《醫(yī)學影像成像原理》課程知識講解

《醫(yī)學影像成像原

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《醫(yī)學影像成像原理》精品課程13^人工又寸比度：artificialcontrast

第二章上網習題在一些器官內，如消化道、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)、血管等器官內注入

一、專業(yè)名詞解釋與翻譯原子序數不同、或者密度不同的物質就形成了X線對比度，此方法形

1.感光度：sensitivity成的對比度稱為人工對比度。

感光材料對光作用的響應程度，也即感光材料達到一定密度值所需曝14.銳利度：sharpen

光量的倒數。醫(yī)用X線膠片感光度定義為，產生密度1.0所需曝光量X線照片影像上相鄰組織影像界限的清楚程度。

的倒數。15.柵比：gridradio

2.相對感度：elativespeed,RS柵比（R）是鉛條高度（h）與鉛條間距（D）之比。

對不同增感屏之間的增感率進行比較，一般將CaW04屏的增感率為16.柵密度：griddensity

40,這個增感率規(guī)定為中速增感速度（RS100）以此作為標準，其它增感表示在濾線柵表面上單位距離（1cm）內，鉛條與其間距形成的線對

屏的增感速度與這個標準相比較后獲得一個相對數值。數，用線/厘米表正。

3.T顆粒技術：T-graintechnique17.對比度改善系數：contranstimprovementfactor

將乳劑中的鹵化銀晶體顆粒切割成扁平狀，并在乳劑中加入品紅染是使用卻不使用濾線柵時的對比度之比：

料，以減低熒光交進效應，并與發(fā)綠色熒光的增感屏匹配使用的技18.空間頻率：spatialfrequency

不^O單位空間距離內完成周期性變化的次數為空間周期性變化函數的頻

4室際隹占?actualfocalsoot率，亦稱空間頻率。

陰極燈”蔚而陽極的高速電子流，經聚焦后撞擊在陽極靶面上的面積

19.焦點的調制傳遞函數：modulationtransferfunction

球苦笑際焦點。

是描述X線管焦點這個面光源在照片影像上產生半影模糊而使影像質

5.有效焦點：effectivefocalspot量受損的空間頻率的函數。

實際焦點在X線投射方向上的投影面積稱為有效焦點。20.斑點（噪聲）：mottle（noise）

6陽及效anodeeffect在X線照片影像上對比度較低的區(qū)域分布有不規(guī)律的黑色斑點；照片

近陽極端的看效焦點小，X線量（強度）少；靠近陰極端的有效焦點密度尊影像亮度的隨機變化稱為影像噪聲。

大，4線量（強度）大的現(xiàn)象。21.量子斑點:quantummottle

7.半影：penumbra從X線管發(fā)出的X線量子數到達影像探測器（屏-片系統(tǒng)、IP、FPD）的

由于X線管焦點是一個面光源，所以在X線成像時，影像上會顯示出空間分布是隨機的，所產生的X線量子數“統(tǒng)計漲落”形成斑點稱量

本影以外的影像逐漸變淡的部分，該部分稱半影（模糊直徑）。半影子斑點。

是一個不完美的，,圍繞在投影周圍的不銳利的陰影。22.西方根粒狀度值：rootmeansquare,RMS

8.焦點的極限分辨力：focalpointresolution描寫隨機分布的密度函數差異的參量，即統(tǒng)計學上描述“統(tǒng)計漲落”

是在規(guī)定的測量條件下不能成像的最小空間頻率值，R=l/2d?的物理量是RMS,X線照片上的RMS粒狀度用。（D）表示：

9.光學密度：opticaldensity

是膠片乳劑層在感光及顯影作用下黑化程度的物理量，數值上等于照

片阻光率的對數值，D=lg0=lgI0/I由于測得的。（D）值很小,將。（D）X1000作為RMS粒狀度值。

10.X線對比度：X-raycontrast23.體素：voxel

透過被照體不同組織形成的x線強度的差異。Kx=i/r代表一定厚度的三維空間的人體體積單元稱為體素。體素是一個三維

11.膠片對比度:filmcontrast的概念。

X線膠片對X線對比度的放大能力。膠片特性曲線上直線部分的斜24.像素:pixel

率，或稱H-D曲線的最大斜率。反差系數Y用特性曲線的傾角正切表又稱像元,指組成圖像矩陣中的基本單元。像素實際上是體素在成像

示：Y=tga。時曲表就。像素的大小可由像素尺寸表示。

12.光學（照片）對比度:opticalcontrast25.灰階:graylevel

X線照片上相鄰組織影像的密度差稱照片光學對比度。K=D2-D1在影片或顯示器上所呈現(xiàn)的黑白圖像上的各點表現(xiàn)出不同深度灰色。

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26.矩陣：matrix答：X線照片的密度D是指透明性照片的暗度或不透明程度，也常稱

