来控制频率的增强程度。在CR系统中，其值0-16，RE=0，改变频率类型RT、频率等级RN；RE>1,会明显增加图像的噪声.RT频率类型,用于调整增强系数,以控制每一种组织密度,共设有F、Z等12种类型,Q/R/S:软组织轮廓曲线.U/T/P:高分辨率曲线.V:高噪声显示曲线.F:整个范围和谐一致的轮廓增强.X/W:特殊应用曲线.动态范围压缩及均化处理

第五十二页，共236页。图像后处理技术CR和DR成像系统具有的后处理功能使探测记录X线量功能的IP和FPD与输出影像显示功能的激光打印机或显示器分离，影像亮度或密度值不取决于曝光量，一个曝光量值可由改变不同的后处理参数获得多张不同密度值的照片影像。不同型号的CR和DR的后处理参数名称不同，但其作用是基本相同的。第五十三页，共236页。（一） CR的后处理1．谐调处理和空间频率处理2．动态范围控制与能量减影（二）DR的后处理1．双能量减影技术2．融合断层技术3.图像拼接技术4．多阶图像对比度放大第五十四页，共236页。五.X线数字图像的优缺点

1.后处理功能强大是数字图像最突出的优点。

2.数字图像的密度分辨率；可以通过调整窗宽、窗位，变换曲线，是全部灰阶得到充分显示，扩大了信息量。

3.数字图像再处理后，可以直接输出打印，也可以直接存储。

4.数字图像便于传输，实现数据共享。

5.数字影像摆脱医用X线胶片的依赖。在提倡“可持续发展”、“绿色环保”的今天，数字化X线图像所带来的巨大社会效益是无可估算的。第五十五页，共236页。科技飞速发展，计算机技术广泛应用现代化医院信息化、数字化、集成化医学影像学基本实现整体影像数字化第五十六页，共236页。第二节传统X线摄影的数字化革命

—CR（计算机X线摄影）第五十七页，共236页。

主要内容

1、CR简介2、影像板的结构、原理、特性3、读取装置的结构和原理4、CR图像的后处理5、CR应用需注意的问题6、CR系统的优缺点和发展方向第五十八页，共236页。一、CR简介1、CR的定义

ComputedRadiography，即“计算机X线摄影”将携带诊断信息的X线影像记录在影像板（imageplate，IP）上，经读取装置读取，通过计算机处理，获得数字化图像第五十九页，共236页。2.CR的意义首次将传统屏片系统X线摄影数字化，所得数字化图像可以进行后处理，并且易于查询、检索、储存、传输和打印等。第六十页，共236页。3、CR的组成影像板：记录X线形成的潜影读取装置：将潜影转变为数字信号后处理工作站：将数字信号还原成图像并进行后处理即

CR系统主要是由信息采集(IP)、信号转换及信息处理(读片器)、信息储存及记录(计算机)三部分构成CR系统分单暗盒式和多暗盒式第六十一页，共236页。4、CR的工作流程图第六十二页，共236页。第六十三页，共236页。CR成像过程

X-线信息

潜影

紫外光信息电信号

数字信息

胶片IP板激光扫描光电倍增管A/D激光照相机第六十四页，共236页。二、影像板（IP）

IP是CR成像的关键器件，是X线影像的记录载体，取代传统X线摄影中的增感屏+胶片

CR影像不是直接记录于胶片，而是先记录在IP上（先记后读）IP可重复使用，但不具备影像显示功能第六十五页，共236页。IP板基本结构IP暗盒剖面示意图A、外层保护层：防止荧光层受到损伤。要求透光且薄，常用聚脂树脂类纤维B、磷光层：把第一次照射光的信号记录下来，当再次受到光刺激时，会释放存储的信号C、基底层：保护荧光层免受外力的损伤

磷光层(含磷颗粒)外层保护层基底层暗盒暗盒第六十六页，共236页。IP的种类刚性IP是把IP板贴覆于一硬质板架上，由于扫描时机械只夹持板架，IP板与扫描器不发生摩擦接触。代表产品有柯达和柯尼卡。柔性IP柔性IP板或许沿袭了传统的胶片处理方式的思维。其代表品牌有富士和爱克发

