編號11：第十一章 數(shù)字X線成像設(shè)備課件

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)

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第十一章數(shù)字X線成像設(shè)備第一節(jié)概念數(shù)字X線成像設(shè)備：把X線圖像進(jìn)行數(shù)字化圖像處理，再變換成模擬圖像顯示的一種X線設(shè)備。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室椐成像原理不同分類：1、CR系統(tǒng)

ComputedRadiographysystem（計(jì)算機(jī)X線成像）用影像板（imageplateIP）記錄X線影像，通過激光掃描使存儲信號轉(zhuǎn)換成光信號，又用光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入計(jì)算機(jī)處理，形成高質(zhì)數(shù)字圖像。優(yōu)點(diǎn)：用IP代替膠片，曝光量少，寬容度大。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（2）間接數(shù)字X線攝影

IndirectDigitradiographyIDR影像增強(qiáng)管——電視成像鏈或膠片先獲得X線信息的模擬圖像，在轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的方法。它用數(shù)字化掃描儀把膠片上記錄的模擬信息數(shù)字化。（3）DSADigitalSubtractionangiography（數(shù)字減影血管造影）將未造影的圖像和造影圖像，分別經(jīng)影像增強(qiáng)器增強(qiáng)，攝影機(jī)掃描而矩陣化，經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字化，再者相減而獲數(shù)字化圖像，最后經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換成減影圖像。其結(jié)果是消出了未造影的結(jié)構(gòu)，突出了被造影的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)：微創(chuàng)、實(shí)時成像、對比分辨力高、安全、簡便只適應(yīng)檢查血管。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室第二節(jié)計(jì)算機(jī)X線攝影系統(tǒng)（CR）工作過程：X線透過人體，由影像板吸收，再經(jīng)讀取裝置讀出IP中儲存的影像信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，再經(jīng)激光照相機(jī)成像或由存儲裝置，存儲而直接在熒屏上顯示影像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室CR結(jié)構(gòu)：信息采集部分、信息轉(zhuǎn)換部分、信息處理部分、信息儲存和記錄部分。（1）信息采集：以影像板IP代替膠片，接收記憶X線信息。（2）信息轉(zhuǎn)換：用光電倍增管接收影像板上的信息，并實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。（3）信息處理：由計(jì)算機(jī)對數(shù)字化的X線影像作各種相關(guān)的后處理，如：大小測量、放大、灰階處理。（4）信息儲存和記錄：利用光盤、激光打印膠片。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室1、表面保護(hù)層作用：防使用時，不損傷熒光層。結(jié)構(gòu)：聚酯樹脂類纖維構(gòu)成。要求：①不隨外界溫度和濕度而變化。②能彎曲、耐磨損。③薄、透光率高。2、PSL熒光層把PSL熒光物質(zhì)混于多聚體溶液中，然后涂在基板上，干燥而成。作用：把第一次照射光的信號記錄下來，當(dāng)再次受光刺激時，就釋放儲存的信號。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、基板：組成：聚酯樹脂纖維膠膜作用：保護(hù)熒光層免受外力的損傷要求：①良好的平面性和適度的柔軟性及機(jī)械強(qiáng)度。②防止激光在熒光層與基板間發(fā)生反射，以提高清晰度。4、背面保護(hù)層防止影像板之間使用時摩擦損傷而設(shè)計(jì)的。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）IP成像工作原理當(dāng)射入IP的X線量子被PSL熒光體吸收→PSL便釋放出電子，部分電子散布在熒光體中呈半穩(wěn)定狀態(tài)，形成潛影→當(dāng)用激光掃描有潛影的IP時→發(fā)生激勵發(fā)光現(xiàn)象，完成光學(xué)影像的讀出。