醫(yī)學(xué)影像設(shè)備知識點教程

1、診斷用 x 線機(jī)的架構(gòu)框圖固定陽極 x 線管X線管X 線管裝置旋轉(zhuǎn)陽極 x 線管防電擊、防散射管套及溫度限制器高壓變壓器X 線管燈絲變壓器高壓硅堆主機(jī)高壓發(fā)生裝置高壓交換閘高壓電纜充放電高壓發(fā)生裝置：電容、電阻等電源開關(guān)電源電壓調(diào)節(jié)器及電壓表管電壓調(diào)節(jié)器及管電壓表控制裝置管電流調(diào)節(jié)器及管電流表8曝光控制及指示器容量保護(hù)裝置及指示器透視放射量限制器熒光屏式診視床X-TV 式診視床診視床遙控床特殊診視床搖籃床普通攝影床間接攝影床外圍設(shè)備機(jī)械裝置攝影床體層攝影床特殊攝影床立柱式支持裝置支持裝置懸吊式支持裝置C 行臂式支持裝置X 線電影機(jī)X TV影像裝置點片照相機(jī)X 錄像機(jī)熒光屏、 IP 、FPD激光

2、照相機(jī)、 X 線膠片自動洗片機(jī)配套裝置立體觀片燈、各種專用濾線器、固定器、壓迫器、高壓注射器固定陽極 X 線球管的結(jié)構(gòu)。固定陽極 X 線管是 X 線管中最簡單的一種 .由陰極、固定陽極、真空玻璃管、管套構(gòu)成。一、陽極主要作用是阻擋高速電子產(chǎn)生X 線 ,同時將曝光產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出去以及吸收二次電子和散射線.陽極的結(jié)構(gòu) :1.陽極頭 由陽極體和靶面組成 .采用鎢靶面和無氧銅的陽極體直接焊接以利于散熱, 只有 1% 的能量轉(zhuǎn)化成 X 線能 .2.陽極帽 由含鎢粉的無氧銅制成 ,固定于陽極頭上 .在陰極和 X 線出口方向分別有圓口 ,作為電子和 X 線的通道 .3.玻璃圈 由膨脹合金圈和玻璃喇叭封焊而

3、成 .作用是匹配陽極與玻殼的熱膨脹系數(shù)陽極柄由無氧銅制成 ,于陽極頭相連 ,外部浸于變壓器油之中 ,而傳導(dǎo)熱 .4.二、陰極的作用是發(fā)射電子 ,并使其聚焦 ,從而使陽極靶面上形成有形狀的電子流.結(jié)構(gòu)包括 :1.燈絲由繞成小螺絲狀的鎢絲制成 .燈絲加熱與燈絲壽命關(guān)系:燈絲電流比額定增加5%, 燈絲壽命將縮短一半 .所以只能通過縮短加熱時間來延長壽命.2.聚焦罩 陰極頭 又稱聚焦罩 . 作用是對燈絲發(fā)射電子進(jìn)行聚焦 .同時可吸收二次電子 ,保護(hù)燈絲和玻璃殼 .為使陰極電子成束行飛向陽極 ,聚焦罩一般呈圓弧直槽或階梯直槽 .3.陰極套 4.玻璃芯柱三、玻璃殼 用于固定支撐陰 ,陽兩極并保持管內(nèi)真空

4、,通常用高熔點 ,絕緣系數(shù)大 ,膨脹系數(shù)小的鉬組硬質(zhì)玻璃制成 .在玻璃殼和陽極 ,陰極體間鑲有合金作為過渡體 .四、管套是 X 線管的一種特殊容器 ,現(xiàn)代 X 線管套均為防電擊 ,防散射 ,油浸式 .整個管套內(nèi)部充滿變壓器油,作為絕緣和冷卻。旋轉(zhuǎn)陽極 X 線管的的結(jié)構(gòu)。1、較好的解決了提高功率和縮小焦點的矛盾.2 高速電子轟擊陽極產(chǎn)生的熱量被均勻分配到旋轉(zhuǎn)圓環(huán)面上,提高 X線功率 .3、旋轉(zhuǎn)陽極 X 線管的最大優(yōu)點是瞬時負(fù)載功率大 ,焦點小 .功率多為 20-50KW,高者為 150KW,焦點多在 1-2mm,微焦點在 0.05-0.3mm。旋轉(zhuǎn)陽極 X 線管也由陽極 ,陰極和玻璃殼三部分組成

5、 .陽極結(jié)構(gòu)和固定陽極 X 線管明顯不同 .由靶面、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸和軸承等組成。靶盤和靶面靶盤為直徑 70-150mm 的單凸?fàn)顖A盤 ,中心固定于轉(zhuǎn)軸 ,轉(zhuǎn)軸另一端與轉(zhuǎn)子相連 .靶面現(xiàn)在均采用錸鎢合金做靶面 ,鉬或石墨做靶基 ,制成復(fù)合靶 .靶角在 6° 17.5°,這種結(jié)構(gòu)的靶面熱容量大 ,可達(dá)到 50KW, 焦點在 1*1mm.轉(zhuǎn)子 (rotor)由無氧銅制成 ,位于 X 線管玻璃殼內(nèi) ,而定子(stator )線圈位于玻璃殼外部 .轉(zhuǎn)速最高可達(dá) 8500r/min(f=50HZ).轉(zhuǎn)速越高 ,單位時間承受高速電子轟擊的靶盤面積就越大,X 線的功率就越大 .轉(zhuǎn)子的制動使轉(zhuǎn)子

