數(shù)字X線成像系統(tǒng)PPT課件

1、3、根據(jù)X線束的形狀分類：第1頁/共71頁4、數(shù)字X線成像的優(yōu)點：對比度分辨力高：輻射劑量?。?成像質量高： 數(shù)字圖像易于傳輸、儲存、查閱、圖像后處理等 5、空間分辨力比較：數(shù)字X線成像：24LP/mm膠片：57LP/mm第2頁/共71頁5.2 計算機線攝影系統(tǒng) CR特點： 出現(xiàn)時間：1982年 探測器：影像板（IP板） 優(yōu)點：對比度分辨率高，需要的輻射劑量小第3頁/共71頁5.2.1 CR的基本組成和工作原理信息采集信息轉換信息處理信息記錄和保存第4頁/共71頁5.2.2 成像板1、IP板的基本結構：第5頁/共71頁2、IP成像原理：PSL熒光層釋放電子二次激發(fā)讀出光電裝換A/D轉換形成潛影

2、透射X線數(shù)字影像第6頁/共71頁3、IP的特性發(fā)射光譜和激發(fā)光譜第7頁/共71頁時間響應：從激光照射熒光體發(fā)光到其衰減逐漸終止的時間，動態(tài)范圍 ：動態(tài)范圍寬，達到1：10000第8頁/共71頁存儲信息的消退 ：存儲在IP板中的電子影像，在讀出前出現(xiàn)部分被俘獲的的光電子逃逸的現(xiàn)象。天然輻射的影響：對X線、紫外線、伽瑪射線等敏感。第9頁/共71頁4、IP使用注意事項：使用較大的IP板來記錄圖像，減少反復選擇IP板的次數(shù)；再次使用前做一次強光照射，消除潛影；做好IP板屏蔽工作；第10頁/共71頁5.2.3 讀取裝置1、結構：暗盒型讀取裝置非暗盒型讀取裝置第11頁/共71頁暗盒型讀取裝置：IP緩沖堆棧

3、IP分類器病人信息攝影信息輸入部分計 算 機/圖 像 處 理 部 分影像板暗盒暗盒插口讀取部分消除部分第12頁/共71頁無暗盒讀取裝置 ：集X線投照、讀取于一體，IP板在曝光后直接被傳送到激光掃描和殘影消除部分處理第13頁/共71頁2、讀出原理：分兩步進行：1、預讀取：確定讀出條件2、讀?。韩@得數(shù)字影像第14頁/共71頁3、影響圖像質量的因數(shù)：激光束的直徑 ：光電及傳動系統(tǒng)的噪聲 ：X線量子噪聲 光量子噪聲其它因素影響 數(shù)字化的影響 ：量化噪聲等第15頁/共71頁5.2.4 計算機圖像處理：主要目的：改善圖像質量。分為讀出前的處理和讀出后的處理。第16頁/共71頁1、圖像處理的環(huán)節(jié)與系統(tǒng)檢測功

4、能有關的處理 ：預讀取，確定讀出靈敏度。與顯示功能有關的處理 ：灰階處理、頻率處理、減影處理等。與圖像信息的存儲和記錄有關的處理 ：圖像的壓縮。第17頁/共71頁數(shù)字圖像后處理軟件介紹：窗寬窗位 邊緣增強 圖像平滑 對比度增強 圖像放大縮小 圖像裁減 感興趣區(qū)分析 圖像壓縮 連續(xù)圖像回放第18頁/共71頁第19頁/共71頁2、圖像讀出靈敏度自動設定：1）預讀程序：分割范圍識別照射野識別直方圖分析X線劑量和范圍的計算確定讀出調件第20頁/共71頁2）照射野邊界的識別：測定探測的起始點：利用照射野和非照射野密度差別較大的特性；測定照射野邊緣的候補點：照射野形狀的修正：主要是區(qū)別組織密度對比強烈的候

