数字线成像系统

数字线成像系统第1页，课件共72页，创作于2023年2月5.1概述1、什么是数字X线成像系统？2、根据成像原理不同分为：计算机X线摄影(CR)系统；数字荧光X线摄影(DF)系统；数字X线摄影(DR)系统（又分为DDR和IDR）；第2页，课件共72页，创作于2023年2月3、根据X线束的形状分类：第3页，课件共72页，创作于2023年2月4、数字X线成像的优点：对比度分辨力高：辐射剂量小：成像质量高：数字图像易于传输、储存、查阅、图像后处理等5、空间分辨力比较： 数字X线成像：2~4LP/mm

胶片：5~7LP/mm第4页，课件共72页，创作于2023年2月5.2计算机Ｘ线摄影系统CR特点：出现时间：1982年探测器：影像板（IP板）优点：对比度分辨率高，需要的辐射剂量小第5页，课件共72页，创作于2023年2月5.2.1CR的基本组成和工作原理信息采集信息转换信息处理信息记录和保存第6页，课件共72页，创作于2023年2月5.2.2成像板1、IP板的基本结构：第7页，课件共72页，创作于2023年2月2、IP成像原理：PSL荧光层释放电子二次激发读出光电装换A/D转换形成潜影透射X线数字影像第8页，课件共72页，创作于2023年2月3、IP的特性发射光谱和激发光谱第9页，课件共72页，创作于2023年2月时间响应： 从激光照射荧光体发光到其衰减逐渐终止的时间，动态范围：动态范围宽，达到1：10000第10页，课件共72页，创作于2023年2月存储信息的消退： 存储在IP板中的电子影像，在读出前出现部分被俘获的的光电子逃逸的现象。天然辐射的影响： 对X线、紫外线、伽玛射线等敏感。第11页，课件共72页，创作于2023年2月4、IP使用注意事项：使用较大的IP板来记录图像，减少反复选择IP板的次数；再次使用前做一次强光照射，消除潜影；做好IP板屏蔽工作；第12页，课件共72页，创作于2023年2月5.2.3读取装置1、结构：暗盒型读取装置非暗盒型读取装置第13页，课件共72页，创作于2023年2月暗盒型读取装置：IP缓冲堆栈IP分类器病人信息摄影信息输入部分计算机/图像处理部分影像板暗盒暗盒插口读取部分消除部分第14页，课件共72页，创作于2023年2月无暗盒读取装置：

集X线投照、读取于一体，IP板在曝光后直接被传送到激光扫描和残影消除部分处理第15页，课件共72页，创作于2023年2月2、读出原理：分两步进行：1、预读取：确定读出条件2、读取：获得数字影像第16页，课件共72页，创作于2023年2月3、影响图像质量的因数：激光束的直径：光电及传动系统的噪声：X线量子噪声光量子噪声其它因素影响数字化的影响：量化噪声等第17页，课件共72页，创作于2023年2月5.2.4计算机图像处理：