6、迅速越過臨界轉(zhuǎn)速(5000-7000),提高 X 線管的壽命 .軸承及其潤滑軸承由耐熱合金鋼制成 ,潤滑劑采用固體潤滑劑二硫化鉬、銀、鉛等。X 線管的焦點在 X 線成像系統(tǒng)中 ,對 X 線質(zhì)量影響最大的因素之一就是X 線焦點 .-實際焦點燈絲發(fā)射的電子經(jīng)聚焦后,直接在靶面上瞬間的轟擊面積稱為實際焦點.目前診斷用X 線管燈絲均繞成螺絲狀 ,聚焦后在靶面成細(xì)長方形,故稱線焦點 .實際焦點的大小取決與聚焦罩的形狀,深度和寬度 .實際焦點越大 ,X 線管的容量就越大 .曝光時間就可以減少.實際焦點的密度分布因電場而不同,多呈單峰 ,雙峰 ,多峰 .-有效焦點實際焦點在 X 線照射方向的投影稱為有效焦點

7、.如果垂直于 X 線管長軸方向 ,則稱為標(biāo)稱焦點 .標(biāo)稱焦點是X 線特征參數(shù)中標(biāo)注的焦點值.標(biāo)稱值是一無量綱的值 .有效焦點與實際焦點的關(guān)系:有效焦點 =實際焦點 * sin在有效焦點一定的條件下，-有效焦點與成像質(zhì)量有效焦點的尺寸越小 ,圖像清晰度就越高 .,X,.使用雙焦點來折中這種矛盾.-焦點的方向性越靠近陽極 ,有效焦點的尺寸越小,越靠近陰極 ,有效焦點尺寸越大 .并且有效焦點的形狀會失真.使用中應(yīng)該使 X 中心線對準(zhǔn)影像中心-焦點的增漲 當(dāng)管電流增加使電子數(shù)量增多 ,由于電子間的排斥 ,會使焦點增大 .此現(xiàn)象就稱為焦點增漲 .管電流對它的影響作用大于管電壓 .高壓發(fā)生器結(jié)構(gòu) :高壓變

8、壓器特點：次級輸出電壓高，30150KV；最高輸出容量可等于設(shè)計容量的35 倍；次級中心點接地構(gòu)造：初次級之間絕緣，屏蔽接地鐵心 為磁通提供通路，多采用硅鋼片制成，現(xiàn)代診斷用機(jī)多采用C 型。初級繞組電壓低，層間絕緣強(qiáng)度要求低瞬間電流大，線徑較粗次級繞組電壓高，層間絕緣強(qiáng)度要求高，電流小，線徑較細(xì)次級中心接地由于采用兩個次級繞組通相串聯(lián)接地中心電壓為零，可以降低次級的絕緣要求。燈絲變壓器降壓變壓器，變壓比大， 提供燈絲加熱電壓。初級匝數(shù)多，線徑細(xì)；次級匝數(shù)少，線徑粗：初次級之間絕緣要求高。次級繞組與陰極相連，次級電位很高，次級電流很大。高壓交換閘 /高壓插座作用 :產(chǎn)生直流高壓 ;提供燈絲加熱電

9、壓 ;切換管電壓與燈比加熱電壓變壓器油作用：絕緣、散熱主要特點 :絕緣強(qiáng)度高（用擊穿電壓表示） 2、導(dǎo)熱系數(shù)高 3、化學(xué)性能穩(wěn)定 4、粘度低 5、凝固點低（標(biāo)號為凝固點溫度）6、顏色淺，透明無懸浮物高壓電纜X 線機(jī)多用非同軸高壓電纜連接高壓發(fā)生器和X 線管高壓整流器概念：是一種將高壓變壓器次級輸出的交流高壓變?yōu)槊}動直流高壓的電子元件。自整流方式、電子管整流、半導(dǎo)體（高壓硅堆）整流電源電路和高壓控制電路的結(jié)構(gòu) .X 線曝光過程： 設(shè)定曝光參數(shù) （KV 、mA、 S）控制臺指令（管電壓控制）電源供電（高壓、加熱，其他） X 線管預(yù)熱（加熱，陽極啟動）曝光（陽極延時，限時，保護(hù)）曝光結(jié)束（陽極制動）

10、X 射線機(jī)的主機(jī)系統(tǒng)的10 大電路：1: 電源電路2: 高壓初級電路3：高壓次級電路4：管電流測量電路5: X 線管燈絲加熱電路6：延時電路7：限時電路8：旋轉(zhuǎn)陽極啟動電路9：X 射線管安全保護(hù)電路10：控制電路一、電源電路分類：簡單的電源電路（適用中小X 線機(jī)）自動電源電壓調(diào)整電路（適用大型X 線機(jī)）X 線機(jī)總電源，電流較大，線徑較粗主要元件：1、電源接觸器 2、電源保險絲 3、自耦變壓器 4、電源電壓補償調(diào)節(jié)裝置5、指示儀表二、高壓發(fā)生電路高壓初級電路 1、管電壓調(diào)節(jié)電路控制X 線的質(zhì) 2、管電壓控制電路控制X 線的產(chǎn)生與截止償電路使 KV 值更準(zhǔn)確、穩(wěn)定高壓次級電路：管電流測量電路高壓整

11、流電路1、單相全波整流2、三相全波整流3、倍壓整流3、管電壓預(yù)示與補三、高壓次級電路（1）單相全波整流次級電路通過四個高壓硅堆構(gòu)成整流橋，使得整個周期均有X 線得產(chǎn)生。（2）三相全波整流次級電路通過三相電源的周期性供電，保證X 線管兩端再電壓脈動率很低的情況下持續(xù)產(chǎn)生（3）倍壓整流次級電路通過在正負(fù)周期均對電容器充電，達(dá)到電壓加倍整流。四、 X 線管燈絲加熱電路一）、電路基本組成1穩(wěn)壓電源；X 線2可連續(xù)調(diào)節(jié)的電阻器供透視管電流調(diào)節(jié)；3攝影管電流調(diào)節(jié)電阻；4空間電荷補償器；二）、調(diào)節(jié)過程燈絲加熱電壓燈絲溫度熱電子數(shù)量管電流單位時間穩(wěn)壓器穩(wěn)定管電流X 線量空間電荷補償使 X 線的質(zhì)和量能分開調(diào)節(jié)