是一個數學概念。表示一個橫成行、縱成列的數字方陣。黑化度。照片的光學密度即照片阻光率的常用對數值，數值上等于照

27.圖像矩陣：imagingmatrix片阻光率的對數值，D=lgO=lgIO/I

圖像矩陣為每幅畫面觀察視野所含像素的數目。影響照片密度的主要因素：

28.圖像重建：imagingreconstruction（1）mAs是影響密度的主要因素。在正常的X線攝影曝光范圍內，密

用采集的原始數據經計算而得到（二維或三維）顯示圖像數據的過程稱度與X線曝光量H成比例。

為重建。（2）管電壓（kV）：管電壓控制了X線光子的平均能量，因此，在其它

29.計算機X線攝影：computedradiography,CR因素不變時，改變kV就改變了X線強度，也改變了X線照片密度。D

是使用可記錄并由激光讀出X線影像信息的IP作為載體，經X線曝光與kVn成正比，kV值變化比mAs變化對D的影響要大。

及信息讀出處理，形成數字式平片影像。（3）攝影距離：X線強度與距離的平方成反比，隨距離的增大，X線

30.影像板：imagingplate,IP的強度下降，照片的密度會減低，D與R2成反比。

CR成像中作為采集（記錄）影像信息的載體。可以重復使用，但沒有顯（4）屏-片組合：增感屏的增感率越大，X線光子轉換成熒光的能力

示影像的功能。越強，所獲得的照片密度越大；膠片的感光度越高的X線膠片，獲得

31.數字X線攝影：digitalradiography,DR的照片密度越大。

是指計算機控制下，采用一維或二維的X線探測器直接把X線影像信還有X線發(fā)生器、濾過、陽極效應、濾線柵、暗室處理技術（顯影液配

息轉化為數字信號的技術。方、顯影液濃度、顯影溫度、沖洗時間、藥液的老化等）、X線束、解

32.平板探測器：flatpaneldetector,FPD剖部位及病理情況等因素影響照片密度。

FPD分為a-Se直接轉換平板探測器和用Csl+非晶硅的間接轉換平板

探測器，前者是將X線直接轉換為電信號的直接數字X線攝影用的影2.簡述X線照片光學對比度概念，分析影響照片光學對比度的主要因

像接收器件；后者是將X線先轉換成熒光，然后再轉換為電信號的間素（10分）。

接數字X線攝影用的影像接收器件。評分標準：1.光學對比度概念2分;