第六十七页，共236页。2、IP成像原理入射X光子被荧光层内的荧光体吸收，释放出电子，其中部分电子散布在荧光体内呈半稳定态，形成潜影，完成X线影像信息的采集和存储潜影电荷数量与入射光子能量成正比当用激光扫描已有潜影的IP时，IP表现出PSL（光激励发光/光致发光）现象，完成X线影像信息的读取PSL荧光强度与潜影电荷数量成正比第六十八页，共236页。3、PSL发光

某些物质在第一次受到照射光照射时，能将一次激发光携带的信息贮存下来，当再次受到照射光照射时，能发出与一次激发光携带信息相关的荧光。这就是光激励发光（photostimulatedluminescence，PSL，光致发光），这种物质就称为PSL物质PSL发光强度与X线光子能量成正比掺杂2价铕离子的氟卤化钡晶体，PSL发光最强，选作IP荧光材料。一次激发光（X线光子）二次激发光（读取激光）潜影第六十九页，共236页。4、IP存贮信息的消褪贮存在PSL物质中的X线影像信息随存贮时间（读取前时间）的延长而衰减，称为消褪（fading）消褪不可避免，随时间延长、温度升高而加重，CR系统对消褪设置自动补偿一般地，要求摄影后8小时内完成信息读取，以免丢失临床信息第七十页，共236页。5、IP信息的擦除二次激发过的IP需用强光照射（约200W的强光灯），擦除IP上残存的潜影以供下次使用IP经强光照射擦除潜影，是PSL发光的逆过程，实现IP存贮信息的完全擦除。对于暗盒式IP，可见光被屏蔽，必须将IP插入到读取装置中，用强光自动擦除第七十一页，共236页。6、环境因素对IP的干扰IP对所有电磁波均显敏感性长期闲置的IP在启用前必须先用强光照射以消除环境干扰第七十二页，共236页。三、读出装置

1、读出装置读出原理高精度步进电机带动IP匀速移动激光束经光学系统（摆动式反光镜和回旋式多面体反光镜）的反射，在与IP垂直的方向上，依次逐行对IP进行精确均匀地扫描IP上所释放的PSL荧光被集光器收集，经光电倍增管转换为电信号，并被进一步放大，再由A/D转换器转换成数字化信号第七十三页，共236页。CR系统影像读取原理图第七十四页，共236页。2、信息的读出流程第一步，以较弱激光超高速扫描，粗略读取影像信息，获取成像条件、分割信息、像野尺寸等，并核算出PSL直方图（自动预读）第二步，在获取上述信息的基础上，根据PSL直方图，自动调节光电倍增管的敏感性和放大器的增益，再次以超强激光高精度地读取X线影像信息（精读）第七十五页，共236页。（1）窗宽窗位调整、预设

与CT窗宽窗位处理类似，以某一灰度值为中心，在选定的数字信号数值范围内，以黑白灰阶再现某一范围的数字信号，以达到针对某部位的最佳视觉效果。

预设就是针对某个部位或体位，使用者可以根据实际经验自行设置一个合适的窗宽窗位，当打开该部位或体位的图像时自动调用设定值，可以不用后处理就能达到比较好的图像显示效果。四、

CR常用后处理技术第七十六页，共236页。（2）减影处理：A、时间减影选择血管造影系列图象中的若干帧作为造影像和蒙片进行数字减影处理，可得到CR血管减影图象。优点：视野大，空间分辨力高，动态范围宽缺点：时间分辨力差，无法实现高频采集和实时显示第七十七页，共236页。

B、能量减影（X线吸收率减影）用两个不同千伏的X线摄影条件分别摄影，选择其中任何一帧作为蒙片进行减影，则可消除某些组织。例如对胸部行能量减影处理可消除肋骨影像，以利于观察低对比度肺野

第七十八页，共236页。CR常用后处理技术多功能测量：可对感兴趣区进行多种统计测量，包括：距离、面积、周长、最大值、最小值等缩放功能和放大镜图像旋转（±90°，±180°）图像反转（X线胶片图像和透视图像转换）图像翻转（图像镜像）文字、图形标注第七十九页，共236页。CR常用后处理技术图像边缘增强通过增加对选定的空间频率的响应，使感兴趣结构的边缘部分得到增强，从而突出结构轮廓。图像自动优化DICOM存储、打印第八十页，共236页。五、CR影像质量参数及影响因素CR影像质量参数

影像的空间分辨力不如传统照片，取决于PSL物质结晶体颗粒度和影像读出系统的光电学特性。

密度分辨力，IP中的PSL物质对X线动态响应大，曝光宽容度较大，可通过对比度增强软件提高分辨力.