12、曝光時間 <0.5s時，普通 mA 表由于慣性的作用不能正確顯示管電流 mAs 表指示值與電流和通電時間的乘積成正比二控制電路1、限時電路 2、自動曝光控制電路3、旋轉(zhuǎn)陽極啟動、延時與保護(hù)電路4、 X 線管安全保護(hù)電路1）、限時電路控制 X 線曝光時間的長短，控制照射量。電子限時電路利用電容器和電阻的RC 充放電過程。充電的快慢與RC 乘積有關(guān)。晶閘管限時電路通過觸發(fā)脈沖型號調(diào)節(jié)曝光。曝光時間取決與電阻群Rx。2）、自動曝光控制電路自動曝光控時是實現(xiàn)二鈕制控制的重要電路,根據(jù)需要選擇KV值,mAs由自動曝光限時器與自動降落負(fù)載來決定(最大限度利用 X 線管功率 )光電管自動曝光控時電路光

13、電效應(yīng)（光電倍增管、電容器、密度調(diào)節(jié)）電離室自動曝光控時電路電離效應(yīng)（電離室、多視野）3）、旋轉(zhuǎn)陽極啟動、延時與保護(hù)電路旋轉(zhuǎn)陽極的啟動（高壓快速起動，低壓維持運轉(zhuǎn),啟動時間 2 秒以內(nèi)）4）、 X 線管安全保護(hù)電路保證 X 線管安全、延長 X 管壽命X 線管容量保護(hù)電路（ KV 、MA 、 S）過電壓保護(hù)電路過電流保護(hù)電路冷高壓保護(hù)電路降落負(fù)載式瞬時負(fù)載保護(hù)電路中高頻 X 線機(jī)的結(jié)構(gòu)特點采用直流逆變技術(shù)使高壓發(fā)生器的工作電源頻率提高到中頻（400Hz20KHz ）或高頻（主要優(yōu)點：20Hz100KHz).1) 病人的皮膚劑量低高壓輸出波紋系數(shù)小，單色性好2) 成像質(zhì)量高物質(zhì)對單能 X 線的吸收

14、遵守指數(shù)規(guī)律3) 輸出劑量大 mAS 相同時，工頻機(jī)的 X 線輸出量為中、高頻機(jī)的 60%4)實時控制 KV/mA 檢測信號直流逆變器輸出脈沖的頻率/寬度 KV/mA ，控制精確、重復(fù)性好5) 高壓發(fā)生器體積小、重量輕 NS=E/4.44fB6) 可實現(xiàn)超短時曝光高壓波形上升沿越陡，有效最短曝光時間越短（1ms）7) 便于智能化計算機(jī)控制管理調(diào)節(jié)、控制、數(shù)據(jù)處理自動化1>直流逆變電源（中、高頻電源）直流電源 :蓄電池、單相整流、三相整流直流逆變：將直流電壓變換為中、高頻交流電單端逆變、半橋逆變、橋式逆變（電子開關(guān)、負(fù)載阻抗和觸發(fā)電路）逆變控制X 線電視系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。1）高亮度 2）X 射線

15、輻射劑量低3）提高影像清晰度 4）便于實時觀察診斷5）便于傳遞、存儲和圖像的信息處理6）便于實現(xiàn)遙控、遙測，是觀察者完全避免X 射線輻射 7）便于動態(tài)記錄和觀察一、構(gòu)成X-TV 由 X 線影像增強(qiáng)器（ image intensifier,I.I)和 X 線閉路電視兩部分組成。X-TV 只是 X 線機(jī)的一個成像部件，其工作受 X 線機(jī)的控制。 X-TV 透視式 X 線機(jī)的構(gòu)成如圖10-1 所示。1 I.I它是將 X 線影像轉(zhuǎn)換為熒光影像的器件，主要由X 線影像增強(qiáng)管（簡稱為增強(qiáng)管） ，輸出屏物鏡和小高壓電源等構(gòu)成。2攝像機(jī)頭 攝像機(jī)頭簡稱為攝像頭，是將熒光影像轉(zhuǎn)換為視頻電信號的裝置，由光學(xué)鏡頭、

16、電視攝像管和攝像電路等構(gòu)成。3電視控制器它對電視圖像信號進(jìn)行控制、處理。它由視頻信號處理、同步機(jī)、電源等構(gòu)成。4監(jiān)視器它是影像顯示器件。其主要作用是進(jìn)行電光變換。其實質(zhì)是電視信號接收機(jī)，它由顯像管、視頻放大器、偏轉(zhuǎn)電路等構(gòu)成。5自動亮度控制裝置它是使監(jiān)視器圖像亮度穩(wěn)定的自動控制裝置。通過它可調(diào)整X 線的質(zhì)或量，以保證對病人不同部位透視時，監(jiān)視器圖像亮度穩(wěn)定、最佳。X-TV工作中，幾個轉(zhuǎn)換和傳輸過程：1： X 線圖像可見光影像2：可見光影像（經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)）可見光影像3：可見光影像電信號4：電信號電視圖像影像增強(qiáng)管的結(jié)構(gòu)和工作原理。決定 X-TV 的性能組成：增強(qiáng)管、殼體、電源增強(qiáng)管輸入窗： X 線