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、IP的時間響應(yīng)特征當(dāng)停用激光照射熒光體時，發(fā)光按其衰減規(guī)律逐漸終止。IP的PSL強(qiáng)度衰減速度快，以致不會發(fā)生采集和讀出信息的重疊，不影響下一次信息的采集與讀出的現(xiàn)象叫時間響應(yīng)特征。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、IP的動態(tài)范圍IP發(fā)射熒光的量依賴于第一次激發(fā)的X線量，其動態(tài)范圍比屏—膠組合寬，可精確地檢測每次攝影中各組織間X線吸收的差別。4、IP信息讀出分二步讀出第一步：由激光超高速地，粗略地讀出影像信息，接瞬時核算出X線影像的光激發(fā)光量。第二步：在上述信息的基礎(chǔ)上，自動調(diào)節(jié)光電倍增管的放大增益，再以超強(qiáng)激光光線高精細(xì)地讀出X線影像信息。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室5、IP的類型、標(biāo)準(zhǔn)型、高分辨率型、減影型等。6、IP存儲信息的消退消退：X線激發(fā)IP后模擬影像被存儲在熒光體內(nèi)，在讀出前的存儲期間，一部分被俘獲的光電子將逃逸，從而使第二次激發(fā)時熒光體發(fā)射的PSL強(qiáng)度減少，該現(xiàn)象叫消退。在讀出前儲存8小時內(nèi)，熒光體的PSL量減少約25%，隨時間延長及存儲溫度的升高而增加。故：應(yīng)在第一次激發(fā)后8h內(nèi)讀出IP信息。7、天然輻射的影響X線、紫外線、r線-粒子線，在IP上積蓄，可使IP影像被檢測出來，故長期存放的IP板，會出現(xiàn)小黑斑，使用前用激光照射消除。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室二、CR系統(tǒng)的讀取裝置介紹（一）讀出裝置1、暗盒型讀出裝置特點(diǎn)：將IP置入與常規(guī)X線攝影暗盒類似盒內(nèi)，它可代替常規(guī)，攝影暗盒在任何X線機(jī)上使用。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室暗盒IP尺寸：14×17英時，14×14英時，10×12英時，8×10英時，讀出原理：IP經(jīng)曝光后→于明室內(nèi)從CR讀出裝置的暗盒插入孔內(nèi)送入讀取裝置內(nèi)→IP被自動取出→由激光掃描讀出潛影信息→再被送到潛影消除部分→經(jīng)強(qiáng)光照射，消除IP上的潛影→此合IP被送回暗盒內(nèi)，封閉暗盒→暗盒被送出讀取裝置→供反復(fù)使用。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、無暗盒型讀出裝置IP經(jīng)X線曝光后，無需打開暗盒和取出IP過程，IP直接被送到激發(fā)掃描和潛影消除部分處理，供反復(fù)使用。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室三、存儲與記錄CR記錄方式：激光打印膠片，熱敏打印膠片，熱敏打印紙。（一）硬盤磁帶存儲元件1、硬盤——用于短期暫存數(shù)據(jù)，以便快速調(diào)閱圖像，經(jīng)處理后再存入磁帶或光盤。2、磁帶——數(shù)字式磁帶存儲量為70GB/盤，數(shù)據(jù)不能永久保存。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）光盤存儲裝置在玻、塑料或鋁等制作的基板上涂一層記憶膜，用高強(qiáng)度激光按影像信息在膜上打孔而記錄信息，讀取時以較弱的激光椐反光原理重建被記錄的影像。因盤片上的信息的存儲和讀出都用光學(xué)方法完成，故稱為光盤。存儲基本裝置：光盤驅(qū)動器懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室1、CD—ROM驅(qū)動器功能：讀取或播放光盤上記錄的信息。（1）組成：光學(xué)拾取頭，伺服處理，執(zhí)行部件、信號解碼，處理部件，微處理器，面板控制，接口1）光學(xué)拾取頭：為CD—ROM的關(guān)鍵元件，它產(chǎn)生激光，并全聚成細(xì)微光束射向光盤表面，將信息坑點(diǎn)的反射光導(dǎo)向光敏檢測器。2）伺服處理和執(zhí)行部件將激光聚焦，精確對準(zhǔn)盤上要讀取信息的坑點(diǎn)。3）信號解碼和處理部件對光敏檢測器送來的電信號進(jìn)行處理，產(chǎn)生伺服系統(tǒng)所需誤差信號，把光電信號數(shù)字化，進(jìn)行調(diào)制碼的調(diào)解和數(shù)據(jù)檢/糾錯解碼。