5、補點。第21頁/共71頁3）讀出系統(tǒng)工作特性：X線劑量大,吸收差別小X線劑量小,吸收差別大第22頁/共71頁3、圖像的后處理： 灰階變換處理：灰階變換函數(shù)：)(),(0iiIfhDIfI而膠片密度數(shù)字圖像信號第23頁/共71頁空間頻率處理：通過頻率響應的條節(jié)來影響圖像的銳度，常用邊緣增強的方法。動態(tài)范圍壓縮：以低密度區(qū)域為中心的壓縮以高密度區(qū)域為中心的壓縮第24頁/共71頁減影處理：時間分辨率差，只能用于對時間分辨率要求不高的場合。疊加處理：使用多張IP板重疊起來進行攝影，將信息量疊加平均處理，提高影像的信噪比，改善圖像質量。第25頁/共71頁5.2.5 圖像存儲和處理裝置 存儲圖像： 硬盤；

6、 光盤； 磁帶； 將X線影像記錄在膠片上： 激光照相機第26頁/共71頁2、激光相機：1）基本結構和工作原理第27頁/共71頁2）灰階密度校正調節(jié)功能： 選擇合適的窗口輸入信息； 選定機內提供的標準灰階測試圖像； 選擇合適的膠片特性曲線；第28頁/共71頁3）主要特點：數(shù)字化，灰階密度調整范圍為812b；圖像放大（或縮小）技術；自動窗口技術；多幅照相；標準圖像密度；第29頁/共71頁4）技術指標：像素灰度等級：10b；采樣間隔：0.1mm激光束直徑：80um；處理能力：最多240張/h；第30頁/共71頁5）CR系統(tǒng)改進方向：提高時間分辨率，以適應動態(tài)器官和結構的顯示；進一步提高X線的轉換效率

7、；減小IP熒光體內顆粒的尺寸，以提高發(fā)光效率。第31頁/共71頁5.3 數(shù)字X線攝影系統(tǒng)間接數(shù)字X線攝影IDR直接數(shù)字X線攝影DDR第32頁/共71頁5.3.1 IDR的基本結構和工作原理1、基本結構圖像監(jiān)視器圖 像接收器數(shù) 據(jù)采集器圖 像處理器存儲器X線機系 統(tǒng) 控 制 器第33頁/共71頁2、工作原理II光學系統(tǒng)電 視攝像機A/D透射X線數(shù)字圖像信號3、主要缺點：第34頁/共71頁5.3.2 直接X線數(shù)字攝影 定義：DDR指采用一維或二維X線探測器直接把X線轉換為模擬電信號進行數(shù)字化的方法，它不同于先獲得模擬圖像，再對模擬圖像進行數(shù)字化的方法。第35頁/共71頁掃描投影數(shù)字X線攝影平板檢測

8、器數(shù)字X線攝影系統(tǒng)點掃描法線（扇）形掃描法 分類：第36頁/共71頁1）、點掃描法：（1）特點：掃描X線束呈點狀。（2）優(yōu)點：散射線少；使用光電倍增管，靈敏度高；（3）缺點：機械裝置復雜，掃描時間長。1.掃描投影數(shù)字X線攝影第37頁/共71頁2）、線（扇）形法：（1）特點：掃描X線束呈線狀或扇狀。（2）優(yōu)點：照射野大，X線利用率高，掃描速度快。第38頁/共71頁2. DDR使用的X線檢測器：1）氣體電離室檢測器：利用X線的電離效應，電離電荷的多少與X線強度成正比，收集電離電荷并形成電信號。第39頁/共71頁2）非晶態(tài)硒型平板檢測器：（1）結構：產(chǎn)生電子空穴對第40頁/共71頁（2）工作原理：入

9、射X線光子在硒層中產(chǎn)生“電子-空穴”對；電子-空穴在極間電場的作用下向相反的方向移動形成電流并儲藏在極間電容；儲藏的電荷在讀出控制信號的作用下被順序讀出并送放大電路；第41頁/共71頁像素矩陣第42頁/共71頁3）非晶態(tài)硅型平板檢測器：（1）結構：把摻鉈的碘化銫閃爍發(fā)光晶體層覆蓋在光電二極管矩陣上，每個光電管就是一個像素，由薄膜非晶態(tài)氫化硅制成。 第43頁/共71頁第44頁/共71頁（2）工作原理：X線入射閃爍晶體被轉換為可見光；由光電二極管將可見光轉換為電信號，并將此電信號儲藏在光電二極管自身電容上；在讀出信號的控制下將儲藏電荷讀出并加以放大。第45頁/共71頁3、DDR系統(tǒng)實例：1）多絲正