17、入射窗口閃爍晶體：將 X 線轉(zhuǎn)換成熒光（碘化銫）光電陰極：產(chǎn)生光電子電極：加速、聚焦輸出熒光屏：電子圖像轉(zhuǎn)換成熒光圖像輸出窗：影像輸出管殼：高真空環(huán)境 ,金屬管殼。增強(qiáng)管工作原理1： X 線人體 - 輸入屏熒光影像 -2：光電陰極產(chǎn)生不同數(shù)量的光電子3：光電子陽極聚焦電極輸出屏縮小增強(qiáng)的光電子熒光影像 I.I 的亮度增益1：面積縮小增益2：能量增益I.I 的亮度增益 =面積縮小增益X 能量增益使用注意事項避免強(qiáng)光照射輸入屏避免強(qiáng) X 線及強(qiáng)光照射輸出屏遠(yuǎn)離磁場胃腸X線機(jī)透視熒光屏式透視：隔室透視，熒光屏朝向暗室。X-TV 透視：由 I.I 和閉路電視系統(tǒng)組成。明室操作。點片攝影用于實時抓拍病灶

18、。是透視的記錄手段。診視床一般診視床1,由床體、點片架和點片裝置組成;2、具備床身立臥（90° - 30°）；床體移動；3、點片裝置的移動。雙支點滑塊式診視床遙控床 床下 X 線管式暗盒式；點片架床上 X 線管式無暗盒式點片架搖籃床 可以實現(xiàn)床身在垂直、水平、負(fù)角度的回轉(zhuǎn)。病人固定不動，自動化程度高攝影X線機(jī)普通攝影裝置一般攝影（四肢）濾線器攝影（頭、體部）特殊攝影裝置（乳腺、口腔）線管頭支持裝置立柱式（天地軌、雙地軌） ；天軌懸吊式；形臂濾線器X 線管產(chǎn)生的原發(fā)X 線，穿過人體組織后，部份X 線能量被衰減，并改變方向，向四周散射，稱作散射線，或二次射線。仍然能使膠片感光，

19、在交膠片產(chǎn)生灰霧，影響照片質(zhì)量。管電壓越高二次射線越多，對影像的影響就越大，這就需要消除。濾線器就是專門為此設(shè)計。濾線柵：由許多極薄的鉛皮和紙條間隔排列，粘合擠壓而成的平板。平行濾線器：鉛條、紙條是平行排列。聚焦式濾線器：中心線兩側(cè)的鉛條分別向中心傾斜一定的角度，將鉛皮斜面延長會聚成一條線焦點。焦點與濾線柵中心垂直距離叫焦距濾線器：技術(shù)參數(shù)焦距f濾線器的方向性；柵比R吸收散射線；柵密度固定濾線器、活動濾線器（電動式、彈簧減幅振動式）,該線的中點叫濾線柵的特殊攝影裝置胸片架要求長焦距，高柵比的濾線器直線體層攝影裝置 X 線源與膠片的相對運動，得到體層圖像。心血管造影 X 線機(jī)：用于心臟和血管的造

20、影檢查。要求：注藥速度快 ;容量大，輸出平穩(wěn) ;曝光時間短，曝光間隔時間短（快速攝影）外圍設(shè)備：高壓注射器 ;導(dǎo)管床 ;影像記錄裝置（電影攝像機(jī)、電視攝像機(jī)）X 線設(shè)備機(jī)房的要求1、電源電壓、頻率、內(nèi)阻（功率）符合機(jī)器要求，波動小 2、溫度 1822； 3、濕度 4060%；4、防塵 5、X 線屏蔽 6、空間較大成像輔助裝置1、高壓注射器2、影像閱讀器3、自動洗片機(jī)：處理速度： 3min90s45s沖洗容量：小型（ 60 張 /小時）、中型（ 130 張 /小時）、大型（ 300 張 /小時）、超大型（ 500 張 /小時）沖洗結(jié)構(gòu)：壓力室式和 U 型槽式基本結(jié)構(gòu)：自動輸送系統(tǒng) (控制洗片速度

21、、順序、各程序的運行時間 );溫度控制系統(tǒng) (保證顯影、定影、干燥的溫度在預(yù)定的數(shù)值。);化學(xué)藥液貯存系統(tǒng) (顯影槽 ;定影槽 ;水洗槽 );補給系統(tǒng) (補充方式 長度補充：以膠片的長度來控制藥液的量目前最常用 面積補充：以膠片的面積來控制藥液的量 ;密度補充：以膠片的密度來控制藥液的量最科學(xué)的一種方式 );循環(huán)系統(tǒng) (作用：保障顯、定影液均勻及溫度的一致性，過濾反應(yīng)顆粒及雜質(zhì)水洗循環(huán)：洗去照片殘留的硫代硫酸鹽 );干燥系統(tǒng) ;控制系統(tǒng)4、照相機(jī) 陰極射線管型（ CRT ）多幅照相機(jī)激光相機(jī)：干式激光相機(jī)；濕式激光相機(jī)5、其他裝置陰極射線管型多幅照相機(jī)（ CRT）特點：同一張膠片上采集多張影像

22、圖片數(shù)字 X 線設(shè)備定義：數(shù)字 X 線設(shè)備是把 X 線透射圖像數(shù)字化并進(jìn)行圖像處理 ,再轉(zhuǎn)換成模擬圖像顯示的一種 X 線設(shè)備。而傳統(tǒng) X 線成像方式采用的是模擬技術(shù)， X 線影像一旦產(chǎn)生，圖像質(zhì)量就不能進(jìn)一步改善。模擬與數(shù)字?jǐn)?shù)字 X 線成像是借助計算機(jī)技術(shù)將普通連續(xù)的、非量化的模擬圖像信息進(jìn)行離散、量化，轉(zhuǎn)換為計算機(jī)可以處理的數(shù)字信號（A/D 轉(zhuǎn)換），經(jīng)計算機(jī)進(jìn)行一系列處理后再轉(zhuǎn)換成模擬信號（ D/A 轉(zhuǎn)換），最后由顯示器或激光打印機(jī)將圖像顯示出來。傳統(tǒng)的 X 線熒光屏影像、普通的 X 線照片以及 I ·I-TV 影像，他們的密度（或亮度）是空間位置的連續(xù)函數(shù)，影像中的點和點是連續(xù)的