主要目的：改善图像质量。分为读出前的处理和读出后的处理。第18页，课件共72页，创作于2023年2月1、图像处理的环节与系统检测功能有关的处理：预读取，确定读出灵敏度。与显示功能有关的处理：灰阶处理、频率处理、减影处理等。与图像信息的存储和记录有关的处理：图像的压缩。第19页，课件共72页，创作于2023年2月数字图像后处理软件介绍：窗宽窗位边缘增强图像平滑对比度增强图像放大缩小图像裁减感兴趣区分析图像压缩连续图像回放第20页，课件共72页，创作于2023年2月第21页，课件共72页，创作于2023年2月2、图像读出灵敏度自动设定：1）预读程序：分割范围识别照射野识别直方图分析X线剂量和范围的计算确定读出调件第22页，课件共72页，创作于2023年2月2）照射野边界的识别：测定探测的起始点：利用照射野和非照射野密度差别较大的特性；测定照射野边缘的候补点：照射野形状的修正：主要是区别组织密度对比强烈的候补点。第23页，课件共72页，创作于2023年2月3）读出系统工作特性：X线剂量大,吸收差别小X线剂量小,吸收差别大第24页，课件共72页，创作于2023年2月3、图像的后处理：灰阶变换处理： 灰阶变换函数：胶片密度数字图像信号第25页，课件共72页，创作于2023年2月空间频率处理： 通过频率响应的条节来影响图像的锐度，常用边缘增强的方法。动态范围压缩：以低密度区域为中心的压缩以高密度区域为中心的压缩第26页，课件共72页，创作于2023年2月减影处理： 时间分辨率差，只能用于对时间分辨率要求不高的场合。叠加处理： 使用多张IP板重叠起来进行摄影，将信息量叠加平均处理，提高影像的信噪比，改善图像质量。第27页，课件共72页，创作于2023年2月5.2.5图像存储和处理装置存储图像：硬盘；光盘；磁带；将X线影像记录在胶片上：激光照相机第28页，课件共72页，创作于2023年2月2、激光相机：1）基本结构和工作原理第29页，课件共72页，创作于2023年2月 2）灰阶密度校正调节功能：选择合适的窗口输入信息；选定机内提供的标准灰阶测试图像；选择合适的胶片特性曲线；第30页，课件共72页，创作于2023年2月3）主要特点：数字化，灰阶密度调整范围为8~12b；图像放大（或缩小）技术；自动窗口技术；多幅照相；标准图像密度；第31页，课件共72页，创作于2023年2月4）技术指标：像素灰度等级：10b；采样间隔：0.1mm激光束直径：80um；处理能力：最多240张/h；第32页，课件共72页，创作于2023年2月5）CR系统改进方向：提高时间分辨率，以适应动态器官和结构的显示；进一步提高X线的转换效率；减小IP荧光体内颗粒的尺寸，以提高发光效率。第33页，课件共72页，创作于2023年2月5.3数字X线摄影系统间接数字X线摄影IDR直接数字X线摄影DDR第34页，课件共72页，创作于2023年2月5.3.1IDR的基本结构和工作原理1、基本结构图像监视器图像接收器数据采集器图像处理器存储器X线机系统控制器第35页，课件共72页，创作于2023年2月2、工作原理I．I光学系统电视摄像机A/D透射X线数字图像信号3、主要缺点：第36页，课件共72页，创作于2023年2月5.3.2直接X线数字摄影定义：DDR指采用一维或二维X线探测器直接把X线转换为模拟电信号进行数字化的方法，它不同于先获得模拟图像，再对模拟图像进行数字化的方法。第37页，课件共72页，创作于2023年2月扫描投影数字X线摄影平板检测器数字X线摄影系统点扫描法线（扇）形扫描法分类：第38页，课件共72页，创作于2023年2月1）、点扫描法：（1）特点：扫描X线束呈点状。（2）优点：散射线少；使用光电倍增管，灵敏度高；（3）缺点：机械装置复杂，扫描时间长。1.扫描投影数字X线摄影第39页，课件共72页，创作于2023年2月2）、线（扇）形法：（1）特点：扫描X线束呈线状或扇状。（2）优点：

照射野大，X线利用率高，扫描速度快。第40页，课件共72页，创作于2023年2月2.DDR使用的X线检测器：1）气体电离室检测器： 利用X线的电离效应，电离电荷的多少与X线强度成正比，收集电离电荷并形成电信号。第41页，课件共72页，创作于2023年2月2）非晶态硒型平板检测器：（1）结构：