33.數字減影血管造影：digitalsubtractionangiography,DSA2.4個主要因素每個2分。

是基于順序圖像的數字減影，其結果是在減影圖像中消除了整個骨骼答：照片上相鄰二處的密度之差稱作光學對比度，K=D1-D2o

和軟組織結構，使?jié)舛群艿偷膶Ρ葎┧溆难茉跍p影圖中被顯示影響照片光學對比度的主要因素：

出來，具有很強的對比度。1.X線質：從X線透過的角度討論，kV決定X線的線質，即穿透能

34.蒙片（掩模）：mask力；又控制著影像對比度。用一定丫值的膠片而應用不同線質的X線

DSA中未注入造影劑前或造影劑濃度降到接近零時攝取的作減影用的X攝影時，得到的照片對比度不同。低kV攝影表現(xiàn)出高對比度影像效

線片。果；高kV攝影時影像表現(xiàn)出低對比度的影像效果。

35.醫(yī)學影像存儲與通訊系統(tǒng)：picturearchivingand2.膠片丫值：應用丫不同的膠片攝影時，所得的照片影像對比度是不

communicationsystem,PACS同的。用Y值大的膠片比用Y值小的膠片獲得的照片對比度大；使用

以高速計算機為基礎，以高速網絡和通訊方式聯(lián)接各種影像設備，利屏-片組合所獲得的照片對比度，將明顯高于無屏時的照片對比度。

用大容量存儲技術，以數字的方法存儲、管理、傳送和顯示醫(yī)學影像3.X線量mAs：X線量增加，照片密度（D）增高時，照片上低密度部分

與相關信息的系統(tǒng)。影像的對比度有明顯好轉。

36.計算機輔助診斷:computedaideddiognosis,CAD4.散射線：導致影像對比度降低。

CAD是利用計算機建立一定的數學模型，對醫(yī)學影像進行特定的處理另外，人體吸收、照片沖洗技術及視覺生理學等因素影響照片光學對

以提高診斷準確性的一種方法。比度。

二、問答題3.簡述X線膠片的感光特性及其測試、計算方法（畫出示意圖）（15

1.簡述X線照片光學密度概念，分析影響照片密度的主要因素（10分）。

芬）。評分標準：1.畫出H-D曲線2分;

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2.Dmin(Dmax)、S、丫()、L、6分;—與曲線I相交于c點，再作c點的垂線與曲線H相交于d點。由于-d

3.測試方法2分。點是b點的二倍曝光量，所以把d點密度作為(b)圖曝光軸上“0.6”

答：X線膠片的感光特性有：點相對應的密度d'。依次類推，即可得一條該膠片的特性曲線。

(1)灰霧度：是膠片未經曝光而直接顯影后形成的密度值。包括：片4.試述X線照片光學對比度的臨床意義及改變照片對比度的方法(10

基灰霧(BD)和乳劑灰霧(FD)。片基灰霧是由片基材料構成的密度，即務)。

膠片未經曝光就放置于定影液中處理，將AgX全部溶解之后的密度答：X線照片光學對比度是相鄰組織影像的密度差。若無對比度，人

Dmin；乳劑灰霧是乳劑制作中，為謀求一定的感光度而不可避免產生眼所觀察的照片將是一片白或一片黑。X線照片對比度將受四個方面

的副作用。乳劑灰霧不能直接測量，可通過本底灰霧減去片基灰霧得的影響，可以根據這四個方面來改變照片對比度：

到，郎FD=Dmin—BDo1)X線膠片對比度：值越大照片對比度越大，若想提高對比度，可

(2)感光度(S):是膠片的感光材料對光的敏感程度。醫(yī)用X線膠采用值大的膠片；

片感光度定義為，在X線照片上產生密度1.0加上Dmin所需要的曝光2)管電壓：管電壓低時，照片對比度高，適合軟組織攝影；管電壓過

量(H)的倒數：高時，對比度降低，但層次好；

3)管電流：管電流增加時，對低密度組織可獲得交好的照片對比度；

(3)對比度：表示方法有：反差系數(丫)和平均斜率()。4)本底灰霧：本底灰霧增加，照片對比度下降，因此要獲得交好的對

1)反差系數(丫)：反差系數反映的是直線部分的斜率，或稱曲線的最比度，應盡量減少本底灰霧。

大斜率。反差系數Y可用特性曲線的傾角正切表示，

2)平均斜率()：連接特性曲線上指定兩點密度DI(Dmin+O.25)和*5.簡述X線照片斑點概念，并分析其組成成分及表示照片顆粒度的

D2(Dmin+2.0)的直線與橫坐標夾角的正切值。它所反映的是該膠片兩個參量的物理意義(10分)。

對X線對比度的平均放大能力：評分標準：1.照片斑點概念2分;

2.3個組成成分2分;