23、，中間沒有間隔，密度（或亮度）隨著坐標(biāo)點的變化而變化。我們稱這種影像為模擬影像。數(shù)字 X 線成像設(shè)備的分類 :按成像原理分為：計算機(jī) X 線攝影 (Computed Radiography,CR)數(shù)字 X 線攝影 (Digital Radiography,DR)。數(shù)字減影血管造影（ Digital Subtraction Angiography ， DSA) 。數(shù)字 X 線成像的優(yōu)點 :對比度分辨率高；輻射劑量??；圖像的后處理功能強(qiáng)；大容量光盤存儲數(shù)字影像；實現(xiàn)X 線攝影信息的數(shù)字化存儲、調(diào)閱及傳輸。數(shù)字 X 線成像的缺點 :空間分辨力差（約為2 4LP/mm）不如屏 -片系統(tǒng)的高（理論值為5

24、7LP/mm）計算機(jī) X 線攝影裝置 CR 概念是使用可記錄并由激光讀出X 線影像信息的成像板（ IP) 作為載體，經(jīng) X 線曝光及信息讀出處理，形成數(shù)字式平片影像.CR 基本組成及工作原理CR 系統(tǒng)的工作原理 :入射到 IP 的 X 線量子被 IP 的成像層內(nèi)的熒光顆粒吸收，釋放出電子，其中一部分電子散布在成像層內(nèi)呈半穩(wěn)定狀態(tài)，形成潛影（信息采集）；當(dāng)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)生PSL 現(xiàn)象，光量子隨即由光電培增管檢測到，并轉(zhuǎn)化為電信號，這些代表模擬信息的電信號再經(jīng) ADC 轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（信息讀出） ；然后數(shù)字信號被送到存儲元件中作進(jìn)一步處理（信息的處理）與

25、顯示（記錄） 。影像板（ IP）基本結(jié)構(gòu)、特性表面保護(hù)層：其作用是防止熒光層（ PSL 物質(zhì)層）在使用過程中受到損傷。它不隨溫度、濕度的變化而發(fā)生變化，并在非常薄的條件下能彎曲，耐磨損、透光率高。光激勵發(fā)光（ PSL）熒光層：將 PSL 熒光物質(zhì)混于多聚體溶液中，涂在基板上干燥而成。某些物質(zhì)在第一次受到光（一次激發(fā)光）照射時，能將一次激發(fā)光所攜帶的信息存儲（記錄）下來，當(dāng)再次受到光（二次激發(fā)光）照射時，能發(fā)出與與一次激發(fā)光所攜帶信息相關(guān)的熒光，這種現(xiàn)象被稱為PSL 現(xiàn)象（光致發(fā)光現(xiàn)象） ，這種物質(zhì)就稱為光激勵發(fā)光物質(zhì)?；澹夯宓淖饔檬潜Ｗo(hù)PSL 物質(zhì)層免外力的損傷，要求有一定的柔軟性及機(jī)械強(qiáng)

26、度。背面保護(hù)層：其作用是防止成像板的摩擦損傷。PSL 物質(zhì)的工作原理 :入射到 IP 板的 X 線量子被成像層的熒光體吸收，釋放出電子，其中部分電子散布在熒光體內(nèi)呈半穩(wěn)定狀態(tài)，形成潛影。當(dāng)用激光逐行掃描照射已形成的潛影時，激光能量使半穩(wěn)定的電子轉(zhuǎn)換為光量子（可見藍(lán)光） 。光量子由光電倍增管檢測到后，被轉(zhuǎn)換為電信號，再經(jīng)（ A/D ）轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。CR 優(yōu)缺點優(yōu)點：1、IP 代替膠片可重復(fù)使用，可與原有的X 線攝影設(shè)備匹配工作；2、具有多種處理技術(shù)； 3、高靈敏度；4、具有較高的空間分辨力，可達(dá)3.6LP/mm5、具有很高的線性度；6、大的動態(tài)范圍，系統(tǒng)能同時檢測到極強(qiáng)和極弱的信號；7、高度的

27、識別性8、IP 獲取的信息基礎(chǔ)上自動調(diào)節(jié)PSL 和放大增益，可在允許的范圍內(nèi)獲取穩(wěn)定的、最適宜的影像光學(xué)密度；9、可進(jìn)行數(shù)字化管理。缺點： 1、時間分辨力較差，不能滿足動態(tài)器官和結(jié)構(gòu)的顯示；2、空間分辨力不如常規(guī)的屏-片系統(tǒng)。數(shù)字 X 線攝影裝置數(shù)字 X 線攝影 (Digital Radiography,DR)是指計算機(jī)控制下，采用一維或二維的 X 線探測器（ detector）直接把 X 線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的技術(shù)。DR 系統(tǒng)的組成： X 線探測器：是將 X 線信息轉(zhuǎn)化為電信號的器件;圖像處理器：對圖像進(jìn)行各種后處理；顯示器：用于攝影圖像的重現(xiàn)、軟閱讀DR 的優(yōu)點：輻射劑量低；空間分辨力

28、高；時間分辨力高；工作效率高；更高的動態(tài)范圍，DQE 和 MTF 性能好； DR 后處理功能強(qiáng)大；DR 的缺點：系統(tǒng)的兼容性較CR 差，價格較高。DR 分類是指計算機(jī)控制下， 采用一維或二維的X 線探測器（ detector）直接把 X 線影像信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的技術(shù)。非晶硒平板探測器型；非晶硅平板探測器型；多絲正比室掃描型；CCD 攝像機(jī)型非晶硒平板探測器結(jié)構(gòu)：主要由導(dǎo)電層、電介層、Se 層、頂層電極、集電矩陣層、玻璃襯底、保護(hù)層以及高壓電源和輸入輸出電路構(gòu)成。一、組成結(jié)構(gòu)：1X 線轉(zhuǎn)換單元 :應(yīng)用 a-Se(非結(jié)晶硒 )為光電材料將 X 線轉(zhuǎn)換為電信號。2探測元陣列單元用 TFT （thi