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（2）工作原理將CD—ROM盤片裝入驅(qū)動器中→由激光二極管發(fā)射穩(wěn)定激光束照射→在聚焦伺服和循跡伺服機(jī)構(gòu)的推動下→激光束精確聚焦并準(zhǔn)確跟蹤轉(zhuǎn)動盤片的螺旋光道→光道上信息坑點(diǎn)將光束反射到光敏檢測器轉(zhuǎn)換為電信號→經(jīng)處理→將數(shù)字信息輸入計(jì)算機(jī)。（3）性能：①數(shù)據(jù)讀取快。②傳輸速率高。③兼容性好，一般可支持CD—R，CD—RW盤的讀取。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、CD—R刻錄機(jī)將數(shù)據(jù)一次寫入，可多次讀出的存儲裝置。CD—R盤片與普通CD盤片，最大的區(qū)別：（P301，例11行）由塑料襯盤與反射層之間有一層很薄的有機(jī)聚合物，寫入數(shù)據(jù)時用數(shù)據(jù)調(diào)制大功率激光（4~8mW）對CD-R光盤的有機(jī)聚合層進(jìn)行掃描，實(shí)現(xiàn)調(diào)制數(shù)據(jù)的物理寫入。3、磁光型可重寫光盤記錄裝置（自學(xué)）懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、影響影像質(zhì)量的因素（1）激光束的直徑和頻率讀取裝置的激光點(diǎn)直徑越小，讀取的信息量就越多，影像質(zhì)量越好。（2）光電及轉(zhuǎn)動的噪聲噪聲：①與光電子數(shù)字反比，（即與入射X線量，IP的X線吸收效率，IP的光激發(fā)發(fā)光量，導(dǎo)光器的聚光率及光電倍增管的光電轉(zhuǎn)換效率成反比）。②外來光的干擾，電流的穩(wěn)定程序，機(jī)械傳導(dǎo)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度都影響影像質(zhì)量。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（3）數(shù)字化的影響1）A/D轉(zhuǎn)換過程中，對模擬信號進(jìn)行取樣和量化會產(chǎn)生量化噪聲和偽影。2）信號數(shù)字化使影像空間分辨率降低，增加噪聲。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室五、X線影像的計(jì)算機(jī)處理（一）影像的處理分三個環(huán)節(jié)1、第一環(huán)節(jié)與系統(tǒng)檢測功能有關(guān)處理，保證整個系統(tǒng)在一個很寬的動態(tài)范圍內(nèi)自動獲取具最佳密度與對比度的影像使之?dāng)?shù)字化。2、第二環(huán)節(jié)與顯示影像特征有關(guān)處理，涉及影像處理裝置。3、第三環(huán)節(jié)與影像信息的存儲與傳輸功能有關(guān)的處理涉及及影像記錄裝置。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）讀出靈敏度自動設(shè)定的處理1、為克服X線成像期間由曝光過度或不足產(chǎn)生的圖像密度不穩(wěn)定性，CR系設(shè)計(jì)圖像讀出靈敏度自動設(shè)定功能。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室為防止由于攝影條件與所攝部位不同，記錄IP影像信息經(jīng)讀取，而轉(zhuǎn)換成數(shù)字化影像信息后，產(chǎn)生信息量及信息變化范圍差別很大的現(xiàn)象，難得一致曝光CR照片，而設(shè)自動預(yù)讀程序。讀出靈敏度自動設(shè)定處理攝影部位/方法圖像讀出器抽樣圖像數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)/圖像處理器分割范圍識別照射野識別直方圖分析X線量和范圍計(jì)算確定讀出條件懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（三）顯示功能的相關(guān)處理1、諧調(diào)處理針對不同的成像目的影像對比進(jìn)行處理，以達(dá)到總體光學(xué)及黑白翻轉(zhuǎn)的效果。2、空間頻率處理通過頻率響應(yīng)的調(diào)節(jié)來影響影像的銳利度，邊緣增強(qiáng)是較常用的技術(shù)。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（四）圖像的后處理：通過各種特殊處理，為臨床需要提供具有較高診斷價值的影像技術(shù)叫后處理。1、減影處理：把同一部位的兩幀影像相減，從而得出它們的差值部分圖像。CR可用于DSA優(yōu)點(diǎn)：與DSA比較：（1）IP覆蓋范圍大，克服DSA中影像增強(qiáng)器視野小的限制。（2）IP空間分辨率高。（3）IP動態(tài)范圍寬。2、灰階處理讀取影像時，將影像信號在需要的范圍內(nèi)變成數(shù)字化信號，從而調(diào)整某一數(shù)字信號以黑白密度再現(xiàn)的過程叫灰階處理。