3.RMS3分；

(4)寬容度(L)：指連接特性曲線上指定兩點密度所對應的曝光量范4.WS3分。

圍，被指定的兩點分別是膠片特性曲線上密度(Dmin+O.25)所對應的答：X線照片影像上的噪聲，稱X線照片斑點。X線照片斑點，是指同

曝光量IgHl和密度(Dmin+2.00)所對應的曝光量lgH2。即：L=lgH2樣的照射線量所形成的照片密度值應是均勻一致的，而實際上卻在照

-IgHl片上形成了隨機的密度差。閱片時人眼有一種“粗糙”的感覺，這種

(5)最大密度(Dmax)：對某種感光材料來說，密度上升到一定程度眼晴感覺到的“粗糙”稱心理粒狀性。用測孔是hn級的顯微密度計

時，不再因曝光量的增加而上升，此時的密度值稱為最大密度Dmax。測其數值。這種用精密儀器測出的有關X線照片斑點的物理量稱作物

測試方法：鋁梯定量測試法(雙倍曝光量法)。是在使用鋁梯厚度改變理照片粒狀性。斑點的實質是指X線量子統(tǒng)計漲落在照片上的記錄反

X線強度的基礎上，根據lg2=0.3的數學關系加以定量測定的方法。應。

在鋁梯下方加一層0.5mm厚的銅片。測試過程是：①曝光。利用鋁梯斑點組成主要有3個：

做為光楔模板，對同種的兩張X線膠片進行X線曝光，其中一張接受①從X線管發(fā)出的X線量子數到達屏-片系統(tǒng)的“統(tǒng)計漲落”就形成量

的曝光量是張的2倍(兩次重復曝光)。單純X線膠片則在紙板內進字斑占.

行。鋁梯級數要有21級或11級。②顯影加工。將這兩張膠片在標準②增感屏的結構斑點；

顯影加工條件下沖洗。③測量密度。用光學密度計測量各級密度值。③X線膠片感光顆粒大小不等、分布不均勻形成X線膠片的粒狀性。

④繪制特性曲。繪制出鋁梯級數(厚度差)與密度關系的曲線【和H。第1個參量：描寫隨機分布的密度函數D(x)差異的參量，即統(tǒng)計學上

在此坐標圖的右方(或另外取坐標紙)畫出兩條坐標軸，縱軸為照片密描述“統(tǒng)計漲落”的物理量是RMS,X線照片上的RMS粒狀度。(D)it

度，橫軸為相對曝光量對數，把(a)圖中的a點密度作為(b)圖曝光軸算式：

上“H0”點相對應的密度a',而⑸圖的b點由于接受的是a點的二

倍曝光量，所以把b點密度作為(b)圖曝光軸0.3點相對應的密度b'由于測得的。(D)值很小,將。(D)X1000作為RMS粒狀度值。

(lg2=0.3)；然后，把(a)圖b點水平移動(即通過b點作橫坐標平行線)

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RMS是描述不同屏-片組合系統(tǒng)斑點大小的重要物理參量。RMS值大,2.信息讀出2分;

此屏-片組合噪聲就多，相反RMS小，就表示該組合系統(tǒng)的噪聲少。3.信息處理2芬;

第2個參量：隨機函數AD（x）的WS：4.顯不、記錄2芬;

5.CR系統(tǒng)的四象限理論圖2,分。

或答：透過被檢體入射到CR系統(tǒng)中IP的X線量子被IP的成像層內的熒

L必須充分長。屏-片系統(tǒng)的威納頻譜：①對X線膠片，WS值與空間頻光顆粒吸收，釋放出電子，其中一部分電子散布在成像層內呈半穩(wěn)定

率值變化無關；②任何屏-片組合系統(tǒng)，WS都是隨著空間頻率3的增狀態(tài)，形成潛影（信息采集）；

大而迅速減小的；③用稀土增感屏的WS值大，而用低感度、產生模糊當用激光照射已形成的潛影時，半穩(wěn)定狀態(tài)的電子釋放出光量子，發(fā)