灵敏度

由于IP中的PSL动态响应范围大,灵敏度高,可降低X线曝光摄影条件.但曝光条件严重不足的情况下，会出现量子斑点噪声，引起SNR的下降。噪声：X线量子噪声、光量子噪声、固有噪声。第八十一页，共236页。五、CR影像质量参数及影响因素CR影像质量影响因素CR影像的空间分辨力CR影像的噪声CR影像的数字化过程第八十二页，共236页。1、CR影像的空间分辨力CR影像的空间分辨力取决于PSL晶体的颗粒度和读取装置的电、光学特性CR影像的空间分辨力尚不如传统胶片A、PSL结晶体的颗粒度PSL结晶体尺寸越小，发光效率越高，图像空间分辨力越高B、激光束的直径和频率激光束以点扫描方式完成影像读取激光束点直径越小，读取信息量相对越多，影像质量越高第八十三页，共236页。2、CR影像的噪声X线量子噪声：IP吸收过程中产生，与IP吸收的X线量子数（入射X线量）成反比光量子噪声：光电倍增管光电转换中产生，与光电子数成反比系统固有噪声：IP结构噪声、光学系统噪声、电子系统噪声、机械传导系统噪声等，与X射线无关，IP结构噪声起决定作用，由PSL物质颗粒的随机分布而定X线剂量较低时，图像噪声决定于量子噪声；X线剂量较高时，图像噪声决定于固有噪声第八十四页，共236页。3、数字化过程对图像质量的影响数字化采样频率决定图像空间分辨力，采样频率越高则空间分辨率越高A/D转换位数决定图像对比度分辨力，位数越高，则对比度分辨率越高图像分辨率再高，但人眼的辨别力和显示器的显示范围是有限的，数字化程度（采样率和A/D转换位数）应与人眼的辨别力和显示器的显示范围相适应

第八十五页，共236页。4、CR使用注意事项由于CR读取时会根据曝光条件、曝光范围、部位、体位等信息自动调节图像至最佳状态，因此:1.一块板最好只照一幅图像（正侧位用两块板照），避免因曝光条件不一样或图像重叠、图像有间隔等导致的图像质量下降。2.选择与部位大小相适应的IP板，不要用大板照小部位，而且照射野要覆盖整块IP。3.扫描前输入的检查部位、体位和投照资料等要尽量准确和完整。第八十六页，共236页。CR使用注意事项4.曝光时正确定向片盒，图像扫描出来就是正向的，可以省除旋转图像的麻烦。5.由于IP上的图像质量随时间推移而降低，因此最好一个小时内扫描IP6.IP长时间不用再次使用时，最好先行强光擦除，以消除可能存在的潜影7.图像质量很大程度上决定于曝光剂量，因此不要为了降低病人受照剂量而无限制地降低曝光条件。第八十七页，共236页。六、CR的优点和不足—优点最后获取的是数字化图像：可进行多种图像后处理，易于储存、检索和传输只要曝光条件不离谱，都能获得满意的图像，从而有效减少重照可与原有的X光机匹配工作，节省资金，少花钱即能实现图像数字化X线照射量动态范围大：可显示细微组织差异PSL物质敏感度高，所需曝光剂量低，能有效减少患者受照射量IP可重复使用几万次第八十八页，共236页。CR的优点和不足—不足时间分辨力较差，难以显示动态图像成像过程繁琐，未改变工作流程，工作效率相对传统X线摄影并没有提高，与DR更是没法比空间分辨率不如常规的X线照片和DR第八十九页，共236页。七、CR的发展趋势1、IP板方面（1）提高空间分辨力 通过提高激光扫描精度等办法提高图像的空间分辨率（2）提高IP板寿命 有厂家采用刚性板，在读取该板信息时不与传动机械系统发生任何磨擦。用柔性板的厂家也在采用各种方法提高其寿命。（3）提高IP板X线转换率 降低获取图像的X线剂量，从而减低被检者的辐射剂量。第九十页，共236页。2、读出装置方面

