计算机X线摄影课件

1、计算机X线摄影 Computed Radiography，CR,计算机X线摄影,传统的X线成像是经X射线曝光，将影像信息记录在胶片上，在显、定影处理后，在照片上显示影像 计算机X线成像是将影像信息记录在影像板（imaging plate，IP）上，经激光扫描仪获得数字化图像，可以用计算机进行后处理，经数字/模拟转换器转换，在高分辨率显示器上显示灰阶图像,计算机X线摄影,影像信息的读取：IP上的潜影用激光扫描系统读取，并转换成数字信号。激光束对匀速移动的IP整体进行精确而均匀的扫描。在IP上通过激光激发出的荧光，由自动跟踪的集光器收集，经光电转换器转换成电信号，放大后，由模拟/数字转换器转换成数

2、字化影像信息,计算机X线摄影,影像信息的处理：影像的数字化信号经图像处理系统处理，可以在一定范围内改变图像的特性。这是CR优于X线照片之处 图像处理主要功能 灰阶处理 窗位处理 数字减影血管造影处理 X线吸收率减影处理等,计算机X线摄影,灰阶处理：通过图像处理系统的调整，可使数字信号转换为黑白影像对比，在人眼能辨别的范围内进行选择，以达到最佳的视觉效果 窗位处理：以某一数字信号为0，即中心，使一定灰阶范围内的组织结构，以其对X线吸收率的差别，得到最佳的显示，同时可对这些数字信号进行增强处理 窗位处理可提高影像对比，有利于显示精细结构,计算机X线摄影,影像的显示与存储：数字化图像经数字/模拟转换

3、器转换，于荧屏上显示出人眼可见的灰阶图像。荧屏上的图像可供观察分析，还可用多帧光学照相机摄于胶片上，用激光照相机可把影像的数字化信号直接记录在胶片上，可提高图像质量。激光照相机同自动洗片机联成一体，可减少操作程序 CR的数字化图像信息还可用磁带、磁盘和光盘作长期保存。,CR的临床应用,CR的图像质量与所含的影像信息量可与传统的X线成像相媲美。图像处理系统可调节对比。故能达到最佳的视觉效果 曝光宽容度较大；患者接受的X线量减少。图像信息可由磁盘或光盘储存，并进行传输,CR的临床应用,CR图像与传统X线图像都是所摄部位总体的重迭影像，因此，传统X线能摄照的部位也都可以用CR成像，而且对CR图像的观

4、察与分析也与传统X线相同。所不同的是CR图像是由一定数目的象素所组成的数字图像,CR的临床应用,易于显示纵隔结构如血管和气管 对结节性病变的检出率高于传统的X线成像，但显示肺间质与肺泡病变则不及传统的X线图像 CR在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像,CR的临床应用,用CR行体层成像优于X线体层摄影 胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠粘膜皱襞上，CR优于传统的X线造影,CR系统概述,IP板 成像板作为图像信号渎取的载体，透过人体的X线进入IP板成像层，使成像层荧光体吸收X线能量产生半稳定状态的电子分布于荧光体内，形成潜影 扫描仪 扫描仪用激光束扫描感光的IP板，把潜影中的

5、电信号转变为光信号并采集，经AD转换成数字信号，形成数字像 病人身份输入工作站（ID STATION） 将病人姓名，性别、年龄等键入计算机，明确数字影像的身份，以便查找,CR系统概述,图像工作站 实现数字图像后处理功能 激光打印机 数字影像经激光打印机，可得到清晰准确的CR激光片，用于诊断或存档 刻录机 与图像工作站相连，数字化图像被刻录饥刻录在光盘上，便于保存和调阅,数字图像后处理功能,IP板扫描时的出现的翻转或倒置等现象，可通过调节可获得正常体位样式的图像 利用放大镜功能对感兴趣区域进行细致观察，显示细微结构和病灶 调节窗位窗宽，获得清晰度和对比度都满意的图像 可实现对ROI的长度和面积测

6、量 边缘增强功能可对摄片条件偏低、影像较淡而难以调节的图像进行锐化处理，以获得满意的效果,CR成像的基本原理,影像信息的采集 CR系统的影像首先记录在IP板上,其上涂有光激励发光物质（photo stimulated luminescence，PSL） 。这种物质在第一次激发光照射时，能将激发光所携带的信息记录下来，当受到二次激发光照射时，能发出与一次激发光所携带信息相关的荧光,CR成像的基本原理,影像信息的采集 CR系统的影像首先记录在IP板上,其上涂有光激励发光物质（photo stimulated luminescence，PSL） 。这种物质在第一次激发光照射时，能将激发光所携带的信息