值小的增感屏的WS小。生PSL現(xiàn)象，光量子隨即由光電倍增管檢測到，并被轉化為電信號，

這些代表模擬信息的電信號再經ADC轉換為數字信號（信息讀出）；

6.簡述X線管焦點極限分辨力的概念、測試及計算方法（15分）。讀出的影像信息被饋送到第三象限的影像處理裝置（第三象限）中，可

答：（1）焦點的極限分辨力R（LP/mm）是在規(guī)定測量條件下不能成根據診斷要求施行諧調處理、頻率處理和減影處理。然后數字信號被

像的最小空間頻率值。記作：傳送到存儲元件中作進一步處理（信息的處理）；

其中2d為X線管焦點的線擴散函數（LSF）的半值寬度，用星形測試饋入影像再現(xiàn)（第四象限），影像記錄裝置IRC的影像信號重新被轉換

卡（簡稱星卡）測試時，2d是星卡像面上第一個模糊帶的一對楔條對為光學信號以獲得X線照片。IRC對CR系統(tǒng)使用的膠片特性曲線自動

應的弧長；Z為模糊帶直徑；0為楔條頂角的角度。實施補償，以使相對于曝光曲線的影像密度是線性的。

（2）測試方法：

設備：主要是星卡。星卡是由相間放置的一組具有對X線吸收率高低8.簡述CR的四象限理論（10分）。

不同的楔條構成的測試卡，高吸收率楔條用鉛條或與其等效材料制答：影像信息采集（第一象限）：CR系統(tǒng)的影像是通過一種涂在IP

造，厚度約為0.03?0.05mm,楔條的頂角等于或小于2。角，星形測上的特殊物質一光激勵發(fā)光物質來完成影像信息的采集。第一象限表

試卡的直徑至少為45mll1。測試用膠片須用微粒膠片，不用增感屏。示IP的X線輻射劑量與激光束激發(fā)的光激發(fā)發(fā)光（PSL）強度之間的

方法：拍攝星卡照片須做好準直，要求X線中心線垂直于星卡平面。關系。二者的關系在大于1:104范圍是線性的，使CR系統(tǒng)具有高的敏

調節(jié)星卡至焦點和膠片的距離，使測得的星卡照片上兩個方向上的最感性和寬的動態(tài)范圍。

外模糊區(qū)尺寸ZW、ZL大于或盡量接近星卡像直徑的三分之一，但不小影像信息讀?。ǖ诙笙蓿簝Υ嬖赑SL物質中的影像信息是以模擬

于25mm（放大倍率按規(guī)定）。選擇適當的曝光條件使膠片充分顯影后信號的形式記錄下來的，需使用激光掃描儀將其讀出并轉換成數字信

的最大密度值在L0?1.4之間，DminW0.2。號。隨著激光束的掃描，IP上釋放出的PSL被自動跟蹤的集光器收

（3）計算方法：測量星卡照片上垂直于X線管長軸方向和平行于X線集，經光電倍增管轉換成相應強度的電信號，并被進一步放大，再由

管長軸方向上的模糊區(qū)直徑ZW、ZL及星卡照片的放大率M,并根據已ADC轉換成數字化的影像信號。掃描完一張IP,便可得到一幅完整的

知楔條頂角的角度，計算出焦點面上二個方向的極限分辨力。數字圖像。第二象限表示輸入到影像讀出裝置（IRD）的信號和輸出信

隹占而上的極限分辨力為?號之間的關系。

箕審、分別為焦點像面上及焦點面上的極限分辨力；、分別為焦影像信息處逋°（第三象限）：影像處理裝置（IPC）。經IPC處理，顯

點面上，垂直于X線管長軸方向與平行于X線管長軸方向的極限分辨示出適用于診斷的影像，可根據診斷要求施行諧調處理、頻率處理和

力；ZW、ZL分別為星卡照片上二個方向上的模糊區(qū)直徑；為星形測減影處理。

試卡昭片放大率。影像再現(xiàn)（第四象限）：影像記錄裝置（IRC）。饋入IRC的影像信號

（4）'、2吉果分析：X線管焦點小其極限分辨力就大，反之X線管焦點大重新被轉換為光學信號以獲得X線照片。IRC對CR系統(tǒng)使用的膠片特

其極限分辨力就??；焦點上的線量分布為單峰時其極限分辨力大，焦性曲線自動實施補償，以使相對于曝光曲線的影像密度是線性的。第

點上的線量分布為多峰時其極限分辨力小；R值大的焦點成像性能比R四象限決定了CR系統(tǒng)中輸出的X線膠片的特性曲線。其特性曲線是依

值小的好。據X線劑量和成像范圍自動改變的。

7.分析CR成像基本原理（10分）。

評分標準：1.信息采集2分;

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9.簡述諧調處理（層次處理）的作用，諧調處理四個參數的作用、方讀出后，掃描電路自動清除Se層中的潛影和電路存儲的電荷，以保證