采用高速的激光扫描系统和放大系统，采用高速且性能良好的机械传送系统，提高处理IP板的速度 另外，还必须有高速与性能稳定的图像处理和存储系统，可以把IP处理速度提高到100幅/小时以上（14×17IP板）第九十一页，共236页。3、软件方面 各厂家在图像处理软件上下了很多功夫，主要在改善图像质量上研发了许多适用各种部位不同组织的专用软件 另外，为了适应中国广泛使用，操作界面的完全汉化也在日趋完善第九十二页，共236页。目前，由于具备明显的优势，DR的发展速度比CR要快得多，特别是在大城市和大医院但是低成本的优势，使得CR在小医院和工作量不很大的医院的基本普及且随着医学设备的竞争及技术的成熟，DR也逐渐进入基层医院。第九十三页，共236页。第九十四页，共236页。第九十五页，共236页。第九十六页，共236页。第九十七页，共236页。第九十八页，共236页。第九十九页，共236页。第一百页，共236页。第一百零一页，共236页。第一百零二页，共236页。第一百零三页，共236页。第一百零四页，共236页。第一百零五页，共236页。第一百零六页，共236页。第一百零七页，共236页。第一百零八页，共236页。第三节数字X线摄影(一)CR(二)DF是用II-TV代替X线胶片或CR的IP作为介质DF光电转换较快,成像时间短,图像质量好,有透视功能,最早应用于DSA及DR胃肠机DF,CR在图像显示,存储及后处理方面基本相同二者都先将X线转换成可见光,再转成电信号,此过程中信号损失较多,为间接数字X线成像

第一百零九页，共236页。(三)平板探测器数字X线成像又称为直接数字X线成像(directdigitalradiography,DDR)用平板探测器将X线信息转换成电信号,再行数字化,整个过程都在平板探测器内完成不像DF或CR,没经摄像管或激光扫描的过程,所以X线信息损失少,噪声少,图像质量好成像时间更短,可用于透视及时间减影DSA第一百一十页，共236页。

X-线信息CsI闪烁体可见光信息光电二极管薄膜晶体管电信息A/D转换数字信息X-线信息非晶态硒电信息A/D转换数字信息第一百一十一页，共236页。传统X线检查技术及数字X线成像技术第一百一十二页，共236页。DR（数字X线摄影）D---digitalR---radiography（DR有广义和狭义之分，通常说的DR是指狭义DR，即DDR）DDR：X线人体探测器:“就地”转化为数字信号，进行数字处理。第一百一十三页，共236页。1.输入病人资料同后ID工作站2.摄影探测器

影像屏（IP）3.潜影显影电子直接转换阅读处理器4.图像形成处理同后图像自动处理5.图像成像后处理同后

影像预览后处理6.图像显示介质同后激光打印照片7.图像存储同后CD-ROM、磁光盘8.诊断介质同后数字图像及照片工作程序DDR（DR）

CRDDR与CR工作程序比较第一百一十四页，共236页。一、数字摄影系统原理及组成(一)数字透视：采样的速度达到64帧/秒.由于多用在消化道胃肠造影上,所以又称DSI点片系统A/D是模拟图像的信号数字化点片。数字点片用于消化道造影、ERCP、骨科矫正、内镜、非血管介入、肿瘤介入。CR用IP板替代了胶片第一百一十五页，共236页。（二）直接数字X线摄影系统：

使用平板探测器（FPD）直接数字化的X线摄影系统。它使用的非晶态硒型FPD为直接数字化X线平板探测器。非晶体硅型FPD是一种半导体探测器。非晶态硒型FPD是一种电子暗盒，把入射X线光子强度直接转化为数字信号。第一百一十六页，共236页。第一百一十七页，共236页。二、直接数字的X线摄影特点：

优点：1．避免图像信息丢失，影像清晰2．CR设备可以改装成DR，但CR比DR费时。3．DR对X线敏感性高，灰度精度大，层次丰富，放射剂量小缺点：1.成本高价格昂贵，基层医院不能使用2.DR不适用于血管造影3.DSI、CR、DR各有所长第一百一十八页，共236页。三、数字化成像与传统X线摄影比较（一）成像质量1.灵敏度与线性