产生电子空穴对第42页，课件共72页，创作于2023年2月（2）工作原理：入射X线光子在硒层中产生“电子-空穴”对；电子-空穴在极间电场的作用下向相反的方向移动形成电流并储藏在极间电容；储藏的电荷在读出控制信号的作用下被顺序读出并送放大电路；第43页，课件共72页，创作于2023年2月像素矩阵第44页，课件共72页，创作于2023年2月3）非晶态硅型平板检测器：（1）结构： 把掺铊的碘化铯闪烁发光晶体层覆盖在光电二极管矩阵上，每个光电管就是一个像素，由薄膜非晶态氢化硅制成。第45页，课件共72页，创作于2023年2月第46页，课件共72页，创作于2023年2月（2）工作原理：X线入射闪烁晶体被转换为可见光；由光电二极管将可见光转换为电信号，并将此电信号储藏在光电二极管自身电容上；在读出信号的控制下将储藏电荷读出并加以放大。第47页，课件共72页，创作于2023年2月3、DDR系统实例：1）多丝正比室扫描投影X线机：（1）多丝正比室结构：第48页，课件共72页，创作于2023年2月（2）工作原理第49页，课件共72页，创作于2023年2月（3）技术参数：图像面积：320mm×256mm像素矩阵：640×512动态范围：14~16B曝光剂量：胶片系统的1/100~1/30采集时间：第50页，课件共72页，创作于2023年2月2）平板探测器DDR系统（1）组成：探测器矩阵图像处理器监视器X线机系统控制台网络X线数据控制电子暗盒第51页，课件共72页，创作于2023年2月（2）图像质量空间分辨率：3.6LP/mm。对比度分辨力：取决于动态范围的大小，平板探测器的动态范围可到达104~105第52页，课件共72页，创作于2023年2月（3）DDR与CR的比较：DDR的图像清晰度优于CR；信噪比高；拍摄速度快；DDR的X线线转换率高；寿命长；DDR不能与常规X线设备匹配工作；第53页，课件共72页，创作于2023年2月5.4数字减影血管造影系统注射造影剂之前注射造影剂之后相减第54页，课件共72页，创作于2023年2月5.4.1基本结构和工作原理第55页，课件共72页，创作于2023年2月数字图像硬件结构监视器A/D输入查找表ALU帧存储器计算机输出查找表D/A视频信号第56页，课件共72页，创作于2023年2月5.4.2DSA的成像方式1、时间减影： 方法：注射造影剂前先拍摄掩模像并保存，注射造影剂后拍摄造影像，按时间顺序将掩模像与造影图像相减。第57页，课件共72页，创作于2023年2月时间减影脉冲图像方式超脉冲图像方式连续图像方式时间间隔差方式心电图触发脉冲方式第58页，课件共72页，创作于2023年2月1）脉冲图像(pulseimage,PI)方式：间歇脉冲曝光，脉冲持续时间大于信号一帧的时间；造影剂未流入血管前拍摄掩模像；第59页，课件共72页，创作于2023年2月2）超脉冲图像(superpulseimage,SPI)方式:拍摄速度更快；图像运动模糊小；第60页，课件共72页，创作于2023年2月3）连续图像(continuousimage,CI)方式：X线连续照射，得到频率为25帧/30帧每秒的连续图像；第61页，课件共72页，创作于2023年2月4）时间间隔差(timeintervaldifference,TID)方式：掩模像不断更新，淹模像与造影像之间的间隔可调；第62页，课件共72页，创作于2023年2月5）心电图(electrocardiogram,ECG)触发脉冲方式：

特点：采用ECG信号作为曝光控制信号，使掩模像与造影像同相位。第63页，课件共72页，创作于2023年2月2、能量减影：方法：在同一区域几乎同时用两种不同的管电压取得两帧图像进行减影。原理：利用了碘与周围软组织对X线衰减系数在不同能量下有明显差异的特性。优缺点：第64页，课件共72页，创作于2023年2月3、混合减影： 将时间减影技术和时间减影技术相结合，产生了混合减影技术；

方法：注射造影剂前先做一次能量减影；注射造影剂后再做一次能量减影；将两次能量减影的图像再相减；第65页，课件共72页，创作于2023年2月4、影响图像质量的因素：成像