法（10分）。探測器的反復使用。

答：諧調處理的作用主要用來改變影像的對比度、調節(jié)影像的整體密｛直接轉換FPD是直接將X線光子通過電子轉換為數字化圖像。X線透

度。

鹵久參數的作用、方法：過人體后有不同程度的衰減，當作用于電子暗盒內的Se層時，由于X

線的強弱不同，Se層光電導體按吸收X線能量的大小產生正負電荷

（1）諧調曲線類型（GT）：諧調曲線是一組非線性的轉換曲線，其作對.，頂層電極與集電矩陣間的高電壓在Se層產生電場，使X線產生的

用是顯示灰階范圍內各段被壓縮和放大程度，A線：產生大寬容度的正負電荷分離，正電荷移向集電矩陣儲存于電容器內，矩陣電容器所

線性層次；B?J線：屬系統(tǒng)性變化的非線性層次曲線，類似于屏-片儲存的電荷與X線強度成正比。隨后掃描控制器掃描電路，讀取一個

系統(tǒng)，肩部是高密度區(qū)，足部是低密度區(qū)；K?L線：為血管數字減影矩陣電容單元的電荷，將電信號轉換為數字化信號，數字化圖像數據

所設置的特別高對比度的非線性曲線；M線：線性黑白反轉；N線：為在系統(tǒng)控制器內儲存、處理，最后重建影像在監(jiān)視器上顯示。上述過

胃腸造影（G.I）專門設定的非線性曲線；0線：主要用于優(yōu)化骨骼的程完成后，掃描控制器自動對電子暗盒內的感應介質進行恢復。｝

非線性曲線；P線：主要用于優(yōu)化胸部肺野區(qū)域產生的微小密度變化11.分析直接型平板探測器FPD（a-Se）工作原理（畫出示意圖）

的影像。（10分）。

（2）旋轉中心（GC）：為諧調曲線的中心密度，改變GC即改變了曲評分標準：1.畫出平板探測器FPD工作原理圖2分；

線的密度中心，甚至可由正像變成負像，或相反。2.X線~電信號2分；

（3）旋轉量（GA）：主要用來改變影像的對比度。旋轉量有一定的數3.地址、信號輸出每個2分；

值范圍是一4?4（不包括0）。當GA=1時，表示所選擇的諧調曲線4.信號處理2分。

上無對比度的變化，相當于屏-片系統(tǒng)中H-D曲線的丫=1時，輸入與答：直接轉換FPD是直接將X線光子通過電子轉換為數字化圖像。X

輸出影像的對比度無變化；GA大，對比度大。線透過人體后有不同程度的衰減，當作用于電子暗盒內的Se層時，由

（4）諧調曲線移動量（GS）：GS=-1.44?1.44,利用微細調節(jié)來獲于X線的強弱不同，Se層光電導體按吸收X線能量的大小產生正負電

得最優(yōu)化密度。GS用于改變整幅影像的密度。降低GS值，曲線向右荷對，頂層電極與集電矩陣間的高電壓在Se層產生電場，使X線產生

移，減小影像密度。的正負電荷分離，正電荷移向集電矩陣儲存于電容器內，矩陣電容器

所儲存的電荷與X線強度成正比。隨后掃描控制器掃描電路，讀取一

10.簡述直接型FPD數字X線攝影原理，并畫圖說明（10分）。個矩陣電容單元的電荷，將電信號轉換為數字化信號，數字化圖像數

答：直接型FPD主要由導電層、電介層、Se層、頂層電極、集電矩陣據在系統(tǒng)控制器內儲存、處理，最后重建影像在監(jiān)視器上顯示。上述

層、玻璃襯底、保護層，以及高壓電源和輸入輸出電路組成。過程完成后，掃描控制器自動對電子暗盒內的感應介質進行恢復。

集電矩陣由按陣元方式排列的TFT組成，a-Se涂覆在集電矩陣上。當｛集電矩陣由按陣元方式排列的TFT組成，a-Se涂覆在集電矩陣上。

X線照射a-Se層時，由于光電導性產生一定比例的電子-空穴對，在當X線照射a-Se層時，由于光電導性產生一定比例的電子-空穴對，

頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴以電流形在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴以電流