29、n film transistor）技術(shù)在一玻璃基層上組裝數(shù)十萬個探測元陣列，每個探測元包括一個電容和一個TFT ，并且對應(yīng)圖像的一個像素。3高速信號處理單元該單元產(chǎn)生地址信號并隨后激活探測元陣列單元中的 TFT ，作為對這些地址信號的響應(yīng)而讀出的電子信號被放大后送到 ADC 。4數(shù)字影像傳輸單元 "對數(shù)字信號的固有特性進(jìn)行補償，將其送往主計算機(jī)。二、工作原理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(dāng)X 線照射 a-Se 時，由于光電導(dǎo)性產(chǎn)生一定比例的電子空穴對 (光電轉(zhuǎn)換 )。在頂層電極和集電矩陣間的外加高壓電場作用下，電子和空穴以電流的形式沿電場移動

30、，導(dǎo)致TFT的極間電容將電荷無丟失的聚集起來，電荷量與入射X 光子成正比。這樣TFT 成為一個采集圖像的最小單元（像素） 。非晶硒 FPD（直接型）成像小結(jié)：是直接將 X 光子通過電子轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號。X 線透過人體作用于Se 層時，由于 X 線的強(qiáng)弱不同， Se 層光電導(dǎo)體吸收 X 線能量后產(chǎn)生的電子空穴對的多少也不同。在集電矩陣中電容存儲的電荷與X 線強(qiáng)度成正比。通過讀取矩陣電容單元的電荷得到與X 線強(qiáng)弱變化成正比的電信號。經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換變成數(shù)字信號，最后由計算機(jī)處理，重建為數(shù)字圖像信號。非晶硅平板探測器（間接型）結(jié)構(gòu)：由 CsI 閃爍體層、 a-Si 光電二極管陣列、行驅(qū)動電路以及圖像

31、信號讀取電路四部分組成工作原理：當(dāng) X 線入射到碘化色晶體層時被轉(zhuǎn)換成可見光，再由光電二極管矩陣轉(zhuǎn)換成電信號，在光電二極管自身的電容上形成存儲電荷，每個像素的存儲電荷量與入射的X 線強(qiáng)度成正比。在控制電路作用下，掃描讀出各個像素的存儲電荷，經(jīng) A/D 轉(zhuǎn)換后輸出數(shù)字信號，傳送給計算機(jī)進(jìn)行圖像處理，建立圖像。全球用量最大、最受用戶認(rèn)可的TRIXELL 4600 平板探測器非晶硅 +碘化銫閃爍體（光纖式信號傳導(dǎo)：避免信號損失避免晶體間信號干擾）；最大的成像面積：17 x 17 in；最高分辨率的象素：143 um；最大的矩陣：3000 x 3000；最高的空間分辨率：3.5 lp/mm；最大的動態(tài)

32、范圍：14 bit（有利于肺部液態(tài)囊腫的檢查，更加均勻的灰階度）；自然冷卻，無需外加水冷設(shè)備全新第二代平板探測器探測器組成 :加厚的探測層提升圖像質(zhì)量550m 比一代平板厚 38%.精細(xì)小像素提升分辨率184m 比一代平板小 24%閃光鬼影消除徹底消除鬼影殘留更好對比度、更大動態(tài)范圍(14 bit、 2.7lp/mm)多絲正比室掃描型 DR結(jié)構(gòu)：主要由高壓電源、水平狹縫、多絲正比室、機(jī)械掃描系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、計算機(jī)控制及圖像處理系統(tǒng)組成。多絲正比室：是一種氣體探測器。是一個矩形密閉的腔體，由許多單元組成一行的陣列，每個單元組成一個像素，大小為。腔體內(nèi)充填惰性氣體，并設(shè)有漂移電極、陰極和陽極。陽極

33、為水平排列的數(shù)百條金屬絲，其方向指向X線管的焦點。掃描投影 DR 的工作原理： X 線管輻射的錐形X 線束經(jīng)水平狹縫準(zhǔn)直后形成平面扇形X 線束。 X 線通過病人射入水平放置的多絲正比室窗口，在被探測器接收后，機(jī)械掃描裝置使X 線管頭、水平狹縫及探測器沿垂直方向做均勻的同步平移掃描，到達(dá)新位置后再做水平照射投影；如此重復(fù)進(jìn)行，就完成一幅圖像的采集。CCD 攝像機(jī)型 DR結(jié)構(gòu)：主要由熒光板、反光板、CCD 攝像機(jī)、計算機(jī)控制及處理系統(tǒng)等構(gòu)成工作原理 :X 線透過人體被檢部位后， 經(jīng)濾線柵濾除散射線到達(dá)熒光板， 由熒光板將 X 線圖像轉(zhuǎn)換成熒光圖像， 熒光經(jīng)過一組透鏡反射，進(jìn)入 CCD 攝像機(jī)光敏區(qū)

34、，由 CCD 攝像機(jī)將熒光圖像轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號，送圖像處理器進(jìn)行圖像后處理、存儲、由顯示器顯示或激光相機(jī)打印。技術(shù)指標(biāo) :CCD 攝像機(jī)的像素數(shù)一般可達(dá)400 萬像素以上，空間分辨力可達(dá)到2.8Lp/mm，圖像密度分辨力為16 bit，圖像重建時間為 78 秒。 CCD 攝像機(jī)型 DR 系統(tǒng)造價低，成像質(zhì)量佳，消耗材料少，易于安裝維護(hù)，一臺多功能DR 設(shè)備可滿足全身各部位投照要求。DDR 與 CR 的比較采集和轉(zhuǎn)換方式： CR 用 IP ，間接轉(zhuǎn)換； DR 用平板探測器，直接轉(zhuǎn)換CR圖像清晰度： DR CRDR圖 像空 間 分3K×3K ， 900 萬像素，2K×2K，4

