醫(yī)用X線電視系統(tǒng)課件

1、第四節(jié) 醫(yī)用X線電視系統(tǒng)定義：將X線透視所獲得的低亮度熒光圖像，通過影響增強(qiáng)、TV攝像和放大處理后，在X-TV監(jiān)視器上高亮度顯示。優(yōu)點(diǎn)X線劑量低 X-TV是一種低照度、微光的閉路電視，X線的劑量大為降低。這樣不僅減少了對(duì)病員和醫(yī)生的輻射危害，也降低了X線管的工作負(fù)載，有利于延長X線管的壽命圖像亮度高 使X線透視徹底擺脫了傳統(tǒng)暗室作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了在寬敞明亮的環(huán)境里進(jìn)行遙控操作和診斷，對(duì)心血管、骨科復(fù)位、整形、摘除異物等手術(shù)都具有重要意義提高了影像清晰度和信噪比 由于劑量低，線管負(fù)載減輕，有條件采用更小焦點(diǎn)來進(jìn)行工作便于實(shí)現(xiàn)遙控 使觀察者完全避免了X線的輻射便于傳遞錄像和圖像的信息處理 X線電視可把獲

2、得的圖像經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)處理，可獲得數(shù)字圖像便于進(jìn)行動(dòng)態(tài)記錄和觀察 由于圖像亮度顯著增強(qiáng)，可通過光學(xué)系統(tǒng)（透鏡組、光學(xué)纖維）直接把圖像耦合至快速電影機(jī)或攝像機(jī)上A/D：analog/digital耦合：指兩個(gè)或兩個(gè)以上的電路元件的輸入與輸出之間存在緊密配合和互相影響，并通過相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸能量的現(xiàn)象X-TV影像增強(qiáng)器(image intensifier，I.I)X線閉路電視系統(tǒng)攝像機(jī)監(jiān)視器自動(dòng)亮度控制裝置X-TV的構(gòu)成X-TV透視式X線機(jī)的構(gòu)成方框圖 轉(zhuǎn)換過程和傳輸過程1、用I.I實(shí)現(xiàn)X線圖像與熒光圖像的轉(zhuǎn)換2、光學(xué)系統(tǒng)的作用是將I.I輸出屏上的熒光圖像經(jīng)光路傳輸?shù)綌z像機(jī)的靶面或

3、光敏區(qū)3、由攝像機(jī)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將傳輸?shù)綌z像機(jī)上的熒光圖像轉(zhuǎn)換成全電視信號(hào)4、由電纜線將全電視信號(hào)傳輸?shù)奖O(jiān)視器5、由監(jiān)視器進(jìn)行電光轉(zhuǎn)換，將全電視信號(hào)轉(zhuǎn)換為熒光圖像影像增強(qiáng)器（I.I）1952年問世它是X線電視的關(guān)鍵器件，其主要作用為：將不可見的X線圖像轉(zhuǎn)換成為可見的光圖像；將圖像亮度提高到近千倍乃至萬倍，再通過光電導(dǎo)攝像管把圖像分解成具有一定電平的亮度信息，進(jìn)行電視攝像。I.I1、增強(qiáng)管結(jié)構(gòu)：由輸入窗、閃爍晶體、光電陰極、電極、輸出熒光屏、輸出窗、管殼等輸入窗：是X線的入射窗口，由球面或雙曲面玻璃對(duì)X線吸收較小的薄金屬板構(gòu)成閃爍體（碘化銫）：是X線換能器，可將X線圖像轉(zhuǎn)換成熒光圖像（藍(lán)光）光電

4、陰極：極薄光電發(fā)射?。ㄋ{(lán)光）電極：管內(nèi)特制金屬零件輸出屏：用于把電子能轉(zhuǎn)換成可見熒光管殼：輸出窗由玻璃或光纖面板制成工作原理 X線圖像輸入到輸入屏，使光電陰極激發(fā)出光電子，在陽極和陰極之間的高壓加速以及柵極聚焦電位的聚焦下，光電子轟擊到輸出屏上，因此在輸出屏上可獲得縮小了幾十分之一的，亮度比普通熒光屏強(qiáng)數(shù)千倍乃至上萬倍的熒光影像。 增強(qiáng)管的主要技術(shù)參數(shù) 轉(zhuǎn)換系數(shù) 為輸出屏亮度和輸入屏接受的X線劑量率之比分辨力 它是衡量增強(qiáng)管分解影像細(xì)節(jié)能力的物理量。以每厘米能區(qū)分的線對(duì)數(shù)來表示分辨力的大小，單位為Lp/cm 對(duì)比度 它是體現(xiàn)增強(qiáng)管輸出影像反差強(qiáng)弱的物理量輸入屏尺寸（cm）型 號(hào)轉(zhuǎn)換系數(shù)（ds/