式沿電場移動，導致TFT的極間電容將電荷無丟失或散落地聚集起形式沿電場移動，導致TFT的極間電容將電荷無丟失或散落地聚集起

來，電荷量與入射X線光子成正比。每個TFT成為一個采集圖像的最來，電荷量與入射光子成正比。這樣，每個TFT成為一個采集圖像的

小單元（像素）。每個像素區(qū)域內形成一個場效應管，它起開關作用。最小單元（像素）。每個像素區(qū)域內形成一個場效應管，它起開關作

讀出時，某一行被給予電壓，這一行的開關就被打開，電荷從被選中用。讀出時，某一行被給予電壓，這一行的開關就被打開，電荷從被

行的所有電容中按順序逐一送到外電路。由于正負電荷主要沿電場線選中行的所有電容中按順序逐一送到外電路。由于正負電荷主要沿電

運動，只有在X線直接吸收的像素上才發(fā)生像素對電荷的收集，每個場線運動，只有在X線直接吸收的像素上才發(fā)生像素對電荷的收集，

X線光子產生的電荷不會擴散到相鄰像素中去。每個X線光子產生的電荷不會擴散到相鄰像素中去。

在大型電路中將產生幾個信號同時被讀出，TFT被來自高速處理單元在大型電路中，這樣將產生幾個信號必須同時被讀出，TFT被來自高

的地址信號激活時，聚集的電荷就會被以電信號的形式讀取到高速信速處理單元的地址信號激活時，聚集的電荷就會被以電信號的形式讀

號處理單元中，經讀出放大器放大后被同步地轉換成數字信號。信號取到高速信號處理單元中，經讀出放大器放大后被同步地轉換成數字

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信號。信號讀出后，掃描電路自動清除Se層中的潛影和電路存儲的電UB、口T分別為骨和軟組織的線性吸收系數，dB、dT分別是骨和軟組

荷，以保證探測器的反復使用。｝織的厚度，這時把血管看作為軟組織。當血管內注入碘對比劑后，

則：

12.簡述間接轉換型FPD數字X線攝影原理，并畫圖說明（10分）。或

答：間接型FPD由CsI閃爍體層、a-Si光電二極管陣列、行驅動電路Zi、口n分別是碘對比劑的線性吸收系數和厚度。注入對比劑的前

以及圖像信號讀取電路四部分構成。與后的透過x線強度差為：

間接型FPD在X線照射下，探測器的閃爍體或熒光體層將X線光子轉

換為可見光，而后由具有光電二極管作用的a-Si陣列轉變?yōu)殡娦盘?，減影后的信號只與對比劑的厚度成正比，與骨和軟組織的結構無關。

通過外圍電路檢出及A/D轉換，獲得數字化圖像。間接型轉換型探測也就是在減影后的圖像中消掉了軟組織和骨等對圖像的影響，突出了

器經歷了X線一可見光一電荷一數字圖像的成像過程。造影的血管。

探測器所采用的碘化鈉閃爍體材料由連續(xù)排列的針狀CsI晶體構成，

針柱的直徑約6um,外表面由重元素給包裹，使可見光波導減少漫14.簡述DSA的基本方法（10分）。

射。探測器結構中由a-Si光電二極管陣列完成可見光圖像向電荷圖像答：（1）時間減影：時間減影是在注入的造影劑進入興趣區(qū)之前，將

轉換的過程，同時還實現(xiàn)了連續(xù)圖像的點陣化采樣。探測器的外圍電一幀或多幀圖像作為mask像儲存起來，并與含有造影劑的造影像一一

路由時序控制器、行驅動電路、讀出電路、A/D轉換電路、通信及控相減。這樣兩幀間相同的影像部分被消除，造影劑通過血管引起高密

制電路組成。在時序控制器的統(tǒng)一指揮下，行驅動電路將像素的電荷度部分被突出地顯示出來。

逐行檢出。讀出電路將并行的列脈沖信號轉換為串行脈沖信號。主電（2）能量減影：能量減影也稱為雙能量減影、K-緣減影。進行某興趣

路板上包含的A/D轉換電路將脈沖信號轉換為數字信號，并通過數字區(qū)血管造影時，幾乎同時用兩個不同的管電壓取得兩幀圖像對其減

接口發(fā)送到圖像處理器。探測器系統(tǒng)接口包括：①圖像數據光纖接影，由于兩幀圖像是由兩種不同的能量攝制的，故稱之為參量減影。

口；②雙向通訊接口；③探測器工作電源。能量減影是利用碘在33keV附近對X線衰減系數有明顯的差異這一特

（成像的基本過程：①位于探測器頂層的CsI閃爍晶體將入射的X線圖點而進行的。軟組織、骨骼則是連續(xù)的，沒有碘這一特點。

像轉換為可見光圖像；②位于CsI層下的a-Si光電二極管陣列將可見（3）混合減影：混合減影是基于時間與能量兩種減影相結合的減影方

光圖像轉換為電荷圖像，每一個像素的電荷量變化與入射X線的強度法。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