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、窗位處理在一定灰階范圍內(nèi)，以某一數(shù)字信號為中心零點(diǎn)，在此中心信號范圍的組織結(jié)構(gòu)以其對X線吸收不同，得到最好的視覺，并以這一信號為中心的一定范圍內(nèi)數(shù)字信號進(jìn)一步增強(qiáng)的技術(shù)叫窗位處理。4、其他處理多重處理，把IP多張重疊后攝影，再將其信息量疊加處理，從而改善和提高圖像質(zhì)量的方法。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（五）CR特點(diǎn)1、靈敏度高：在采集極弱信號時靈敏度高不被噪聲掩蓋。2、線性好線性：是指影像系統(tǒng)在整個光譜范圍內(nèi)得到的信號與真實(shí)影像的光強(qiáng)度是否呈線性關(guān)系，即得到的影像是否與真實(shí)影像能很好吻和。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、動態(tài)范圍大即系統(tǒng)能同時測到極強(qiáng)和極弱的信號4、數(shù)字化輸出和可編寫程序圖像可直接存儲與傳輸系統(tǒng)。CR具體影像編輯功能懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室第三節(jié)數(shù)字X線攝影系統(tǒng)Digitalradiography一、DR（數(shù)字X線成像）的基本結(jié)構(gòu)圖像監(jiān)視器影像接收器數(shù)據(jù)采集圖像處理存儲器X線機(jī)系統(tǒng)控制器懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室1、X線影像接收器用探測器將X線圖像，轉(zhuǎn)換為可見圖像的光信號，或直轉(zhuǎn)為數(shù)字信號。2、數(shù)據(jù)采集器由A/D轉(zhuǎn)換器組成，把模擬信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號。3、圖像處理器（數(shù)據(jù)查找表，轉(zhuǎn)用運(yùn)算器）把采集到的影像數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種圖像處理。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室4、存儲器用于記憶若干幅數(shù)字圖像。5、圖像監(jiān)視器數(shù)字圖像經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，形成不同亮度的像素，按一定的顯示矩陣結(jié)構(gòu)在監(jiān)視器上重現(xiàn)。6、系統(tǒng)控制器完成整系統(tǒng)的指揮和協(xié)調(diào)。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室二、X線數(shù)字圖像成像鏈1、X線數(shù)字圖像成像鏈X線→病人→影像增強(qiáng)管→電視鏈→光學(xué)系統(tǒng)→電視攝像機(jī)→A/D轉(zhuǎn)換器→數(shù)字影像信號檢測器將X線強(qiáng)度轉(zhuǎn)為光強(qiáng)度→電視攝像機(jī)將光信號轉(zhuǎn)為電子信號→A/D轉(zhuǎn)換器將電子信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、X線源的性質(zhì)要求①提供高能量；②點(diǎn)源；③單色輻射3、對檢測器的要求①檢測器應(yīng)檢測穿過病人的X線光子，對非X線能量應(yīng)不感應(yīng)。②檢測器不應(yīng)提供隨量子統(tǒng)計(jì)學(xué)噪聲以外的其他噪聲。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室三、直接放射成像術(shù)DirectDigitRadiography采用X線探測器直接把X線轉(zhuǎn)換為模擬電信號進(jìn)行數(shù)字化的方法叫DDR。分類：

掃描數(shù)字X線攝影：X線穿過人體后，被探測器轉(zhuǎn)換成可見熒光，熒光被反光材料反射到光電倍增管變?yōu)殡娦盘?，?jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。平板探測器數(shù)字X線攝影X線穿過人體后，在平板探測器內(nèi)被轉(zhuǎn)換為可見光、再由光電管轉(zhuǎn)成電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)成數(shù)字信號。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（一）DDR的組成X線機(jī)、電子暗盒、圖像處理器、系統(tǒng)控制臺懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室1、電子暗盒構(gòu)成：由集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極，保護(hù)層集電矩陣由按陣元方式排列的薄膜晶體管組成。