計(jì)算機(jī)X線成像

1、醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像成像原理醫(yī)學(xué)影像成像原理第三章第三章 計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)X X線攝影線攝影 曹曹 琰琰 山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校山東醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校第一節(jié)第一節(jié) CRCR成像基本條件成像基本條件第二節(jié)第二節(jié) CRCR系統(tǒng)工作流程與成像原理系統(tǒng)工作流程與成像原理第三節(jié)第三節(jié) CRCR系統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)的圖像處理第四節(jié)第四節(jié) CRCR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.1.掌握掌握 CRCR的成像過程；的成像過程；IPIP的結(jié)構(gòu)及特性；的結(jié)構(gòu)及特性； CR CR的后處理方法。的后處理方法。 2.2.熟悉熟悉 CRCR的成像理

2、論；影響的成像理論；影響CRCR圖像質(zhì)量的因素。圖像質(zhì)量的因素。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)X線攝影（線攝影（Computed Radiology，CR），），是以成像板（是以成像板（Imaging Plate，IP）作為載體，經(jīng)）作為載體，經(jīng)X線曝光及信息讀出處理形成數(shù)字影像的攝影技術(shù)。線曝光及信息讀出處理形成數(shù)字影像的攝影技術(shù)。CR的歷史：的歷史：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。 第一節(jié)第一節(jié) CRCR成像基本條件成像基本條件CR系統(tǒng)由系統(tǒng)由X線機(jī)、線機(jī)、IP、影像閱讀器、后處理工作站、影像閱讀器、后處理工作站和存儲(chǔ)裝置等組成和存儲(chǔ)裝置等組成 。、成像板、成像板IP是是CR成像

3、系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部件， IP只具有記錄功能，不具備影像顯示功能。只具有記錄功能，不具備影像顯示功能。IP有正反之分，從外觀上看，正面如同增感屏，有正反之分，從外觀上看，正面如同增感屏，反面為黑色。反面為黑色。IP的外觀：的外觀：1 1、IPIP的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)：表面保護(hù)層表面保護(hù)層成像層成像層 （PSL物質(zhì)層）物質(zhì)層）基板基板背面保護(hù)層背面保護(hù)層PSLPSL物質(zhì)層物質(zhì)層：具有具有PSL現(xiàn)象的物質(zhì)現(xiàn)象的物質(zhì)表面保護(hù)層：表面保護(hù)層：聚酯類纖維，保護(hù)聚酯類纖維，保護(hù)PSL物質(zhì)層物質(zhì)層PSLPSL物質(zhì)成分：物質(zhì)成分：含有含有2價(jià)銪離子的氟氯化鋇結(jié)晶體價(jià)銪離子的氟氯化鋇結(jié)晶體PSLPSL結(jié)晶

4、體顆粒直徑結(jié)晶體顆粒直徑：47m顆粒增大，發(fā)光強(qiáng)，清晰度降低顆粒增大，發(fā)光強(qiáng)，清晰度降低稱氟鹵化鋇銪（稱氟鹵化鋇銪（BaFXEu2+ ，X=Cl,Br,I）基板：基板：PSL物質(zhì)的支持體，厚度在物質(zhì)的支持體，厚度在200350m避免激光在避免激光在PSL物質(zhì)層和基板之間反射，基板制成黑色物質(zhì)層和基板之間反射，基板制成黑色背面保護(hù)層：背面保護(hù)層：聚酯類纖維，防止使用過程中與聚酯類纖維，防止使用過程中與IP之間的摩擦損傷。之間的摩擦損傷。2 2、IPIP的規(guī)格與類型的規(guī)格與類型IPIP的常用規(guī)格的常用規(guī)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的類型的類型ST （Standard）HR（High Resolution）3 3、IPIP的特性：的特性：（2）IP可重復(fù)使用可重復(fù)使用（5）IP存儲(chǔ)的信息易消退存儲(chǔ)的信息易消退（6）IP易受天然輻射的影響易受天然輻射的影響（3）IP的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同（4）IP的光發(fā)射壽命期短的光發(fā)射壽命期短（1）IP可發(fā)生光發(fā)光現(xiàn)象可發(fā)生光發(fā)光現(xiàn)象某些物質(zhì)在第一次受到照射光（一次激勵(lì)光）照射某些物質(zhì)在第一次受到照射光（一次激勵(lì)光）照射時(shí)，能將一次激勵(lì)光所攜帶的信息貯存（記錄）下時(shí)，能將一次激勵(lì)光所攜帶的信息貯存