成正比，同時該陣列還將空間上連續(xù)的X線圖像轉換為一定數量的行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

和列構成的點陣式圖像。點陣的密度決定了圖像的空間分辨力；③在一次，即得到混合減影圖像。

中央時序控制器的統(tǒng)一控制下，居于行方向的行驅動電路與居于列方

向的讀取電路將電荷信號逐行取出，轉換為串行脈沖序列并量化為數

字信號。獲取的數字信號經通信接口電路傳送至圖像處理器，從而形三、計算題

成X線數字圖像。）匚、有一被貶者，其胸部前后徑為20cm,采用F=1.2的焦點、

13.分析DSA的物理原理，并畫圖說明（10分）。FFD=120cm攝取胸部正位片，此患者b=10cm的組織影像是否清晰？

評分標準：1.畫出示意圖2分；（5分）

2.注入對比劑前后的X線裒減式各2分；評分標準：1.計算出焦點允許放大率2分；

3.寫出相減后表達式、文字結論4分。2.計算出焦點實際放大率、結論3分。

答：DSA中用來數字化并相減的信號取自視頻攝像機的輸出端，它是解L：允許放大率：M'=1+0.2/F=l+0.2/1.2=1.16

由透過人體后的X線強度決定的。這個X線強度信號是服從指數遞減實際放大率：M=（a+b）/a=120/（120-10）=1.09

規(guī)律的。因為MVM',所以影像是清晰的。

當單能窄束X線通過圖所示的兩均勻介質時，X線射出強度IT和入射解2：此組織影像的組織模糊值：

X線強度10之間服從指數遞減規(guī)律：

或因為HV模糊域值0.2,所以組織影像是清晰的。

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5.屏-片系統(tǒng)X線信息影像傳遞過程中，作為信息載體的是（A）

2.有一被檢者，其腰部前后徑為20cm,采用F=2.0的焦點、A、X線

FFD=100cm攝取腰椎正位片，此患者b=15cm的腰椎PA位影像是否B、膠片

清晰？（5分）C、被照體

解1：允許放大率:M'=1+0.2/F=l+0.2/2=1.1D、增感屏

實際放大率：M=（a+b）/a=100/（100-15）=1.18E、顯影液

因為,所以影像是模糊的。

解2：此組織影像的組織模糊值：6.X線影像信息的傳遞，錯誤的是（D）

A、被照體作為信息源

因為H＞模糊域值0.2,所以組織影像是模糊的。B、X線作為信息載體

C、經顯影處理形成可見密度影像

3.某肢體厚度為20cm,采用2.0焦點，F(xiàn)FD=150cm進行X線攝D、第一階段的信息傳遞取決于膠片特性

影，使用Rf=40LP/cm,Rs=10LP/cm的屏-片組合系統(tǒng)成像，試問E、X線診斷是X線影像信息傳遞與轉換過程

所得肢體影像的分辨力是多少？照片影像是否清晰？（10分）

崢7.X線檢查程序可以簡化為（A）

：：A、X線一被照物一信號一檢測一圖像形成

.H=0.31mm大于人眼的分辨力0.2mm,所以照片的影像模糊。B、被照物一X線-＞信號一檢測一圖像形成

C、X線一被照物一檢測一圖箱像成f信號

四、選擇題D、被照物一X線一檢測一信號一圖像形成

1.應用光或其他能量表現(xiàn)被照體信息狀態(tài)，并以可見光影像加以記錄E、X線一被照物一檢測一信號-＞圖像形成

的技術稱（B）

A、影像B、攝影C、信息信號D、成像系統(tǒng)E、攝影程序8.X線照片密度影響因素的敘述，錯誤的是（D）

2.關于X線影像信息的傳遞及影像形成的敘述，錯誤的是（B）A、密度的變化與kVn成正比

A、被照體的信息分布于三維