硒检测器吸收X线明显高于屏-片系统2.对比度分辨力数字X线影像可以分辨出组织密度差异小于0.1%细节3.空间分辨力低于X线照片

4.量子检出效率（DQE），数字化成像系统的X线探测器DQE可达60%以上。因此，一次曝光所得的图像经处理后可获得多幅图像，5.调制函数（MTF）性能好。第一百一十九页，共236页。三、数字化成像与传统X线摄影比较（二）摄影条件宽容性比X线胶片系统宽容性大（三）摆体位及工作量摆体位相同但工作效率比屏-片系统高。（四）社会效益目前是屏-片系统的两倍第一百二十页，共236页。四数字X线检查的适宜曝光量CR和DR的适宜曝光量问题，是国内外放射技术工作研究的热点，也是保证CR和DR输出影像质量的重要问题之一。

屏-片组合成像形成影像的密度值取决于曝光量大小，一定的曝光量仅能获得1个密度值。曝光方式为手动调节曝光参数，包括管电压、管电流和曝光时间三个参数调节，或管电压、管电流量两个参数调节，根据各部位给予的曝光条件参考表及病情需要进行增加或减少。而对CR、DR而言，一定的曝光量，通过后处理可以获得多个密度值，这取决于CR（IP板）和DR（FPD）良好的线性特性曲线。但再实践工作中发现适宜的曝光量对CR、DR图像质量产生较大影响。CR、DR成像系统的成像照片影像噪声因素比屏－胶系统的多，以CR为例包括X线量子噪声、IP的结构噪声、读出电路噪声、显示噪声等。第一百二十一页，共236页。四数字X线检查的适宜曝光量

密度分辨率方面：对CR和DR，一定的曝光量通过后处理可以获得多个密度值照片（数字摄影曝光的宽容度）

空间分辨率方面:试验研究，获得相同的（照片上噪声在某一空间频率上威纳频谱）WS值相同时：数字X线检查CR和DR的适宜曝光量是屏-片系统的1.3-1.5倍，当曝光量比小于1.04时，照片噪声明显增加。第一百二十二页，共236页。第四节数字成像技术的应用一.图像后处理技术在摄影检查中的应用（一）胸部检查应用能显示纵隔区域和肺野重叠的影像信息，减少漏诊，提高诊断率。肺炎：界限清楚，中心密度高周围密度低，利用黑白翻转，周围低密度影像消失可以诊断。肺结核：肺尖的病变和重叠的病变，利用空间频率及黑白翻转处理后可以显示病变。肺癌：利用黑白翻转技术和高对比显示肿块密度和周围毛刺。第一百二十三页，共236页。胸膜病变：低频率区进行空间处理，使肋骨模糊，胸膜清楚。胸廓的骨骼病变：CR、DR可对高频区进行空间频率处理和动态压缩，使骨皮质边缘锐利。气管、支气管病变：通过低频区空间频率处理，产生边缘效应，可以观察气管和支气管软组织：对低频对比区进行空间频率处理，可以显示软组织异物、钙化，皮下气肿，肿瘤体层摄影：可以通过谐调处理和空间频率选择处理后，提高边缘效应胸部床边摄影：比屏-片系统好第一百二十四页，共236页。左上肺中央型肺癌第一百二十五页，共236页。第一百二十六页，共236页。第一百二十七页，共236页。

（二）头颈部的应用1.头颅外伤：较好的显示骨折线2.鞍区病变：利用谐调处理和空间频率处理功能，一次曝光可以获得两次照片3.耳部：显示比屏-片系统好4.鼻窦病变：可以判断骨质有无破坏，判断良恶性病变。5.喉部病变：喉部体层可以显示会厌、喉室等结构判断病变部位大小。

（三）泌尿系统的应用腹部平片，尿路造影（排泄性和逆行性尿路造影），通过谐调处理和翻转处理可以改变影像显示密度、对比度显示小钙化和结石，还可以显示肾盂、肾盏、输尿管和膀胱的情况。第一百二十八页，共236页。（四）消化道的应用DSI系统显示胃小区、微小病变、黏膜皱襞（五）肌肉骨骼系统的应用一次曝光可以获得多幅照片，既能清晰显示软组织病变，又能显示骨骼病变第一百二十九页，共236页。（六）乳腺的应用1.中心部位组织仍然很厚，密度高，选择动态压缩处理，使较厚的结构得到充分2.某些乳腺癌能够通过谐调处理，可以显示乳腺导管结构。3.内部的小块钙化可以显示4．利用谐调处理可显示不规则的皮肤增厚、皱缩、浅凹陷等（七）儿科的应用1.呼吸系统疾病：一张片可以显示完整的上呼吸道和下呼吸道。第一百三十页，共236页。

