第六章数字X线设备(一)

1、肇庆医学高等专科学校肇庆医学高等专科学校医学影像设备学医学影像设备学第六章第六章 数字数字X X线设备线设备2022-4-112学习目标学习目标 熟悉数字熟悉数字X线设备的分类及其优点；线设备的分类及其优点； 掌握计算机掌握计算机X线摄影装置的基本机构；线摄影装置的基本机构； 掌握计算机掌握计算机X线摄影装置的工作原理。线摄影装置的工作原理。2022-4-113主要内容主要内容一、数字一、数字X X线成像设备的分类与优点；线成像设备的分类与优点；二、计算机二、计算机X X线摄影装置的基本结构；线摄影装置的基本结构；三、计算机三、计算机X X线摄影装置的工作原理。线摄影装置的工作原理。2022-

2、4-114数字数字X X线设备线设备 把把X X线透射图像线透射图像数字化数字化并进行系列并进行系列处理处理，再转，再转换成换成模拟图像模拟图像显示的一种显示的一种X X线设备。线设备。模拟图像模拟图像数字图像数字图像透射图像透射图像2022-4-115数字数字X X线设备线设备 把把X X线透射图像线透射图像数字化数字化并进行系列并进行系列处理处理，再转，再转换成换成模拟图像模拟图像显示的一种显示的一种X X线设备。线设备。2022-4-116数字数字X X线设备线设备1.CR(Computed Radiography)1.CR(Computed Radiography)计算机计算机X X线

3、摄影装置线摄影装置2.DR(Digital Radiography)2.DR(Digital Radiography)数字数字X X线摄影装置线摄影装置3.DSA(Digital Subtraction Angiography)3.DSA(Digital Subtraction Angiography)数字减影血管造影数字减影血管造影4.X-CT(X-ray Computed Tomography)4.X-CT(X-ray Computed Tomography)X X线计算机体层成像线计算机体层成像 IPIP存储信息存储信息激光扫描激光扫描存储信息转为电信号存储信息转为电信号计算计算机处理机

4、处理数字图像数字图像 透过人体的透过人体的X X线通过线通过探测器探测器以直接或间接方式转换为以直接或间接方式转换为数字图像数字图像 计算机与心血管造影计算机与心血管造影X X线机相结合的一种新的成像系统线机相结合的一种新的成像系统2022-4-117数字数字X X线设备线设备成像方式成像方式2022-4-118数字数字X X线设备线设备发展历程发展历程1.19721.1972年年 X-CTX-CT问世问世 带来医学图像数字化浪潮带来医学图像数字化浪潮2.19792.1979年年 飞点扫描飞点扫描DRDR出现出现 DSADSA得到高速发展得到高速发展3.203.20世纪世纪8080年代初年代初

5、 CRCR研发成功研发成功 90 90年代推入市场年代推入市场 传统传统X X线摄影影像数字化线摄影影像数字化4.19984.1998年年 非晶硅非晶硅(Si)(Si)平板探测器推出平板探测器推出 2001 2001年年 非晶硒非晶硒(Se)(Se)平板探测器面世平板探测器面世2022-4-119数字数字X X线设备线设备数字数字X X线成像优点线成像优点对比度分辨力高；对比度分辨力高；辐射剂量小，辐射剂量小，X X线利用率高；线利用率高；图像后处理功能强；图像后处理功能强；便于存储与传输。便于存储与传输。2022-4-1110一一 计算机计算机X X线摄影装置工作原理线摄影装置工作原理IPI

6、PIPIP接受接受X X线照射线照射激光扫描转换成激光扫描转换成光信号光信号转换为转换为电电信号信号转换为转换为数字信号数字信号获得获得数字影像数字影像2022-4-1111IPIP信息采集信息采集信息采集：信息采集：IPIP代替胶片，形成潜影，代替胶片，形成潜影，IPIP在强光照射下在强光照射下 可擦除记忆信息以重复使用可擦除记忆信息以重复使用一一 计算机计算机X X线摄影装置工作原理线摄影装置工作原理2022-4-1112IPIP信息转换信息转换信息转换：信息转换：激光扫描使激光扫描使IPIP存储的信息转换成光信号，存储的信息转换成光信号， 再转换成电信号，并进行再转换成电信号，并进行A/