非晶態(tài)硒層涂復(fù)在集電矩陣上，它有很強(qiáng)的解象力。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室探測器工作原理入射X線光子在硒層中產(chǎn)生電子空穴對→在頂層電極和集電矩陣間加入高壓作用下→電子和空穴向相反方向移動，形成電流→導(dǎo)致極間電容儲存電荷→在讀出控制信號作用下，把像數(shù)儲存的電荷按順序逐一傳送到處電路→經(jīng)放大器放大→被轉(zhuǎn)成數(shù)字信號→監(jiān)視器上顯示圖像懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室信號讀出后，掃描電路自動清除硒層電容儲存的電荷，保證探測器反復(fù)使用。上述過程均在電子暗盒內(nèi)完成。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、控制器（1）掃描控制器由計(jì)算機(jī)控制矩陣掃描電路，恢復(fù)電路及掃描數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。（2）系統(tǒng)控制器控制操作程序、圖像處理、圖像存儲、打印。3、鍵盤給計(jì)算機(jī)發(fā)指令4、監(jiān)視器顯示攝影圖像懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）DDR的基本原理X線穿過人體→硒層光導(dǎo)體將吸收的X線光子轉(zhuǎn)成正負(fù)電荷對→頂層電極與集電矩陣間高壓對硒層產(chǎn)生電場→使正負(fù)電荷分離→正電荷移向集電矩陣的電容器內(nèi)→掃描控制器將電信號轉(zhuǎn)為數(shù)字信號→經(jīng)系統(tǒng)控制器處理→監(jiān)視器上顯示圖像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室DDR數(shù)字矩陣結(jié)構(gòu)：組成：高壓電源、導(dǎo)電層、電介層像素矩陣，玻璃襯底。像素矩陣：包括薄膜晶體管，儲能電容和集電器，其上沉積了天定形硒層，吸收X線。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（三）DDR的主要特點(diǎn)（1）成像環(huán)節(jié)少，避免圖像信息丟失。。（2）圖像分辨率高，滿足臨床需要。（3）放射劑量小，曝光寬容度大，條件易掌握。（4）可作圖像后處理，（放大、黑白轉(zhuǎn)換，數(shù)字減影，測距）為影像診斷中的細(xì)節(jié)觀察，前后對比，提供技術(shù)支持。（5）其電子暗盒為平板狀，方便地代替屏膠系統(tǒng)和IP。（6）DDR兩次攝影間隔距應(yīng)大于20s，故尚不適用于快速連續(xù)攝影的X線造影檢查。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（四）DDR與CR的性能比較1、成像原理DDR以硒作為檢測器，其表面的薄膜晶體管把X線直接轉(zhuǎn)成電信號再數(shù)字化；CR為間接轉(zhuǎn)換術(shù)，利用影像板作檢測器，X線照射IP后，IP放熒光，經(jīng)光電信增管把光變成信號，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字后再到計(jì)算機(jī)成像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、圖像質(zhì)量及圖像分辨率（1）DDR圖像清晰度優(yōu)于CR。（2）CR的時間分辨率較差，不能滿足動態(tài)器官和結(jié)構(gòu)顯示，不能透視，DDR有升級為透視的能力。（3）DDRX線轉(zhuǎn)換率高，而CR利用潛影成像，信號隨時間而衰退，轉(zhuǎn)換率低，曝光劑量＞DDR。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、DDR發(fā)展方向的問題（1）不能適應(yīng)快速連續(xù)X線造影檢查。（2）電子暗盒由4塊組成，一旦一塊損壞，將導(dǎo)致4塊全部更換，不單費(fèi)用貴，還需改裝已有的X線機(jī)設(shè)備。4、CR更適用于X線平片影像（1）CR是非專用機(jī)型，易與X線機(jī)配套使用。（2）DDR是專用機(jī)型，較適用透視、點(diǎn)片及各造影檢查。