6、（記錄）下來(lái)，當(dāng)再次受到照射光（二次激勵(lì)光）照射時(shí)，能來(lái)，當(dāng)再次受到照射光（二次激勵(lì)光）照射時(shí)，能發(fā)出與一次激勵(lì)光所攜帶信息相關(guān)的熒光。發(fā)出與一次激勵(lì)光所攜帶信息相關(guān)的熒光。 （1 1）IPIP可發(fā)生光激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象（可發(fā)生光激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象（ PSLPSL現(xiàn)象）現(xiàn)象）第一次對(duì)第一次對(duì)IP激勵(lì)的光：激勵(lì)的光：X線線第二次對(duì)第二次對(duì)IP激勵(lì)的光：激光激勵(lì)的光：激光X線線被照體被照體透射線透射線（載著人體信息的（載著人體信息的X線）線）IP激光閱讀器激光閱讀器（IP受到激光的激勵(lì)）受到激光的激勵(lì)）發(fā)出可見光發(fā)出可見光（與透射線信息一樣）（與透射線信息一樣）機(jī)制：機(jī)制：（2 2）IPIP可重復(fù)使用可重復(fù)使

7、用機(jī)制：機(jī)制：Eu2+Eu3+IP的第一次激勵(lì)：的第一次激勵(lì)：IP的第二次激勵(lì)：的第二次激勵(lì)：Eu3+Eu2+（3 3）IPIP的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同IP的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜IP的激勵(lì)光譜的激勵(lì)光譜（激光發(fā)射光譜）（激光發(fā)射光譜）IP的發(fā)射光譜的發(fā)射光譜IP的激勵(lì)光譜的激勵(lì)光譜（激光發(fā)射光譜）（激光發(fā)射光譜）（4 4）IPIP的光發(fā)射壽命期短的光發(fā)射壽命期短以以Eu2+為發(fā)光中心的氟溴化為發(fā)光中心的氟溴化鋇的鋇的PSL壽命為壽命為0.8s，不，不發(fā)生信息的重疊。發(fā)生信息的重疊。 熒光體經(jīng)激勵(lì)后，發(fā)射熒光的強(qiáng)度達(dá)到初始值的熒光體經(jīng)激勵(lì)后，發(fā)射熒光的強(qiáng)度達(dá)到初始值的1/e

8、所用的時(shí)間。所用的時(shí)間。（6 6）IPIP易受天然輻射的影響易受天然輻射的影響（5 5）IPIP存儲(chǔ)的信息易消退存儲(chǔ)的信息易消退IP存儲(chǔ)的信息存儲(chǔ)的信息8h后可減少后可減少25%，攝影后抓緊讀出，攝影后抓緊讀出X線線紫外線紫外線 射線射線激勵(lì)激勵(lì)I(lǐng)PIP使用前，必須進(jìn)行擦除使用前，必須進(jìn)行擦除信息量時(shí)間4. IP4. IP使用注意事項(xiàng)使用注意事項(xiàng)（1）IP可以重復(fù)使用；可以重復(fù)使用；（2）IP在在8小時(shí)以上未使用，則在使用前應(yīng)使用強(qiáng)光照小時(shí)以上未使用，則在使用前應(yīng)使用強(qiáng)光照射，消除可能存在的潛影；射，消除可能存在的潛影；（3）在使用中，應(yīng)注意避免）在使用中，應(yīng)注意避免IP出現(xiàn)擦傷；出現(xiàn)擦傷；（

9、4）由于）由于IP中的熒光物質(zhì)對(duì)放射線、紫外線敏感度中的熒光物質(zhì)對(duì)放射線、紫外線敏感度遠(yuǎn)高于普通遠(yuǎn)高于普通X線膠片，因此攝影前、后的線膠片，因此攝影前、后的IP都要屏蔽。都要屏蔽。（5）攝影后的）攝影后的IP上的潛影會(huì)因光的照射而消退，所以上的潛影會(huì)因光的照射而消退，所以必須避光。在必須避光。在8小時(shí)之內(nèi)將信息讀取。小時(shí)之內(nèi)將信息讀取。（6）避光不良或漏光的）避光不良或漏光的IP上的圖像會(huì)因貯存的影像上的圖像會(huì)因貯存的影像 信息量減少而變得發(fā)白，這與普通膠片正好相反。信息量減少而變得發(fā)白，這與普通膠片正好相反。二、影像閱讀器二、影像閱讀器CR系統(tǒng)的影像閱讀裝置：系統(tǒng)的影像閱讀裝置：無(wú)暗盒型無(wú)暗

