DR和DSA（X線檢查技術課件）

第三章數(shù)字X線成像第三、四節(jié)DR和DSA

教學目的與要求：1.熟悉DR探測器的種類2.熟悉非晶硒探測器和碘化銫-非晶硅探測器的成像原理3.了解DSA系統(tǒng)的組成及成像原理平板技術非晶體硒碘化銫拼接拼接拼接整板Canon過氧化釓HologicKodak拼接Trixell/VarianCanonGEMSOpticalLens拼接拼接ImixSwissray/HitachiCCD（非平板技術）DR（數(shù)字X線攝影）通過非晶硅、非晶硒

、CCD以及多絲正比電離室將X-線直接轉換為數(shù)字圖像的攝片技術和設備。一、DR概述兩類轉換方式：a.直接轉換：X線直接轉換為電子。b.間接轉換：X線光子—CsI閃爍體—可見光—光電二極管—電子。對于間接轉換方式的平板，又存在兩種耦合方式：a.直接耦合：光電二極管跟在CsI閃爍后面。b.通過透鏡耦合：CsI閃爍體—透鏡—CCD攝像DR的優(yōu)點：1.病人受的照射劑量更??；2.空間、時間分辨力提高；3.具有更高的動態(tài)范圍、量子檢出效能和MTF性能；4.能覆蓋更大的對比度范圍；5.操作快捷方便，效率更高；6.圖像調(diào)解方式更多。DigitalRadiography(DR)二、直接轉換式平板探測器直接轉換FPD分為非晶硒（a-Se）為光電材料的FPD和多絲正比電離室型。1．非晶硒（a-Se）平板探測器（1）組成：a-SeFPD由X線轉換、探測元陣列、高速信號處理和數(shù)字影像傳輸單元等組成。X線轉換單元2）探測元陣列單元：用TFT技術在一塊玻璃基層上組裝幾百萬個探測元陣列，每個探測元包括：一個電容和一個TFT，對應圖像的一個像素。諸多像素被排列成二維矩陣，按行設門控線，按列設圖像電荷（信號強度）輸出線。3）高速信號處理單元：產(chǎn)生地址信號并激活探測元陣列中的TFT。作為對這些地址信號的響應而讀出的電子信號被放大后送到A/D轉換器。4）數(shù)字影像傳輸單元：對數(shù)字信號的固有特性進行補償，并將數(shù)字信號傳送到主計算機。三、間接轉換式平板探測器間接轉換平板探測器又分為碘化銫+非晶硅（CsI＋a-Si）和電荷藕合器件（CCD）攝像機兩種。1．CsI＋a-Si平板探測器與直接轉換FPD的區(qū)別主要在于熒光材料層和探測元陣列層。（1）組成：a-SiFPD由熒光材料、探測元陣列、信號讀取和信號處理單元等組成。

1）熒光材料層：即碘化銫（CsI）閃爍體。用CsI閃爍體吸收X線量子并將其轉換成可見光，與a-Si光譜靈敏度的峰值相匹配，細針狀CsI結構時可見光的散射量最小。2）探測元陣列層：每個探測元包括一個非晶硅（a-Si）光電二極管和起開關作的TFT。3）信號讀取單元：信號讀取時，給TFT一個電壓使其打開，電荷就會由二極管沿數(shù)據(jù)線流出。4）信號處理單元：從信號讀取單元數(shù)據(jù)線流出的電荷以電信號的形式讀出到信號處理單元。XrayPhotonsLightScintillatorScreenOpticsMirrorsCCDsensor工作原理：X線被閃爍體層后方的單片電路層吸收后轉化為可見光可見光通過鏡面反射后再由透鏡聚焦到CCD上（通常有1~4塊CCD）每塊單個的CCD形成的圖像最終合成為一幅圖像。四、不同X線探測方法的比較探測方法影像轉換數(shù)字DR直接轉換平板探測器直接X線—電信號—影像間接（熒光材料*非電硒）影像增強器+TV攝像機閃爍體+CCD攝像機陣列間接X線-可見光-電信號-影像X線-可見光-影像X線-可見光-影像X線-潛影-可見光-影像CR成像板模擬影像增強器+電影膠片增感屏+X線膠片X線-潛影-可見光-影像1．普通X線攝影和平片系統(tǒng)通過顯影使膠片中的潛影最終變?yōu)槟M影像。2．CR系統(tǒng)成像板捕獲的X線影像在激光束掃描時將潛影轉換為電子信號而得到數(shù)字影像。3．影像增強器＋TV攝像機系統(tǒng)增強器將X線轉換成可見光，再在TV攝像機內(nèi)轉換為電子信號。4．閃爍體＋CCD攝像機陣列系統(tǒng)