二、数字X线检查操作程序（一）准备及注意事项1、温度（10-30℃）、湿度（30%-75%）；2、检查电源、接地及电缆安全性。3、设备运行过程中出现故障应立即切断电源；4、设备维修应由专业技术人员负责；注意防护！（二）CR系统操作步骤1、开机（先打开显示器，再打开扫描主机）2、基本方法：（1）病人基本信息录入；（2）进入被检部位选择界面（3）用条码扫描器对IP盒的条码窗口进行扫描；（4）用IP盒进行摄影；（5）用扫描主机对扫描后的IP盒进行读取已记录的影像信息；（6）利用计算机对已获取的图像进行对比度、密度等技术的调整，并进行选择打印；（6）完成全过程退出主界面。3、关机（1）关闭扫描主机（2）关闭计算机第一百三十一页，共236页。（三）DR系统操作步骤1、启动系统（1）1、启动系统及计算机网络系统登录（1）接通配电柜电源总闸；（2）接通接线板电源；（3）接通X线机控制器电源；（4）接通电脑主机电源；（5）开启技术工作站及医生工作站；（6）开启激光打印机或喷墨打印机（用于报告打印）；（7）开启激光胶片打印机；（8）启动完毕。2、应用系统（1）用户登录（操作人员选择自己姓名，待出现对话框后输入密码，即可使用该系统）（2）病例录入及选择（包括姓名、性别、年龄、编号、住院号、病区、床号、临时诊断、检查类型、送诊科室、送诊医生、检查者、收费等）（3）核对病人资料，确定摄影部位及摄影条件（kvmAs）（4）摆体位及中心线、曝光（分FPD及线扫描）。（5）接受或拒绝（曝光或采集完毕后系统会自动读取数据显示图像，然后选择适当的灰度曲线，根据图像质量，确定拒绝或接受；若拒绝要患者重新配合摄影）（6）图像后处理、打印胶片、影像发送（点击“病例发送”第一百三十二页，共236页。按钮，将已拍摄的影像送入影像管理中心以供医生诊断）3、关闭系统（1）退出技术工作站软件、关闭技术工作站、让计算机自动关闭（2）退出医生工作站软件、关闭医生工作站、让计算机自动关闭（3）退出病例中心软件、关闭病例中心、让计算机自动关闭 （4）按激光打印机或喷墨打印机操作手册关闭打印机（5）按胶片打印机操作手册关闭打印机（6）关闭X线机、关闭控制柜电源、关闭计算机配电电源、关闭总电源。

第一百三十三页，共236页。第五节PACS简介一、PACS概述PACS(picturearchivingandcommunicationsystem）在20世纪90年代应运而生。