35、00 萬像素，動態(tài)范圍： DR和 CR 的動態(tài)范圍均可達(dá) 1： 104質(zhì)量辨率3.6LP/mm2.5LP/mm噪聲： DRCR， DR 的 S/N 高于 CRDQE的差異信 噪 比1LP/mm DQE 55%1LP/mm曝光劑量： DR<CR 的差異14bit DR 是 CR 的13%工作效率： DR 高于 CR 圖 像 深4 倍12bit度層次系統(tǒng)兼容性： CR 能與原有 X 線攝影機(jī)配套工作， DR 則不能與傳統(tǒng)攝影無差異操作流程可實時獲取圖像并進(jìn)動態(tài)圖像：目前 DR 平板探測器已能輸出動態(tài)圖像，用于透視采集，CR 不能透視采集耗材行診斷不利于提高工作效率無耗材IP 板DR與CR典型

36、參數(shù)對比數(shù)字減影血管造影（DSA）裝置DSA 技術(shù)是 20 世紀(jì) 80 年代興起的一種醫(yī)學(xué)影像學(xué)新技術(shù)，是計算機(jī)與常規(guī)X 線血管造影相結(jié)合的一種新的檢查方法。數(shù)字減影成像原理 :采集人體同一部位造影前后的數(shù)字圖像，即注射造影劑未到達(dá)該部位之前的數(shù)字化圖像和造影劑到達(dá)該部位最高濃度時的數(shù)字化圖像，由計算機(jī)作減影技術(shù)處理，從而獲得不同數(shù)值的差值信號，其結(jié)果是減去不含造影劑的軟組織、骨骼影像只保留充盈造影劑的心、血管圖像。DSA 處理流程 :對數(shù)變換的目的是使數(shù)字圖像的灰度與人體組織對X 線的衰減系數(shù)成比例DSA 系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)影響圖像質(zhì)量的因素成像方式；投照X 線的穩(wěn)定性；曝光與圖像采集的匹配同步

37、；噪聲；設(shè)備性偽影。DSA 對 X 線機(jī)的要求主機(jī)大功率：要求X 線機(jī)的功率在 80KW 或以上；千伏波形平穩(wěn)：高壓發(fā)生器輸出的高壓要平穩(wěn)；脈沖控制：有柵控 X 線管方式和低壓控制方式對 X 線管的要求：大容量及陽極熱容量高的X 線球管X 線管的散熱：使用散熱效果好的金屬陶瓷管殼三焦點：采用三焦點，以適應(yīng)不同的照射方式和照射部位X 線計算機(jī)體層成像設(shè)備CT 成像的原理計算機(jī)斷層攝影（ CT ）:是經(jīng)過準(zhǔn)值器高度準(zhǔn)值后的 X 線束繞人體某一部位作旋轉(zhuǎn)掃描，透過該層面的 X 線由探測器檢測并經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電流信號，再經(jīng)過 A/D 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，計算機(jī)高速運算出該層面上各個基本成像單位

38、（體素）的 CT 值 ,組成數(shù)字矩陣（矩陣圖像） ，再由 D/A 轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)換為黑白灰度不等的圖像。,CT 圖像形成過程中的三個階段體素與象素的概念掃描層面內(nèi)人體每一個基本的容積單位叫體素。把每個體素的矩陣中的每一個基本單元即為象素，相當(dāng)于圖像中的一個“點” 。X 線衰減值按其空間位置關(guān)系排列成平面的數(shù)字矩陣，該以 X 線管和探測器的運行方式將CT 劃分為五代（一）第一代 CT （平移 +旋轉(zhuǎn)）DRCRX 線管與探測圖器連像成一體， 空X 線間管分產(chǎn)生的射線束3K和×對3K應(yīng)，的900探測萬器像環(huán)素繞，人體的中心作2K同×步2K直，線400平移萬像素+，旋轉(zhuǎn)掃描運動。 掃

39、描方質(zhì)量辨率射線3.6LP/mm束：單筆2.5LP/mm式：平移 -旋轉(zhuǎn)； 探測器數(shù)目： 1 個；DQE的差異信 噪 比1LP/mm DQE 55%1LP/mm的差異13%14bit DR 是 CR 的圖 像 深12bit旋轉(zhuǎn)角： 1 度掃描時間： 35 分鐘（二）第二代 CT （平移 +旋轉(zhuǎn)）1o 增加到 330o 。第二代 CT在第一代的基礎(chǔ)上增加了探測器的數(shù)目，改單筆射線束為多筆或扇形束，旋轉(zhuǎn)角度由（三）第三代 CT （旋轉(zhuǎn) +旋轉(zhuǎn)）X 線管和探測器作為整體圍繞人體作旋轉(zhuǎn)運動，這一代CT 包括單層螺旋 CT 和多層螺旋 CT 。探測器數(shù)目： 128511個； 射線束：扇形； 扇角： 21

40、35 度；掃描時間： 15 秒（四）第四代 CT （旋轉(zhuǎn) +靜止）X 線管圍繞人體旋轉(zhuǎn)，而探測器靜止。探測器數(shù)目：24272000個； X 線束：廣角扇形束扇角： 8120 度；掃描時間： 2 秒此形 CT 的缺點：1 散射線多（扇角大所致） 2 探測器利用率低，成本高（五）第五代 CT( 靜止 +靜止 )此型 CT 取消了 X 線管和探測器的機(jī)械運動。只有電子束圍繞人體旋轉(zhuǎn)并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X 線束。探測器： 864 個（兩排）；X 線束：倒置錐形；掃描時間： 0.030.1 秒二 . CT 技術(shù)的發(fā)展趨勢（一）硬件的發(fā)展趨勢1 提高掃描的速度a 減少了運動的偽影，提高了圖像的質(zhì)量b 提高了經(jīng)濟(jì)效

