DR和DSA（X线检查技术课件）

第三章数字X线成像第三、四节DR和DSA

教学目的与要求：1.熟悉DR探测器的种类2.熟悉非晶硒探测器和碘化铯-非晶硅探测器的成像原理3.了解DSA系统的组成及成像原理平板技术非晶体硒碘化铯拼接拼接拼接整板Canon过氧化钆HologicKodak拼接Trixell/VarianCanonGEMSOpticalLens拼接拼接ImixSwissray/HitachiCCD（非平板技术）DR（数字X线摄影）通过非晶硅、非晶硒

、CCD以及多丝正比电离室将X-线直接转换为数字图像的摄片技术和设备。一、DR概述两类转换方式：a.直接转换：X线直接转换为电子。b.间接转换：X线光子—CsI闪烁体—可见光—光电二极管—电子。对于间接转换方式的平板，又存在两种耦合方式：a.直接耦合：光电二极管跟在CsI闪烁后面。b.通过透镜耦合：CsI闪烁体—透镜—CCD摄像DR的优点：1.病人受的照射剂量更小；2.空间、时间分辨力提高；3.具有更高的动态范围、量子检出效能和MTF性能；4.能覆盖更大的对比度范围；5.操作快捷方便，效率更高；6.图像调解方式更多。DigitalRadiography(DR)二、直接转换式平板探测器直接转换FPD分为非晶硒（a-Se）为光电材料的FPD和多丝正比电离室型。1．非晶硒（a-Se）平板探测器（1）组成：a-SeFPD由X线转换、探测元阵列、高速信号处理和数字影像传输单元等组成。X线转换单元2）探测元阵列单元：用TFT技术在一块玻璃基层上组装几百万个探测元阵列，每个探测元包括：一个电容和一个TFT，对应图像的一个像素。诸多像素被排列成二维矩阵，按行设门控线，按列设图像电荷（信号强度）输出线。3）高速信号处理单元：产生地址信号并激活探测元阵列中的TFT。作为对这些地址信号的响应而读出的电子信号被放大后送到A/D转换器。4）数字影像传输单元：对数字信号的固有特性进行补偿，并将数字信号传送到主计算机。三、间接转换式平板探测器间接转换平板探测器又分为碘化铯+非晶硅（CsI＋a-Si）和电荷藕合器件（CCD）摄像机两种。1．CsI＋a-Si平板探测器与直接转换FPD的区别主要在于荧光材料层和探测元阵列层。（1）组成：a-SiFPD由荧光材料、探测元阵列、信号读取和信号处理单元等组成。

1）荧光材料层：即碘化铯（CsI）闪烁体。用CsI闪烁体吸收X线量子并将其转换成可见光，与a-Si光谱灵敏度的峰值相匹配，细针状CsI结构时可见光的散射量最小。2）探测元阵列层：每个探测元包括一个非晶硅（a-Si）光电二极管和起开关作的TFT。3）信号读取单元：信号读取时，给TFT一个电压使其打开，电荷就会由二极管沿数据线流出。4）信号处理单元：从信号读取单元数据线流出的电荷以电信号的形式读出到信号处理单元。XrayPhotonsLightScintillatorScreenOpticsMirrorsCCDsensor工作原理：X线被闪烁体层后方的单片电路层吸收后转化为可见光可见光通过镜面反射后再由透镜聚焦到CCD上（通常有1~4块CCD）每块单个的CCD形成的图像最终合成为一幅图像。四、不同X线探测方法的比较探测方法影像转换数字DR直接转换平板探测器直接X线—电信号—影像间接（荧光材料*非电硒）影像增强器+TV摄像机闪烁体+CCD摄像机阵列间接X线-可见光-电信号-影像X线-可见光-影像X线-可见光-影像X线-潜影-可见光-影像CR成像板模拟影像增强器+电影胶片增感屏+X线胶片X线-潜影-可见光-影像1．普通X线摄影和平片系统通过显影使胶片中的潜影最终变为模拟影像。2．CR系统成像板捕获的X线影像在激光束扫描时将潜影转换为电子信号而得到数字影像。3．影像增强器＋TV摄像机系统增强器将X线转换成可见光，再在TV摄像机内转换为电子信号。4．闪烁体＋CCD摄像机阵列系统