7、DA/D转换，得到转换，得到 数字化图像数字化图像一一 计算机计算机X X线摄影装置工作原理线摄影装置工作原理2022-4-1113IPIP信息处理信息处理信息处理：信息处理：对数字化图像进行各种处理，如大小测量、对数字化图像进行各种处理，如大小测量、 放大、灰阶处理、空间频率处理、减影处放大、灰阶处理、空间频率处理、减影处 理等理等一一 计算机计算机X X线摄影装置工作原理线摄影装置工作原理2022-4-1114IPIP信息存储信息存储与记录与记录信息存储：信息存储：用存储媒体存储数字图像，或用激光相机用存储媒体存储数字图像，或用激光相机 将图像打印记录，也能直接在计算机显示将图像打印记录，

8、也能直接在计算机显示 器上显示器上显示一一 计算机计算机X X线摄影装置工作原理线摄影装置工作原理2022-4-1115二二 IP(IP(影像板影像板) )基本结构基本结构保护层保护层：保护荧光层，性保护荧光层，性 能稳定，耐弯曲、磨损，薄能稳定，耐弯曲、磨损，薄荧光层荧光层：产生辉尽性荧光，产生辉尽性荧光， 形成潜影，激光照射时释放形成潜影，激光照射时释放 荧光，转换率高荧光，转换率高支持层支持层：保护荧光层免受保护荧光层免受 外力损伤，多为黑色外力损伤，多为黑色背衬层背衬层：材料与作用同材料与作用同保护层保护层 PSLPSL荧光层荧光层氟卤化钡晶体氟卤化钡晶体支持层支持层背衬层背衬层202

9、2-4-1116成像原理成像原理二二 IP(IP(影像板影像板) )X X线量子射入线量子射入IPIPPSLPSL荧光体吸收，释放电子荧光体吸收，释放电子半稳定态电子形成潜影半稳定态电子形成潜影二次激发二次激发IPIP，电子转换，电子转换成光量子成光量子( (光致发光光致发光) )荧光转换为电信号，形荧光转换为电信号，形成数字图像成数字图像2022-4-1117特性特性二二 IP(IP(影像板影像板) )1.1.发射光谱与激发光谱：发射光谱与激发光谱：激发激发600nm600nm最佳，发射最佳，发射390-400nm390-400nm最佳最佳2.2.时间响应：时间响应： 停止激光照射后，荧光体

10、很快衰减，终止发光停止激光照射后，荧光体很快衰减，终止发光3.3.动态范围：动态范围： 比屏比屏/ /片组合宽得多，精确检测组织差别片组合宽得多，精确检测组织差别4.4.存储信息的消退：存储信息的消退： 额定存储时间内基本不受影响额定存储时间内基本不受影响5.5.天然辐射的影响：天然辐射的影响： IPIP对电磁波敏感，长期存放后要用激光消除对电磁波敏感，长期存放后要用激光消除2022-4-1118分类分类二二 IP(IP(影像板影像板) )高分辨率高分辨率型型( (乳腺乳腺) )普通普通型型( (常规常规) )硬基板硬基板型型透明板透明板型型软基板软基板型型单面存储单面存储型型双面存储双面存储

11、型型使用注意事项使用注意事项避免损伤，定期养护避免损伤，定期养护注意屏蔽，避免漏光注意屏蔽，避免漏光再次使用前消除潜影再次使用前消除潜影额定存储时间及时读取额定存储时间及时读取2022-4-1119结构结构三三 读取装置读取装置1.1.暗盒型暗盒型读取装置读取装置( (可代替常规摄影暗盒使用可代替常规摄影暗盒使用) )2022-4-1120结构结构三三 读取装置读取装置2.2.无暗盒型无暗盒型读取装置读取装置 配置于配置于专用专用机器，现用机器，现用X X线机不能配备此装置。线机不能配备此装置。IPIP在曝光后直接被传送到激光扫描和潜影消除部分处理。在曝光后直接被传送到激光扫描和潜影消除部分处