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室第四節(jié)數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)一、DSA圖像形成原理數(shù)字減影：是把人體同一部位的兩幀影像相減，從而得出它們的差值部分，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)成圖像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（一）DSA成像方框圖懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室掩模像（maskimage）：不含對比劑的組織器官影像造影像：注入對比劑后得到的組織器官影像，是減影像：掩模像要減造影像后得到的圖像，四肢血管造影中，骨、軟組織為掩模影，而被消除，留下含有對比劑的血管造影。X線照射被檢體→在增強(qiáng)器輸出屏模擬成掩模像和造影像→將兩像作對數(shù)放大，（A/D轉(zhuǎn)換器），變成數(shù)字→將數(shù)字疊加排列，排列成矩陣→經(jīng)計(jì)算機(jī)處理，減去掩模影像→將被減影像對比增強(qiáng)→后處理（掃描處理）→視頻影像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）圖像的矩陣化與像素化1、DSA減影過程（1）攝普通片。（2）制備mask片（掩模片）與普通片密度相反的照片。（3）攝制血管造影片。（4）把mask片與血管造影片重疊一起翻印成減影片。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、圖像矩陣化數(shù)字掃描的陣列由縱橫排列的直線相互垂直相交而成?？v、橫行線條數(shù)相等，各直線之間有一定的間隔距、呈格柵狀，這就是矩陣，格柵中線條越多，分辨率越強(qiáng)，圖像越清晰。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室3、圖像像素化矩陣中被分隔的小單元叫像素?cái)?shù)字掃描，將模擬圖像分成許多象數(shù)，并對每個像數(shù)賦予數(shù)字化，表現(xiàn)出來的是每個像素的不同亮度。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（三）A/D轉(zhuǎn)換A/D轉(zhuǎn)換器把來自電視攝影機(jī)的視頻信號數(shù)字化。A/D掃描將圖像分成許多像素→然后像數(shù)變成電信號，（高電壓代表電視信號明亮部分，低電壓代表電視信號黑暗的部分，高電壓用=進(jìn)制1表示，則低電壓用=進(jìn)制O表示）→每個數(shù)值（1或0）經(jīng)接通電子開關(guān)“開”或“關(guān)”，即可記錄數(shù)字信號。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（四）數(shù)字邏輯運(yùn)算從兩個正的影像開始運(yùn)算，第一個影像的每個像數(shù)的數(shù)字首先被逐個地顛倒和加1→使影像變成一個負(fù)影像，然后，這個負(fù)影像再與第二個正影像相應(yīng)數(shù)相加→產(chǎn)生第三個即減影影像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室二、DSA圖像的處理減影技術(shù)實(shí)質(zhì)：是把人體同一部位兩幀圖像相減，得出它們的差值部分為減影。mask像：造影前的圖像不含造影劑的圖像。造影像：注入造影劑后得到的圖像。數(shù)字減影：就是造影像要從中減去mask像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（一）對數(shù)變換處理直接減影的同一血管在與骨組織有重疊與無重疊所得的對比度不同，故減影前，先行對數(shù)處理，使減影后血管圖像一致。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）空間與時間濾波處理1、空間濾波對同一時刻圖像上同一空間像素之間處理。2、時間濾波（1）低通濾波：對時間變化的序列圖像作加權(quán)處理，每幀圖像的權(quán)數(shù)為正，叫時間低通濾波，具有時間平滑作用。（2）高通濾波：每幀圖像權(quán)數(shù)有正、有負(fù)時，為高通濾波強(qiáng)調(diào)圖像中隨時間變化的部分。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（三）對比度增強(qiáng)處理懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室減影中，對比度大的組織已消除，只剩下對比度小的血管像。數(shù)值小，為便觀察，須對比增強(qiáng)處理。a、mask圖像：經(jīng)制備的與普通平片圖像相同，密度相反的像。b、攝制的血管造影像，但血管周圍組織的圖像共存，須仔細(xì)觀察，才見到血管。c、去掉了血管周圍組織的圖像，但沒達(dá)到清晰表現(xiàn)血管的目的。d、經(jīng)過對比度增強(qiáng)處理的血管減影像。