41、益和社會效益c 減少了造影劑的用量，減輕了病人的負(fù)擔(dān) 2 提高圖像質(zhì)量影響圖像質(zhì)量的因素：a X 線源的性質(zhì)， 探測器的性能（氣體或固體） b 掃描的速度，數(shù)據(jù)采集的數(shù)目 c 圖像重建所用的方法（算法） d 數(shù)據(jù)表達(dá)與顯示方法以上影響因素，只要揚長避短就能夠達(dá)到提高圖像質(zhì)量的目的。3簡化操作； 4提高工作效率；提高計算機(jī)的運算速度，增大其存儲容量，從而使掃描、重建、處理的時間縮短。體積； 6降低輻射劑量。使用高轉(zhuǎn)換率的稀土陶瓷探測器是降低輻射劑量的關(guān)鍵。（二） CT 功能的發(fā)展趨勢1.CT 血管成像（ CTA）5縮小CTA 是血管造影技術(shù)與 CT 快速掃描相結(jié)合的一種技術(shù)，是以靜脈注射造影劑后

42、，采用連續(xù)薄層掃描獲得的圖像，并應(yīng)用計算機(jī)三維重建而顯示血管結(jié)構(gòu)的影像技術(shù)。2. CT 三維圖像重建采用薄層連續(xù)或重疊CT 掃描并借助于計算機(jī)后處理而獲得三維立體圖像。3. CT 引導(dǎo)介入由 CT 掃描圖像實施引導(dǎo)穿刺針到達(dá)病變位置，從而達(dá)到診斷和治療的目的。4. CT 仿真內(nèi)鏡利用計算機(jī)軟件功能將螺旋掃描（容積）獲得的圖像進(jìn)行三維處理，重建空腔器官內(nèi)表面的立體圖像，再用電影顯示功能依次回放，從而獲得訪真內(nèi)鏡的效果。5. CT 在放療中的運用利用 CT 圖像確定腫瘤的位置、范圍、密度，以便確定腫瘤照射的位置、范圍、劑量。6. 骨含鈣量的測定利用特定的軟件測量骨組織中的含鈣量，從而達(dá)到診斷骨質(zhì)疏

43、松等疾病的目的。7. 器官或組織功能成像利用對器官或組織的動態(tài)增強(qiáng)掃描，以了解器官或組織的血液灌注情況，從而了解器官或組織的功能。第二節(jié) CT 掃描成像系統(tǒng)CT 掃描成像系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)：1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)： X 線發(fā)生裝置、準(zhǔn)直器、濾過器、探測器、數(shù)據(jù)處理裝置、掃描架和掃描床等，2.計算機(jī)和圖像重建系統(tǒng)：圖像重建單元、磁盤機(jī)、數(shù)模（D/A ）轉(zhuǎn)換器，3. 圖像顯示和存儲系統(tǒng)：圖像顯示，圖像存儲。4. 中央系統(tǒng)控制器CT 用 X 線管與普通 X 線管的結(jié)構(gòu)基本一致，但由于CT 掃描所用的管電壓均在120KV 以上，曝光量大，因此，要求CT 用 X 線管必須是：a 功率大：可以通過增大旋轉(zhuǎn)陽極靶面、

44、提高旋轉(zhuǎn)陽極轉(zhuǎn)速而獲得；b 熱容量高：使用耐熱性能好的錸鎢合金材料制造陽極，以提高熱容量。c 散熱能力強(qiáng)：使用石墨、液態(tài)金屬等來提高散熱能力。熱容量是判定 X 線管優(yōu)劣的重要指標(biāo)。一 . 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器是由一種輻射衰減物質(zhì)制成，以限制到達(dá)探測器組件的射線寬度。準(zhǔn)直器分兩種： 1. 前準(zhǔn)直器：通過控制 X 線束的寬度從而控制掃描層厚度或掃描的覆蓋范圍。2. 后準(zhǔn)直器：吸收進(jìn)入探測器前的散射線。二 . 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)濾過器（補償器）濾過器：由原子序數(shù)相對較低的金屬物質(zhì)構(gòu)成，如鋁、銅等金屬。作用： 1.吸收低能 X 線，有利于病人的防護(hù)和圖像的質(zhì)量；2. 調(diào)節(jié) X 線量的分布。三、數(shù)據(jù)采集系

45、統(tǒng)探測器探測器：是一種將射線能量轉(zhuǎn)換為可供記錄的電信號的裝置；它接收到輻射的能量，然后產(chǎn)生與輻射強(qiáng)度成正比的電信號。探測器由性能相同的許多探測器單元構(gòu)成的探測器陣列。（一） .探測器的特性1. 效率：指探測器從穿過病人的射線束中吸收能量的百分率。影響探測器效率的因素：幾何效率和吸收效率。a. 幾何效率 =探測器有效寬度 /（有效寬度 +無效空間） b. 吸收效率：輻射進(jìn)入探測器而被吸收的百分率。c. 總效率：幾何效率與吸收效率的積?？傂试礁撸@得相同質(zhì)量的CT 圖像時病人所接受的輻射劑量越少。2. 穩(wěn)定性：指從某一瞬時到另一個瞬時探測器的一致性和還原性。（縱向上）3. 響應(yīng)時間：指探測器接收 X 線照射到輸出一個信號所需的時間。余輝：是一個讀數(shù)對另一個讀數(shù)存儲的影響。4. 準(zhǔn)確性：指探測器能真實反映 X 線束衰減變化的程度。線性：探測器入射的X 線強(qiáng)度與探測器的輸出信號成正比關(guān)系。5. 一致性：探測器各個單元接受相同的 X 線強(qiáng)度，輸出的信號也要相同。 （橫向上）（二）探測器的類型1、 氣體探測器原理：利用 X 線能使氣體產(chǎn)生電離的特