5、mmR）分辨力（Lp/cm）對(duì)比度廠家15RTH6202C-G1805615:1東芝23RTH9206C-G52504015:1RTP9204C-P4D15042（23cm）50（18cm）17:130RTP12301C-G51403620:1RTP12302C-G514036（30cm）44（23cm）52（18cm）20:115VX1-2502004014:1瓦里安VX1-4002004020:123/15、11VX1-500200405014:1VX1-600200405320:130/23、18VX1-800200324220:1增強(qiáng)管的壽命特性曲線 增強(qiáng)管的使用壽命直接與使用時(shí)間的長

6、短和接受X線劑量的大小等因素有關(guān) 殼體殼體：為防止電磁場對(duì)增強(qiáng)管工作的干擾和X線泄漏，需采用金屬管殼進(jìn)行電磁屏蔽并吸收X線殼體材料一般由鋁材或鐵皮加工而成，且殼體內(nèi)加有鉛層和鈹膜合金屏蔽層電源X線增強(qiáng)管用的電源(小高壓)。23cm（9）野增強(qiáng)管電源輸出兩組電壓：-100-550V的可調(diào)聚焦電壓；+25kV的加速電壓。小高壓小高壓的要求：輸出高壓持續(xù)、穩(wěn)定，紋波系數(shù)小，噪聲小。聚焦電壓穩(wěn)定，且可調(diào)，以使增強(qiáng)管有良好的聚焦效果，并可根據(jù)不同的增強(qiáng)管，適當(dāng)調(diào)整聚焦電壓值。多視野影像增強(qiáng)器及其工作原理 通過調(diào)節(jié)輔助陽極和柵極上的電位，可改變電子透鏡的放大倍率，就可改變輸入影像的尺寸（輸出屏大小不變）變

7、視野增強(qiáng)管原理 光學(xué)系統(tǒng) 串列式鏡頭 光分配器串列式鏡頭平行光傳送影像的優(yōu)點(diǎn)：能獲得高質(zhì)量的影像；可減小光通量的損失；在平行光路中可插入反射鏡，改變傳送方向，并保持平行光傳送。攝像與顯像基礎(chǔ) （一）人眼的視覺特性1相對(duì)視敏函數(shù) ：380nm、555nm、700nm 2視覺范圍：亮度范圍為20020000尼特 3對(duì)比度 ：Bmax與Bmin之比不超過40 4分辨力：相鄰兩點(diǎn)的視角的倒數(shù)0.29mm 5視覺惰性：高于45.8Hz 電視基礎(chǔ) （二）圖像的攝取與顯像1圖像的構(gòu)成：像素 1024X1024，512X5122攝像與顯像原理：同時(shí)制攝像與顯像分時(shí)制攝像與顯像 掃描原理與電視制式（）掃描原理

8、攝像管的光敏靶面；顯像管的熒光面。l掃描 掃描是光電信號(hào)或電光信號(hào)的轉(zhuǎn)換 2掃描方式：逐行掃描；隔行掃描；掃描的同步 （二）掃描的同步同步掃描是指攝像端與顯像端的掃描點(diǎn)幾何位置應(yīng)一一對(duì)應(yīng)。 隔行掃描 逐行掃描（三）電視制式中國 行頻15625Hz 場頻50Hz 625行掃描線 日本 行頻15750Hz 場頻60Hz 525行掃描線 全電視信號(hào)的形成電視信號(hào)由圖像信號(hào)，行、場同步信號(hào)和行、場消隱信號(hào)等組合而成。 1.X-TV的構(gòu)成有A、影像增強(qiáng)器、攝像頭、電視控制器、監(jiān)視器、自動(dòng)亮度控制裝置B、影像增強(qiáng)器、攝像頭、放大處理器C、影像增強(qiáng)器、攝像頭、接收平板D、影像增強(qiáng)器、攝像頭、電視控制器、接收