10、盒型暗盒型暗盒型第二節(jié)第二節(jié) CRCR系統(tǒng)工作流程與成像原理系統(tǒng)工作流程與成像原理一、一、CRCR系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)工作流程包括：影像信息采集、影像信息轉(zhuǎn)換、影像信息處理、包括：影像信息采集、影像信息轉(zhuǎn)換、影像信息處理、影像信息存儲(chǔ)。影像信息存儲(chǔ)。CRCR的具體工作過程：的具體工作過程：X線線被照體被照體 IP（成像板）（成像板）A/D轉(zhuǎn)換器 工作站工作站（影后處理裝置）（影后處理裝置）儲(chǔ)存儲(chǔ)存打印打印 激光閱讀器激光閱讀器（光激勵(lì)發(fā)光掃描儀）（光激勵(lì)發(fā)光掃描儀）顯示顯示光電倍增管光電倍增管影像閱讀器影像閱讀器光激勵(lì)發(fā)光掃描儀（光激勵(lì)發(fā)光掃描儀（PSL掃描儀）掃描儀） 二、二、CR系統(tǒng)成像原理系

11、統(tǒng)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）影像信息的讀取（第二象限）影像信息的讀?。ǖ诙笙蓿┯跋裥畔⒌奶幚恚ǖ谌笙蓿┯跋裥畔⒌奶幚恚ǖ谌笙蓿┯跋裥畔⒌脑佻F(xiàn)（第四象限）影像信息的再現(xiàn)（第四象限）四象限理論四象限理論第一象限：影像信息的采集第一象限：影像信息的采集曝光量X線的曝光量與發(fā)出的熒光線的曝光量與發(fā)出的熒光在在1104范圍呈線性關(guān)系范圍呈線性關(guān)系第二象限：影像信息的讀取第二象限：影像信息的讀取在影像讀出裝置（在影像讀出裝置（IRD）中完成）中完成輸出的是數(shù)字信號(hào)輸出的是數(shù)字信號(hào)第三象限：影像信息的處理第三象限：影像信息的處理在工作站的影像處理在工作站的影像處理裝置

12、（裝置（IPC）中完成，）中完成，是進(jìn)行圖像后處理。是進(jìn)行圖像后處理。第四象限：影像信息的再現(xiàn)第四象限：影像信息的再現(xiàn)通過膠片（影像記錄裝通過膠片（影像記錄裝置置IRC）的選取，使影）的選取，使影像落在膠片的直線部。像落在膠片的直線部。第三節(jié)第三節(jié) CR系統(tǒng)的圖像處理系統(tǒng)的圖像處理CR系統(tǒng)的圖像處理環(huán)節(jié)：系統(tǒng)的圖像處理環(huán)節(jié)：第一環(huán)節(jié)第一環(huán)節(jié)第二象限：曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（第二象限：曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（EDR）第二環(huán)節(jié)第二環(huán)節(jié)第三象限：圖像處理功能第三象限：圖像處理功能第三環(huán)節(jié)第三環(huán)節(jié)第四象限：獲得優(yōu)質(zhì)照片影像第四象限：獲得優(yōu)質(zhì)照片影像第一環(huán)節(jié)第一環(huán)節(jié)第二象限：曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（第二象限：曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（E

13、DR）曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（曝光數(shù)據(jù)識(shí)別器（EDR）包括：）包括：分割表示范圍的識(shí)別處理分割表示范圍的識(shí)別處理曝光區(qū)域的識(shí)別處理曝光區(qū)域的識(shí)別處理直方圖分析、修正直方圖分析、修正一、與檢測(cè)功能有關(guān)的處理一、與檢測(cè)功能有關(guān)的處理曝光數(shù)據(jù)識(shí)別處理流程：曝光數(shù)據(jù)識(shí)別處理流程：曝光區(qū)域識(shí)別曝光區(qū)域識(shí)別用一束微弱激光預(yù)讀用一束微弱激光預(yù)讀IP，獲得預(yù)讀出影像的直方圖獲得預(yù)讀出影像的直方圖與機(jī)器根據(jù)攝影部位自與機(jī)器根據(jù)攝影部位自設(shè)的直方圖相比較設(shè)的直方圖相比較以合適的條件讀出以合適的條件讀出敏感度（敏感度（S）和寬容度（）和寬容度（L） 第二環(huán)節(jié)第二環(huán)節(jié)第三象限：圖像處理功能第三象限：圖像處理功能1、動(dòng)態(tài)范圍壓