CCD摄像机阵列技术是采用近百个性能一致的CCD摄像机整齐排列在同一平面上，它们前方一定距离（共同的焦点）上是一张荧光屏。X线曝光时，荧光屏发出人体影像的可见光影像，每一摄影机摄取一定范围的荧光影像，并转换成数字信号，再由计算机进行处理，将图像拼接，形成一幅完整的图像。第四节数字减影血管造影（一）DSA图像的形成①摄制普通片，制成mask片即蒙片；②摄制血管造影片；③将蒙片与血管造影片减影即得到DSA图像。在造影过程中任意一幅图像均可作为蒙片。一、基本原理DSA信号形成特点：（1）制备蒙片为减影的关键；（2）蒙片与普通平片的影像相同，但密度正好相反，为正像，相当与透视影像；（3）曝光过程中患者需保持不动；（4）蒙片与血管造影片唯一的差别就在于含对比剂的血管像；（5）二者的差别越大，DSA的信号就越强。1．时间减影在注入的造影剂进入ROI之前，将一帧或多帧图像作为蒙像储存起来，并与含有造影剂的造影像一一相减。分为：常规时间减影方式脉冲时间减影方式超脉冲减影（二）DSA减影方式（1）常规方式常规方式是取mask和充盈像各一帧，进行像减。有手动和自动供选择。手动mask的选定尽可能在血管充盈前的一瞬间，充盈像的选定以血管内对比剂浓度最高为宜；自动时事先设定注药至mask像的时间，以及注药到充盈像的时间。根据预先设定的时间进行采集。

常规成像方式摄取时机有手动和自动方式。Mask像造影像（2）脉冲方式：也叫序列方式，在这种方式下，X线机脉冲曝光，同时进行脉冲摄影、采样、减影，最后得到一系列连续间隔减影图像，此方式下摄影一定要与X线曝光脉冲同步，脉冲持续时间在几毫秒到几百毫秒之间变化。脉冲减影方式与脉冲Ｘ线曝光同步（3）超脉冲方式：是在短时间内进行每秒6～30帧的X线脉冲摄像，继而逐帧高速重复减影，具有频率高，脉宽窄的特点。对X线机的性能有更高的要求。视频图像动态效果好，时间分辨力也更高，但噪声大。超脉冲方式:用于胸部活动度大的部位及心脏大血管活动快的部位３０帧/秒2.能量减影：能量减影也称双能减影，K一缘减影。即进行兴趣区血管造影时，同时用两个不同的管电压，如70kV和130kV取得两帧图像，作为减影对进行减影，由于两帧图像是利用两种不同的能量摄制的，所以称为能量减影。能量减影(双能量、K缘减影）图6-6能量减影原理图70KV130KV碘信号相差80%骨信号相差40%软组织相差约25%气体几乎不差别有效消除气体影经加权后再减影消除软组织留下明显的骨及碘信号33KeV减影3．混合减影是基于时间与能量两种减影方式相结合的减影方法。其基本原理是，对注入造影剂前后的各使用一次能量减影，获得的注入造影剂前后能量减影像各一帧，对这两帧能量减影图像再减影一次，即得到混合减影图像。（三）影响DSA图像质量的因素1．噪声主要包括①散射噪声②视频摄影机的噪声③A/D转换噪声等。其中散射噪声是最主要的噪声之一，取决于被照体厚度，被照体越厚，散射越多，噪声越大。

2．运动伪影DSA系统均有消除运动伪影的功能，以便于实现最佳匹配。但是如果运动伪影过大则可能使两帧图像无法匹配。运动伪影可以由受检者运动引进的，亦可由投照系统不稳定性所致。3.其他因素造影剂浓度摄片的时机受检者的部位心脏的跳动腹部的蠕动受检者的精神状态二、特殊功能1.旋转式DSA人体静止，C型臂（X线管与增强器）围绕患者旋转运动，对血管及分支作180°的参数采集，为30°／s，8~50帧/秒，分别完成Mask像和造影两个序列采集。适用于脑血管、心腔和冠状动脉检查，形成三维图像。2.岁差运动利用C臂支架两个方向的旋