9、平板2.X-TV較于熒光屏的優(yōu)點(diǎn)有A、圖像亮度高、收照劑量小、圖像清晰、便于保存、可遠(yuǎn)距離傳輸B、圖像亮度高、收照劑量小、圖像清晰、便于保存、可遠(yuǎn)距離傳輸、可獲得數(shù)字圖像C、圖像亮度高、收照劑量小、便于保存、可遠(yuǎn)距離傳輸、可獲得數(shù)字圖像D、圖像亮度高、收照劑量小、圖像清晰、便于保存、可獲得數(shù)字圖像CCD攝像機(jī)（charge coupled divice ）CCD是電荷耦合器件，是由很多個(gè)光敏單元組成。用于成像的CCD攝像器件有兩種：一種是線陣式，它的光敏單元有序地排成一行或一列，用于傳真機(jī)、掃描儀等；另一種是面陣式，它的光敏單元以行列方式排列成矩陣，用于攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等。CCD攝像機(jī)結(jié)構(gòu)：光

10、電轉(zhuǎn)換和電荷存儲(chǔ)、電荷轉(zhuǎn)移及信號(hào)輸出SiO2N-Si-V10VAl 電極耗盡層(a)勢阱的形成-V1* -V2(c)少數(shù)載流子的轉(zhuǎn)移-V10V(b)少數(shù)載流子的捕獲光照0V-V2(d)轉(zhuǎn)移完成CCD 攝像器件的工作原理平面掃描C C D 成像單元C C D 移位寄存器輸出信號(hào)行間轉(zhuǎn)移方式 幀轉(zhuǎn)移方式CCD攝像機(jī)A/D轉(zhuǎn)換器模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)10bit12bit數(shù)字信號(hào)12bit數(shù)字信號(hào)含有CCU的攝像機(jī)構(gòu)成方框圖 中心控制器（center control unit，CCU）自動(dòng)亮度控制作用：X-TV透視中，使圖像不隨被檢部位的厚度、密度變化而變化視頻信號(hào)取樣方法整個(gè)視窗的亮度平均值視窗中心一定范

11、圍的亮度平均值監(jiān)視器 監(jiān)視器是視頻信號(hào)接收機(jī)接收電視信號(hào)，經(jīng)同步分離電路分離出行、場同步信號(hào)，用于控制監(jiān)視器的行、場掃描電路，產(chǎn)生行、場掃描鋸齒波電流，供給行、場偏轉(zhuǎn)線圈，使監(jiān)視器的掃描與攝像機(jī)的掃描同步由顯像管，行、場偏轉(zhuǎn)線圈，行掃描及高壓電路，場掃描電路，視頻放大電路，同步分離電路及供電電路等構(gòu)成。 CRT（cathode ray tube）監(jiān)視器陰極射線管（Cathode Ray Tube）的顯示器，主要有電子槍（Electron Gun），偏轉(zhuǎn)線圈（Defiection coils），熒光粉層(Phosphor)玻璃外殼CRT的工作原理使用電子槍發(fā)射高速電子，經(jīng)過垂直和水平的偏轉(zhuǎn)線圈控

12、制高速電子的偏轉(zhuǎn)角度，最后高速電子擊打屏幕上的磷光物質(zhì)使其發(fā)光，就會(huì)在屏幕上形成明暗不同的光點(diǎn)形成各種圖案和文字通過電壓來調(diào)節(jié)電子束的功率監(jiān)視器電路視頻通道同步分離電路掃描電路電源電路 液晶顯示器液晶顯示器使用的是向列型的液晶，采用此類液晶制造的液晶顯示器被稱為LCD（Liquid Crystal Display）不存在屏幕閃爍現(xiàn)象，不易造成視覺疲勞液晶顯示器與CRT監(jiān)視器性能優(yōu)點(diǎn)：體積小、重量輕、省電、精準(zhǔn)缺點(diǎn)：亮度低、觀察角度大，影像實(shí)際觀察效果、圖像層次低、色彩鮮艷度低高清晰度醫(yī)用顯示器1掃描行數(shù)與信號(hào)帶寬；2觀看距離與影像寬高比 高清晰度電視系統(tǒng)的掃描行數(shù)應(yīng)當(dāng)在1200行，29英寸以上、寬高比169的寬大屏幕顯示系統(tǒng) 各種醫(yī)用顯示器參數(shù)1.CCD構(gòu)成A、光電轉(zhuǎn)