14、縮處理、動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理2、諧調(diào)處理（層次處理）、諧調(diào)處理（層次處理）3、空間頻率處理、空間頻率處理4、能量減影處理、能量減影處理二、與顯示功能有關(guān)的處理二、與顯示功能有關(guān)的處理1 1、動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理、動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理2 2、諧調(diào)處理（層次處理）、諧調(diào)處理（層次處理）調(diào)整影像對(duì)比度、影像整體密度調(diào)整影像對(duì)比度、影像整體密度諧調(diào)曲線類型（諧調(diào)曲線類型（GT）旋轉(zhuǎn)中心（旋轉(zhuǎn)中心（GC）旋轉(zhuǎn)量（旋轉(zhuǎn)量（GA）諧調(diào)曲線移動(dòng)量（諧調(diào)曲線移動(dòng)量（GS）諧調(diào)曲線類型（諧調(diào)曲線類型（GT）：）：16種種旋轉(zhuǎn)中心（旋轉(zhuǎn)中心（GC）：）：0.32.6旋轉(zhuǎn)量（旋轉(zhuǎn)量（GA）：）：-44諧調(diào)曲線移動(dòng)量（諧調(diào)曲線移動(dòng)

15、量（GS）：）：-1.441.443 3、空間頻率處理、空間頻率處理頻率增強(qiáng)程度（頻率增強(qiáng)程度（RE）：）：頻率類型（頻率類型（RT）：）：12類型類型頻率等級(jí)（頻率等級(jí)（RN）：）： 09低頻等級(jí)（低頻等級(jí)（03）：大結(jié)構(gòu)大結(jié)構(gòu)中頻等級(jí)（中頻等級(jí)（45）：普通結(jié)構(gòu)普通結(jié)構(gòu)高頻等級(jí)（高頻等級(jí)（69）：小結(jié)構(gòu)小結(jié)構(gòu)4 4、減影處理、減影處理減影方式減影方式能量減影能量減影時(shí)間減影時(shí)間減影DSA能量減影能量減影兩次曝光法兩次曝光法一次曝光法一次曝光法能量減影原理：能量減影原理：一次曝光法能量減影：一次曝光法能量減影：使用兩塊同樣大小的使用兩塊同樣大小的IP，夾著一夾著一0.6mm厚金屬銅板。厚金屬

16、銅板。骨組織影像骨組織影像能能量量減減影影獲獲得得的的圖圖像像軟組織影像軟組織影像普通影像普通影像第四節(jié)第四節(jié) CRCR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素一、一、CRCR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（1）CR的影像必須滿足診斷需要的影像必須滿足診斷需要 （2）CR照片信息全面照片信息全面 （3）IP尺寸選擇合理尺寸選擇合理 （4）影像放大比例一致）影像放大比例一致 （5）影像整體畫面美觀，影像無(wú)失真變形。）影像整體畫面美觀，影像無(wú)失真變形。（6）CR攝影時(shí)，對(duì)敏感的組織和器官盡可能屏蔽。攝影時(shí)，對(duì)敏感的組織和器官盡可能屏蔽。二、影響二、影響CRCR影像質(zhì)量的因素影像質(zhì)量的因素1、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素2、CR系統(tǒng)的噪聲系統(tǒng)的噪聲3、空間分辨力、空間分辨力 1 1、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素：、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素：進(jìn)入進(jìn)入IP的散射線的散射線激光束在激光束在IP熒光層上的散射熒光層上的散射激光束的擴(kuò)散取決于激光束的擴(kuò)散取決于激光束的直徑激光束的直徑激光在熒光層的散射激光在熒光層的散射電子系統(tǒng)的響應(yīng)特征電子系統(tǒng)的響應(yīng)特征2 2、噪聲、噪聲CR系系統(tǒng)統(tǒng)噪噪聲聲量子噪聲（量子噪聲（X線量依賴性噪聲）線量依賴性噪聲）：取決于取決于mAs固有噪聲（非固有噪聲（非X線量依賴性噪聲）線量依賴性噪