CCD攝像機陣列技術是采用近百個性能一致的CCD攝像機整齊排列在同一平面上，它們前方一定距離（共同的焦點）上是一張熒光屏。X線曝光時，熒光屏發(fā)出人體影像的可見光影像，每一攝影機攝取一定范圍的熒光影像，并轉換成數(shù)字信號，再由計算機進行處理，將圖像拼接，形成一幅完整的圖像。第四節(jié)數(shù)字減影血管造影（一）DSA圖像的形成①攝制普通片，制成mask片即蒙片；②攝制血管造影片；③將蒙片與血管造影片減影即得到DSA圖像。在造影過程中任意一幅圖像均可作為蒙片。一、基本原理DSA信號形成特點：（1）制備蒙片為減影的關鍵；（2）蒙片與普通平片的影像相同，但密度正好相反，為正像，相當與透視影像；（3）曝光過程中患者需保持不動；（4）蒙片與血管造影片唯一的差別就在于含對比劑的血管像；（5）二者的差別越大，DSA的信號就越強。1．時間減影在注入的造影劑進入ROI之前，將一幀或多幀圖像作為蒙像儲存起來，并與含有造影劑的造影像一一相減。分為：常規(guī)時間減影方式脈沖時間減影方式超脈沖減影（二）DSA減影方式（1）常規(guī)方式常規(guī)方式是取mask和充盈像各一幀，進行像減。有手動和自動供選擇。手動mask的選定盡可能在血管充盈前的一瞬間，充盈像的選定以血管內(nèi)對比劑濃度最高為宜；自動時事先設定注藥至mask像的時間，以及注藥到充盈像的時間。根據(jù)預先設定的時間進行采集。

常規(guī)成像方式攝取時機有手動和自動方式。Mask像造影像（2）脈沖方式：也叫序列方式，在這種方式下，X線機脈沖曝光，同時進行脈沖攝影、采樣、減影，最后得到一系列連續(xù)間隔減影圖像，此方式下攝影一定要與X線曝光脈沖同步，脈沖持續(xù)時間在幾毫秒到幾百毫秒之間變化。脈沖減影方式與脈沖Ｘ線曝光同步（3）超脈沖方式：是在短時間內(nèi)進行每秒6～30幀的X線脈沖攝像，繼而逐幀高速重復減影，具有頻率高，脈寬窄的特點。對X線機的性能有更高的要求。視頻圖像動態(tài)效果好，時間分辨力也更高，但噪聲大。超脈沖方式:用于胸部活動度大的部位及心臟大血管活動快的部位３０幀/秒2.能量減影：能量減影也稱雙能減影，K一緣減影。即進行興趣區(qū)血管造影時，同時用兩個不同的管電壓，如70kV和130kV取得兩幀圖像，作為減影對進行減影，由于兩幀圖像是利用兩種不同的能量攝制的，所以稱為能量減影。能量減影(雙能量、K緣減影）圖6-6能量減影原理圖70KV130KV碘信號相差80%骨信號相差40%軟組織相差約25%氣體幾乎不差別有效消除氣體影經(jīng)加權后再減影消除軟組織留下明顯的骨及碘信號33KeV減影3．混合減影是基于時間與能量兩種減影方式相結合的減影方法。其基本原理是，對注入造影劑前后的各使用一次能量減影，獲得的注入造影劑前后能量減影像各一幀，對這兩幀能量減影圖像再減影一次，即得到混合減影圖像。（三）影響DSA圖像質(zhì)量的因素1．噪聲主要包括①散射噪聲②視頻攝影機的噪聲③A/D轉換噪聲等。其中散射噪聲是最主要的噪聲之一，取決于被照體厚度，被照體越厚，散射越多，噪聲越大。

2．運動偽影DSA系統(tǒng)均有消除運動偽影的功能，以便于實現(xiàn)最佳匹配。但是如果運動偽影過大則可能使兩幀圖像無法匹配。運動偽影可以由受檢者運動引進的，亦可由投照系統(tǒng)不穩(wěn)定性所致。3.其他因素造影劑濃度攝片的時機受檢者的部位心臟的跳動腹部的蠕動受檢者的精神狀態(tài)二、特殊功能1.旋轉式DSA人體靜止，C型臂（X線管與增強器）圍繞患者旋轉運動，對血管及分支作180°的參數(shù)采集，為30°／s，8~50幀/秒，分別完成Mask像和造影兩個序列采集。適用于腦血管、心腔和冠狀動脈檢查，形成三維圖像。2.歲差運動利用C臂支架兩個方向的旋