7、记录下来，当受到二次激发光照射时，能发出与一次激发光所携带信息相关的荧光,PSL物质的特点,X射线照射量同PSL相对强度呈线性关系 PSL发光强度要比X射线照射量大2-3个数量级 PSL的强度与二次激发光的波长有关 在一定的范围内，PSL的强度随二次激发光的功率增大而增大,PSL材料的发光寿命要短，即PSL强度衰减速度要快 存储在PSL物质中的影像信息随存储时间（读取前的时间）的延长而衰减。临床上一般要求在摄片后8小时内进行扫描读取过程 长期不用的IP会受到天然本底辐射而出现黑点噪声,影像信息的读取,荧光屏显示 多幅照相机将影像拍摄到胶片上 多幅照相机是通过光学系统直接从荧光屏摄 影，由于荧光

8、屏上光斑的干扰，很难得到高 质量的照片 激光照相机直接记录影像信号 激光照相机直接把数字信号记录到胶片上， 能较好地控制曝光量，得到较高质量的影像,影像的再现,激光照相机,胶片由高精度电机带动，精确地向一侧匀速移动 激光束通过摆动式反光镜和多面体回旋式反光镜的反射，在与胶片垂直的方向上，依次投射到胶片上 激光器与反光镜之间加一个超声调光器调节激光强度。控制超声调光器，则可以将电信号作为平面影像由激光照到胶片上，再通过胶片的显影得到CR照片 激光照相机使用的胶片是对波长在780nm左右的半导体激光有高感光性的微粒子单面胶膜专用胶片,影响CR图像质量的因素,CR影像的空间分辨率主要取决 PSL物质

9、结晶体的颗粒度 影像读出系统的电、光学特性 激光束光点直径的大小 激光与其激发产生PSL在IP中的散射程度,CR影像的空间分辨力尚不如传统胶片,影像的噪声可分为 X射线量子噪声 光量子噪声 固有噪声,CR噪声,光量子噪声是IP上的PSL物质被二次激发时，PSL转换为电信号过程中产生的噪声呈泊松分布 光量子噪声的大小与光电子数成反比 入射的X射线量 IP上X射线吸收率 IP产生的PSL量 聚集PSL的集光器集光效率 PMT的光电转换率 提高IP的PSL亮度、使用高集光效率的集光器和高光 电转换效率的PMT，都可以降低光量子噪声，提高 CR影像的质量,光量子噪声,固有噪声与X射线无关,包括 IP的

10、结构噪声 由IP中PSL物质颗粒的随机分布产生 激光噪声 模拟电路噪声 A/D转换中的量子噪声 在固有噪声中，IP的结构噪声起决定性作用,固有噪声,CR的优点,强大的后处理功能 数字影像不同于普通X射线照片，可以进行图像处理，改善影像的质量，显示出未经处理影像中所不能观察到的特征信息，使组织结构、病灶形态更容易被发现，从而提高诊断水平 方便的图像存储和通信 可以存储到各类存储媒介中，长期保存，而不产生影响图像质量的变化。数字影像便于检索和通信，可任意调用而不丢失信息，可实现数据共享，远程会诊,CR的优点,IP记录的动态范围超过胶片 PSL发光强度对X射线照射量呈5位数直线相关（5个数量级），这

11、就使得组织结构或病灶的X射线吸收系数只要存在微弱差异，就有可能在图像上显示出来。 病人的X射线受照量降低 IP上的PSL物质因其对X射线高度敏感，因而可以降低投照时X射线的辐射量,CR的优点,临床应用范围广 CR系统不仅可以拍摄各种平片，还可以进行体层摄影、胃肠道双重造影及数字减影（造影减影与非造影减影、时间减影与能量减影） IP可以重复使用 IP上残余的X射线潜影经过可见光照射后，可以消除，因此IP能重复使用,CR的不足,时间分辨率较差 无法满足动态器官和结构显示的要求 空间分辨率较低 与增感屏/胶片系统相比，细微结构的显示略差 系统成本较昂贵 在一定程度上限制了CR的推广应用（特别是中小医院）,CR的进展,IP板均向高分辨方向发展，空间分辨率在4.05.0LP/mm，扫描像素10Pixel/mm， 高质量图像已接近X线胶片的清晰