10、比室掃描投影X線機：（1）多絲正比室結構：第46頁/共71頁（2）工作原理第47頁/共71頁（3）技術參數(shù)：圖像面積：320mm256mm像素矩陣：640512動態(tài)范圍：1416B曝光劑量：膠片系統(tǒng)的1/1001/30采集時間：第48頁/共71頁2）平板探測器DDR系統(tǒng)（1）組成：探測器矩 陣圖 像處理器監(jiān)視器X線機系統(tǒng)控制臺網(wǎng)絡X線數(shù)據(jù)控制電子暗盒第49頁/共71頁（2）圖像質量 空間分辨率：3.6LP/mm。 對比度分辨力：取決于動態(tài)范圍的大小，平板探測器的動態(tài)范圍可到達104105第50頁/共71頁（3）DDR與CR的比較：DDR的圖像清晰度優(yōu)于CR；信噪比高；拍攝速度快；DDR的X線線

11、轉換率高；壽命長；DDR不能與常規(guī)X線設備匹配工作；第51頁/共71頁5.4 數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)注射造影劑之前注射造影劑之后相減第52頁/共71頁5.4.1 基本結構和工作原理第53頁/共71頁數(shù)字圖像硬件結構監(jiān)視器A/D輸 入查找表ALU幀存儲器計 算 機輸 出查找表D/A視頻信號第54頁/共71頁5.4.2 DSA的成像方式1、時間減影：方法：注射造影劑前先拍攝掩模像并保存，注射造影劑后拍攝造影像，按時間順序將掩模像與造影圖像相減。第55頁/共71頁時間減影脈沖圖像方式超脈沖圖像方式連續(xù)圖像方式時間間隔差方式心電圖觸發(fā)脈沖方式第56頁/共71頁1）脈沖圖像(pulse image,PI)

12、方式：間歇脈沖曝光，脈沖持續(xù)時間大于信號一幀的時間；造影劑未流入血管前拍攝掩模像；第57頁/共71頁2）超脈沖圖像(super pulse image,SPI)方式:拍攝速度更快；圖像運動模糊??；第58頁/共71頁3）連續(xù)圖像(continuous image,CI)方式：X線連續(xù)照射，得到頻率為25幀/30幀每秒的連續(xù)圖像；第59頁/共71頁4）時間間隔差(time interval difference,TID)方式： 掩模像不斷更新，淹模像與造影像之間的間隔可調；第60頁/共71頁5）心電圖(electro cardiogram,ECG)觸發(fā)脈沖方式： 特點：采用ECG信號作為曝光控制信

13、號，使掩模像與造影像同相位。第61頁/共71頁2、能量減影：方法：在同一區(qū)域幾乎同時用兩種不同的管電壓取得兩幀圖像進行減影。原理：利用了碘與周圍軟組織對X線衰減系數(shù)在不同能量下有明顯差異的特性。優(yōu)缺點：第62頁/共71頁3、混合減影：將時間減影技術和時間減影技術相結合，產(chǎn)生了混合減影技術；方法：注射造影劑前先做一次能量減影；注射造影劑后再做一次能量減影；將兩次能量減影的圖像再相減；第63頁/共71頁4、影響圖像質量的因素：成像方式；投照X線的穩(wěn)定性；曝光與圖像采集的匹配同步；噪聲；設備性偽影；第64頁/共71頁5.4.3 DSA對設備的特殊要求和技術措施1、X線發(fā)生器和顯像系統(tǒng)1）X線發(fā)生器：功率：管電壓：管電流：高壓控制方法第65頁/共71頁2）圖像增強器：多視野I.I。平板式I.I。3）光學系統(tǒng)：孔徑大，光圈可調；濾光片；第66頁/共71頁4）電視攝像機：高清晰度、高分辨率和低殘像，并配合各種補償電路；CCD攝像機和逐行掃描制式。5）監(jiān)視器：高分辨率、大屏幕。第67頁/共71頁6）X線圖