第二章數(shù)字化X射線成像技術(shù)

第二章數(shù)字化X射線成像技術(shù)教材:張澤寶主編人民衛(wèi)生出版社醫(yī)學(xué)影像物理學(xué)PhysicsofMedicalImaging主講張學(xué)龍教授

醫(yī)療器械學(xué)院2.4第四節(jié)比較:

數(shù)字化X射線成像技術(shù)與傳統(tǒng)X射線攝影傳統(tǒng)：膠片（介質(zhì)）集圖像采集、顯示、存貯和傳遞功能為一體數(shù)字化：各部分功能獨(dú)立，可單獨(dú)優(yōu)化從以下幾個(gè)方面比較1.量子探測效率與X射線劑量(DetectiveQuantumEfficiency,DQE)對成像系統(tǒng)的信號和噪聲從輸入到輸出的傳輸能力的表達(dá)，以百分比表示傳統(tǒng)：DQE20~30%數(shù)字化：60%以上劑量可降低很多，加上圖像可后處理，更可減少受檢輻射量利用率不高2.圖像對比度分辨力與空間分辨力對比度

取決于X線探測器的動態(tài)范圍普通膠片的動態(tài)范圍1:100數(shù)字化的動態(tài)范圍1:5000~10000空間分辨力但數(shù)字化的影像對比度高，可用數(shù)字化圖像處理，進(jìn)行灰度變換，仍能彌補(bǔ)空間分辨力不高的不足（數(shù)字化影像<

普通膠片）復(fù)習(xí)練習(xí)題1.關(guān)于圖像灰度的量化，下列說法錯(cuò)誤的是[](A)將連續(xù)的灰度值分成有限個(gè)灰度級；(B)將連續(xù)的灰度值離散化；(C)灰度量化的級數(shù)多，數(shù)字化帶來的失真度小；(D)灰度級數(shù)可以無限增加。2.“灰度級”為何不能無限增加？答：(D)答：因?yàn)槟M信號電路中存在電子電路噪聲，X射線影像中存在著X射線光子的量子噪聲，兩者加在一起，使模擬視頻信號本身包含了一定的隨機(jī)誤差。

3.關(guān)于雙能量減影，分別用兩種不同能量得到的兩幀圖像相減，下列敘述正確的是：[](A)加造影劑前用高能量、加造影劑后用低能量得到的兩幀圖像相減；(B)加造影劑前用低能量、加造影劑后用高能量得到的兩幀圖像相減；(C)加造影劑后分別用高、低能量得到的兩幀圖像相減；(D)無需要加造影劑，分別用高、低能量得到兩幀圖像相減即可。答：(C)4.CR成像的關(guān)鍵部件──IP板上涂有光激勵發(fā)光物質(zhì)，簡述這種物質(zhì)的作用特征。5.簡述PSL物質(zhì)能夠光激勵發(fā)光的機(jī)制，即為什么能夠一次激發(fā)（儲存信息）、二次釋放（讀出信息）？答：光激勵發(fā)光物質(zhì)含有摻雜二價(jià)銪離子的氟鹵化鋇，第一次受光照射時(shí)，能將一次光激發(fā)所帶信息儲存（記錄）；再次照射（二次光激發(fā)），能發(fā)出與一次光激發(fā)所帶信息相關(guān)熒光。

答：這種物質(zhì)被X射線第一次照射時(shí)，內(nèi)部形成電子-空穴對并分別被俘獲，從而形成F心(晶體的點(diǎn)缺陷)，F(xiàn)心儲存了X線能量(記錄了影像信息:潛影)；第二次再照射，F(xiàn)心吸收，釋放電子能量轉(zhuǎn)移給二價(jià)的銪離子，于是躍遷發(fā)熒光（讀出信息）。

6.下列說法錯(cuò)誤的是[](A)PSL的最大發(fā)射波長395nm左右，二次光激發(fā)的波長600nm附近；(B)二次激發(fā)熒光正比于一次照射的X線強(qiáng)度，且呈5位數(shù)直線關(guān)系；(C)PSL的最大發(fā)射波長與二次光激發(fā)的波長相近；(D)PSL的最大發(fā)射波長與二次光激發(fā)的波長必須明顯區(qū)別。答：(C)7.使用IP板之前特別要注意什么？為什么？8.使用IP板需要注意哪幾點(diǎn)？答：特別要注意使用前要用激發(fā)光均勻照射。因?yàn)椴粌HX射線，還有紫外線、

線、

線、電子等也會對IP板有感應(yīng)，IP板存放過程中會因自然界放射性物質(zhì)照射而貯存能量，若直接使用，在讀取時(shí)出現(xiàn)干擾影像（黑點(diǎn)、斑點(diǎn)）。

答：①使用前必須用光照射以消除潛影；②避免IP擦傷；③攝影前、后均要注意屏蔽。

9.干擾CR影像的噪聲有：11.X線量子噪聲和光量子噪聲分別是在哪中吸收或轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的？答：①X線量子噪聲；②光量子噪聲；③固有噪聲。10.干擾CR影像的固有噪聲主要有：答：IP的結(jié)構(gòu)噪聲、激光噪聲、模擬電路噪聲、A/D轉(zhuǎn)換噪聲等。

答：X線量子噪聲是IP板在吸收X射線過程中產(chǎn)生的，其大小與IP檢測到的X線量成反比；光量子噪聲是IP熒光層被二次激發(fā)時(shí)產(chǎn)生的PSL轉(zhuǎn)換為電信號過程中產(chǎn)生的（即PSL光量子在時(shí)間和空間上產(chǎn)生的隨機(jī)波動），其大小與光電子數(shù)成反比。

12.CR系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有哪些？答：時(shí)間分辨率較差；空間分辨率不如常規(guī)X線片；設(shè)備價(jià)格昂貴。13.直接數(shù)字化X射線攝影（DDR）與其他數(shù)字X射線攝影（DR）有什么明顯不同？答：DDR采用直接X射線攝影探測器，將X射線量直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，無需象其他DR系統(tǒng)需要經(jīng)過信息儲存（記錄）、再二次光激發(fā)（讀出）的過程。

14.簡述直接數(shù)字化X射線攝影的核心部件探測器的主要作用原理。答：主要由非晶材料制成的薄膜晶體管（TFT）或光電二極管（TFT）陣列，形探測器矩陣，每一個(gè)矩陣單元即為采集影像信息的像素。每一個(gè)非晶態(tài)元件都等貯存由X射線轉(zhuǎn)換的電荷量，并能在專門控制電路的作用下，按一定的規(guī)律讀出(儲存的像素電荷)，同時(shí)14位二進(jìn)制的數(shù)字信號輸出，傳送給計(jì)算機(jī)建立圖像。15.簡述直接數(shù)字化X線攝影的主要特點(diǎn)。答：（1）與傳統(tǒng)膠片比，可避免信息丟失；（2）具有較高的分辨力；（3）放射劑量小，曝光寬容度大；（4）可進(jìn)行各種圖像后處理。

16.數(shù)字化X射線成像技術(shù)與傳統(tǒng)X射線攝影有關(guān)物理量的比較，下列說法錯(cuò)誤的是

[](A)普通膠片