PACS是影像存储和通讯系统。PACS是由数字图象采集装置、存储系统、显示设备、计算机处理器和数据库系统组成，连与通讯和网络。第一百三十四页，共236页。PACS的组成二PACS的组成及分类（一）组成非ＤＩＣＯM兼容设备的影像设备DICOM兼容的影像设备DICOＭ服务器DICOＭ重建器各种存储设备ＰＡＣＳ数据库和存储服务器动态视频的影像设备视频采集服务器ＰＡＣＳ系统管理工具医学影像工作站影像显示器ＤＩＣＯＭ打印服务器胶片打印机Web服务器院内用户Ｔele服务器院内用户其他系统的GatewayHISRIS第一百三十五页，共236页。1、图象输入装置是从现代影像技术（ＣＲ、ＣＴ、ＭＲ、Ｂ超）取得的图像信息再胶片上形成的Ｘ线照片模拟信息。通过输入信息转换为模拟或数字图象信号后才能在系统上传输。２、图像数据库管理、存储图像数据，常用磁盘，存储时间短，目前储存都用光盘。３、数据通讯网落一般距离较短，在院内或数公里内可用具域网。４、图象显示工作站必须有图像再处理、诊断报告书写和快度检索等功能。第一百三十六页，共236页。（二）、分类ＰＡＣＳ集中式指只有一台计算机获得多个影像设备的图像；分散式每台影像设备都有一台计算机与之相连。（三）、协议和标准ＰＡＣＳ系统的设备和软件可能来自不同的厂家。１.ＨＬ７协议在ＩＳＯ规定的ＯＳＩ（开放互连系统）的最高层，它简化了医疗服务信息系统中的数据通讯，提供了抽象信息的转换规则。２.ＤＩＣＯＭ标准（DigitalImagingandCOmmunicationinMedicine)是医学影像设备和软件通用的通讯标准，ＤＩＣＯＭ３.０是医学影像用来通讯的标准格式，他可使医学影像设备连接成一个无国界、无障碍的电脑化医学影像网站。第一百三十七页，共236页。（四）、ＰＡＣＳ与ＨＩＳ、ＲＩＳ集成１、ＨＩＳ（hospitalinformationsystem医院信息系统）：是一个医院内部事务的计算机管理系统。管理信息以及决策分析信息的收集、存储、处理、提取和数据通讯的系统。采用科学化、信息化、规范化、标准化理论设计建立起来的现代管理科学、系统论、计算机技术、网络通讯技术、医院管理学和各部门管理业务、医学科学技术等多门学科。２、ＲＩＳ(radiologyinformationsystem是放射科内部事务和临床工作的计算机管理系统。它主要负责管理患者预约登记、检查安排、诊断报告的书写，胶片的库存量、工作量的统计和检查收费情况等。第一百三十八页，共236页。3.ＰＡＣＳ与ＨＩＳ、ＲＩＳ的连接非常必要，其目的：（1）便于诊断工作的进行。（2）便于PACS的图像处理。（3）强化RIS系统的功能。（4）有利于研究和教学工作的开展。第一百三十九页，共236页。（五）PACS的临床应用1.图像及医学信息检索、查询、浏览。浏览系统支持医生对不同影像的浏览以及对患者影像和报告的调用，查询方式：姓名、检查号、性别、设备、日期，查询病例及关键词。2.图像浏览及处理常用的处理功能：窗宽/位的调节、CT值的测量、电影回访、缩放、漫游、反片、旋转、放大镜、镜像等。3.诊断报告书及发送4.远程医疗系统：远程放射学系统，是远程医疗系统的一个分支，也是PACS系统在空间上的延伸。只要遵循HL7通讯协议规则，利用DICOM图像格式接口标准，通过远程放射和远程医疗系统，医学影像可及时在网络上由专家会诊。

第一百四十页，共236页。第六节数字X线摄影及阅片的一般指导

第一百四十一页，共236页。正常X线读片第一百四十二页，共236页。第一百四十三页，共236页。第一百四十四页，共236页。第一百四十五页，共236页。第一百四十六页，共236页。第一百四十七页，共236页。第一百四十八页，共236页。第一百四十九页，共236页。第一百五十页，共236页。第一百五十一页，共236页。第一百五十二页，共236页。第一百五十三页，共236页。第一百五十四页，共236页。第一百五十五页，共236页。第一百五十六页，共236页。第一百五十七页，共236页。第一百五十八页，共236页。第一百五十九页，共236页。第一百六十页，共236页。第一百六十一页，共236页。第一百六十二页，共236页。读片一般要求理解X片影像的形成及实质正确摆放X光片全面系统地观察影像改变，得出初步结论结合临床症状、体征、相关实验室检查等作出进一步诊断X线诊断有其局限性第一百六十三页，共236页。骨与关节X片的读片技能首选要明确投照部位其次，熟悉正常骨与关节X线表现再其次，仔细观察，与健侧对比，发现病变分析病变的性质孤立性病变？多发性病变？全身性病变？密度增高？降低？骨质破坏的形态……最后结合临床，得出诊断意见第一百六十四页，共236页。骨质疏松(osteoporosis)定义：一定单位体积内正常钙化的骨组织含量减少。X线表现：骨质密度减低，显影清晰，骨小梁变细减少。骨皮质变薄，髓腔增宽。椎体内形成纵行条纹，上下缘“双凹征”、“鱼脊椎”，椎间隙增宽。分类：广泛疏松：老年人、绝经期妇女局限疏松：多见于废用、结核。第一百六十五页，共236页。第一百六十六页，共236页。骨质软化(osteomalacia)定义：一定单位体积内骨组织有机成分正常，矿物质含量不足。因大量类骨质堆积得不到钙化。X线表现：骨质密度减低，显影模糊，皮质变薄，小梁减少。承重骨骼各种变形，X形腿、O形腿。此外，还可见假骨折线。临床：发生于儿童为佝偻病，发生于成人为骨软化症。第一百六十七页，共236页。第一百六十八页，共236页。骨质破坏(Destructionofbone)定义：局部骨质被病理组织取代造成的骨组织消失。X线表现：局限性骨质密度减低区。临床：炎症、结核、肿瘤等。急性炎症、恶性肿瘤：浸润性生长，边缘模糊，形态不规则，骨皮质破坏中断,多伴骨膜增生。慢性炎症、良性肿瘤：膨胀性生长，边界清楚，形态规则或不规则，骨皮质膨大，保持连续性，较少骨膜增生。第一百六十九页，共236页。第一百七十页，共236页。骨质增生硬化