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室三、DSA系統(tǒng)介紹及操作程序DSA系統(tǒng)包括，模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，對數(shù)型轉(zhuǎn)換器，數(shù)字處理機(jī)、/顯示裝置、存儲裝置、照片復(fù)制裝置，顯示監(jiān)視器。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室DSA系統(tǒng)共同點(diǎn)①有一個快速圖像處理機(jī)②X線質(zhì)量穩(wěn)定的X線機(jī)③X線成像——視頻信號—數(shù)字信號的圖像檢測部分④計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理部分⑤視頻圖像轉(zhuǎn)為數(shù)字圖像矩陣時，分辨率高⑥圖像顯示、存儲、拷貝等外部設(shè)備懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（一）電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于控制和圖像后處理工作過程輸入外部數(shù)據(jù)→存儲器中的程序執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算→對信息進(jìn)行處理→在輸出設(shè)備上顯示輸出數(shù)據(jù)1、系統(tǒng)控制控制收集圖像數(shù)據(jù)、控制X線發(fā)生器和曝光條件，控制掃描系統(tǒng)工作。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、圖像后處理部分對模/數(shù)轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換后的數(shù)字進(jìn)行運(yùn)算，移動性偽影的校正處理，改善圖像S/N的時間濾過處理，自動參數(shù)分析功能。啟動開關(guān)1啟動X線機(jī)預(yù)備光欄調(diào)整準(zhǔn)備完畢啟動2脈沖曝光啟動采樣脈沖結(jié)束狀態(tài)恢復(fù)高壓注射器啟動啟動開關(guān)2懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（二）DSA系統(tǒng)的要求1、DSA對X線源的要求（1）要求X線管能承受連續(xù)脈沖曝光的負(fù)荷量，一般X線管熱容量應(yīng)在200KHu以上，管電壓范圍40~150KV管電流800~1250mA。（2）X線能量必須穩(wěn)定：要求高壓發(fā)生器能產(chǎn)生穩(wěn)定的直流高壓，采用中頻、高頻技術(shù)，由微機(jī)處理控制，產(chǎn)生純直流高壓。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室2、獲取高信噪比圖像（1）提高X線的劑量獲取圖像的精確性，圖像信躁比平方與X線劑量呈正比。（2）調(diào)整光闌與光通量提高圖像信噪比。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室在操作中，當(dāng)影像增強(qiáng)器輸出光線很弱時，光闌打開，電視攝像機(jī)接受全部來自影像增強(qiáng)器的成像信息，反之，當(dāng)影像增強(qiáng)器輸出光線很強(qiáng)時，光闌關(guān)閉到最小，電視攝像機(jī)僅接受光闌中心、小孔中照射光束的光強(qiáng)信息。故調(diào)光闌中心孔大小能使X-TV對不同X線強(qiáng)度曝光信息成像。當(dāng)光闌孔徑開大，折射、散射光傳到攝像機(jī)靶上，從而變成噪聲，對圖像產(chǎn)生干擾、降低圖像信噪比。當(dāng)光闌孔開小、減少噪聲，增加信息噪比及圖清晰度。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（三）數(shù)字圖像部分硬件結(jié)構(gòu)視頻信號A/D轉(zhuǎn)換器輸入查找表幀存儲器ACU輸出查找表A/D轉(zhuǎn)換器顯示器計(jì)算機(jī)懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室1、輸入查找表：用于輸入圖像的對數(shù)變換。2、輸出查找表：實(shí)時圖像增強(qiáng)變換，指數(shù)變換，圖像顯示變換。3、幀存儲器與計(jì)算機(jī)之間數(shù)據(jù)通路，決定圖像后處理的速度。4、ACU用于圖像加、減及邏輯運(yùn)算，為DSA一個關(guān)鍵部件，使處理速度與視頻信號速度同步叫實(shí)時圖像處理。懷化醫(yī)專醫(yī)學(xué)影像教研室（四）DSA的控制系統(tǒng)1、DSA控制流程：啟動開關(guān)1啟動X線機(jī)預(yù)備光闌調(diào)整準(zhǔn)備完畢啟動2脈沖曝光啟動采樣脈沖結(jié)束狀態(tài)恢復(fù)高壓注射器啟動啟動開關(guān)2