12、理。 数字图像信息、被检者信息数字图像信息、被检者信息( (病历号、姓名、日期病历号、姓名、日期) )、摄影条件、摄影部位等。摄影条件、摄影部位等。读取信息：读取信息：2022-4-1121读出原理读出原理三三 读取装置读取装置1.1.电机带动电机带动IPIP匀匀 速移动速移动2.2.激光束对激光束对IPIP精精 确扫描确扫描3.3.荧光体被激发荧光体被激发 产生荧光产生荧光4.4.荧光被导光器荧光被导光器 采集与导向采集与导向5.5.光电倍增管光电倍增管后后 续处理续处理微弱激光瞬间粗略扫描微弱激光瞬间粗略扫描高强度激光精细读潜影高强度激光精细读潜影2022-4-1122影响图像质量的因素影

13、响图像质量的因素三三 读取装置读取装置1.1.激光束的直径激光束的直径2.2.光电及传动系统的噪声光电及传动系统的噪声3.3.数字化的影响数字化的影响 直径越小，信息量越多，图像质量越好直径越小，信息量越多，图像质量越好 X X线量子噪声线量子噪声(X(X线强度线强度) )、光量子噪声、光量子噪声(X(X线强度、吸线强度、吸收效率、发光量、聚光效率、转换效率收效率、发光量、聚光效率、转换效率) )、外来光、反、外来光、反射光、电流、传导射光、电流、传导 模拟信号取样与量化模拟信号取样与量化2022-4-1123三三 读取装置读取装置采样采样量化量化2022-4-1124四四 计算机图像处理计算

14、机图像处理图像处理的环节图像处理的环节1.1.系统检测功能相关系统检测功能相关2.2.显示功能相关显示功能相关3.3.存储记录相关存储记录相关 利用适当利用适当读取读取技术，自动获取技术，自动获取最佳密度和对比度最佳密度和对比度的的图像图像 灰阶灰阶处理、处理、频率频率处理、处理、减影减影处理等，满足处理等，满足不同诊断不同诊断目的目的，诊断价值高诊断价值高 获得获得高质量可视图像高质量可视图像，不降低质量不降低质量的前提下的前提下压缩压缩图图像数据像数据2022-4-1125四四 计算机图像处理计算机图像处理图像读出灵敏度自动设定图像读出灵敏度自动设定 自动控制自动控制图像读取特性，实现图像

15、读取特性，实现图像密度的稳定图像密度的稳定，即克，即克服曝光过度或不足产生的图像密度不稳定性。服曝光过度或不足产生的图像密度不稳定性。目的目的： 自动预读程序自动预读程序实现实现：微弱激光瞬间粗略扫描微弱激光瞬间粗略扫描2022-4-1126四四 计算机图像处理计算机图像处理2022-4-1127四四 计算机图像处理计算机图像处理2022-4-1128四四 计算机图像处理计算机图像处理1.1.自动确定自动确定X X线剂量范围线剂量范围2.2.计算读取装置的输入信号范围计算读取装置的输入信号范围3.3.决定本次读出决定本次读出IPIP潜影的最佳条件潜影的最佳条件2022-4-1129四四 计算机

16、图像处理计算机图像处理2022-4-1130四四 计算机图像处理计算机图像处理图像后处理图像后处理1.1.灰阶处理灰阶处理2.2.空间频率处理空间频率处理3.3.动态范围压缩动态范围压缩 改变灰阶函数自由控制改变灰阶函数自由控制X X线剂量与输出图像密度的关系线剂量与输出图像密度的关系 通过频率响应的调节来影响图像的锐度，如边缘增强通过频率响应的调节来影响图像的锐度，如边缘增强 低密度区域为中心的压缩和高密度区域为中心的压缩低密度区域为中心的压缩和高密度区域为中心的压缩2022-4-1131五五 暗盒型暗盒型CRCR实例实例IPIP接受接受X X线照射线照射激光扫描转换成激光扫描转换成光信号光信号转换为转换为电电信号信号转换为转换为数字信号数字信号获