（Hyperostosisosteosclerosis)定义：一定单位体积内骨量的增多。多数为病变刺激成骨细胞引起的反应性增生，少数为肿瘤自身成骨（肿瘤新生骨）。X线表现：骨质密度增高，骨小梁增多增粗。皮质增厚，髓腔变窄。骨干可粗大变形。临床：局限性：慢性炎症、良性肿瘤、骨肉瘤。全身性：氟骨症、石骨症。第一百七十一页，共236页。第一百七十二页，共236页。骨膜增生（骨膜反应）

(periostealproliferation)定义：骨膜受刺激，其内层成骨细胞增生，引起的骨质增生。而正常骨膜X线下不显影。X线表现：多种多样，可为平行状、分层状、花边状、骨膜三角。临床：多见于炎症、肿瘤、外伤等，骨膜增生提示病变存在，但无法确定病变性质，须结合其它征象。第一百七十三页，共236页。第一百七十四页，共236页。骨质坏死

（necrosisofbone)定义：骨组织血供中断，代谢停止。坏死的骨质称为死骨(sequestrum)。X线表现：死骨，大块状、长条状高密度影，周围有透亮影与正常骨分隔，常见于慢性炎症；泥沙状高密度影，常见于结核。临床：慢性化脓性骨髓炎、结核、缺血坏死。第一百七十五页，共236页。第一百七十六页，共236页。骨内、软骨内钙化原发于骨的软骨类肿瘤可出现软骨内钙化。X线表现为颗粒状、小环状无结构的致密影。第一百七十七页，共236页。第一百七十八页，共236页。矿物质沉积铅、磷、铋等进入人体内，沉积于生长较快的干骺端，X线表现为多条横行致密带。氟骨症也属矿物质沉积。第一百七十九页，共236页。第一百八十页，共236页。关节病变关节破坏(destructionofjoint)炎症、结核、肿瘤、类风湿性关节炎。关节脱位(dislocationofjoint)外伤性、先天性、病理性。关节退行性变(degenerationofjoint)关节强直(ankylosisofjoint)骨性强直：见于化脓性关节炎。纤维性强直：见于关节结核。以上两种强直兼有：类风湿性关节炎。第一百八十一页，共236页。第一百八十二页，共236页。第一百八十三页，共236页。第一百八十四页，共236页。胸片的读片技能首选要正确摆放胸片其次，熟悉正常胸片X线表现再其次，仔细观察，双侧对比，发现病变分析病变的性质肺野透光度增强？降低？渗出性病变结节和肿块性病变弥漫性病变……最后结合临床，得出诊断意见第一百八十五页，共236页。第一百八十六页，共236页。第一百八十七页，共236页。第一百八十八页，共236页。第一百八十九页，共236页。第一百九十页，共236页。第一百九十一页，共236页。第一百九十二页，共236页。正常纵隔(mediastinum)X线表现居胸骨后胸椎前两肺之间；其中组织脏器多；九分区如图，其对判断纵隔肿瘤来源和性质有重要意义。纵隔居中，压力改变致其移位。多种疾病致其局限或弥漫增宽。纵隔气肿、纵隔摆动。第一百九十三页，共236页。正常X线表现横膈(diaphragm)左右两叶圆顶状；平10后肋水平，右高左低，内前高外后低；上下活动1~3cm；与胸廓构成外前后肋膈角；局限膈膨升，波状膈为变异；膈本身、胸腹腔病变可致位置动变改变。第一百九十四页，共236页。慢支炎肺气肿第一百九十五页，共236页。肺含气囊肿第一百九十六页，共236页。左侧气胸第一百九十七页，共236页。小结：透光度增强

（密度减低）肺气肿(emphysem