計(jì)算機(jī)X線成像【知識薈萃】

1、醫(yī)學(xué)影像成像原理,第三章 計(jì)算機(jī)X線攝影,曹 琰 山東醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校,第一節(jié) CR成像基本條件 第二節(jié) CR系統(tǒng)工作流程與成像原理 第三節(jié) CR系統(tǒng)的圖像處理 第四節(jié) CR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素,學(xué)習(xí)目標(biāo),1.掌握 CR的成像過程；IP的結(jié)構(gòu)及特性； CR的后處理方法。 2.熟悉 CR的成像理論；影響CR圖像質(zhì)量的因素。,計(jì)算機(jī)X線攝影（Computed Radiology，CR），是以成像板（Imaging Plate，IP）作為載體，經(jīng)X線曝光及信息讀出處理形成數(shù)字影像的攝影技術(shù)。,CR的歷史：,1983年由日本富士公司研制成功。,第一節(jié) CR成像基本條件,CR系統(tǒng)由X線機(jī)、IP、影像閱

2、讀器、后處理工作站和存儲(chǔ)裝置等組成 。,、成像板,IP是CR成像系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，,IP只具有記錄功能，不具備影像顯示功能。,IP有正反之分，從外觀上看，正面如同增感屏，反面為黑色。,IP的外觀：,1、IP的結(jié)構(gòu)：,表面保護(hù)層,成像層 （PSL物質(zhì)層）,基板,背面保護(hù)層,PSL物質(zhì)層：具有PSL現(xiàn)象的物質(zhì),表面保護(hù)層：聚酯類纖維，保護(hù)PSL物質(zhì)層,PSL物質(zhì)成分：含有2價(jià)銪離子的氟氯化鋇結(jié)晶體,PSL結(jié)晶體顆粒直徑：47m,顆粒增大，發(fā)光強(qiáng)，清晰度降低,稱氟鹵化鋇銪（BaFXEu2+ ，X=Cl,Br,I）,基板：PSL物質(zhì)的支持體，厚度在200350m,避免激光在PSL物質(zhì)層和基板之間反射，基

3、板制成黑色,背面保護(hù)層：聚酯類纖維，防止使用過程中與IP之間的摩擦損傷。,2、IP的規(guī)格與類型,IP的常用規(guī)格,3543cm（1417英寸）,3535cm（1414英寸）,2530cm（1012英寸）,2025cm （810英寸）,IP的類型,ST （Standard）,HR（High Resolution）,3、IP的特性：,（2）IP可重復(fù)使用,（5）IP存儲(chǔ)的信息易消退,（6）IP易受天然輻射的影響,（3）IP的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同,（4）IP的光發(fā)射壽命期短,（1）IP可發(fā)生光發(fā)光現(xiàn)象,某些物質(zhì)在第一次受到照射光（一次激勵(lì)光）照射時(shí)，能將一次激勵(lì)光所攜帶的信息貯存（記錄）下來，當(dāng)再次

4、受到照射光（二次激勵(lì)光）照射時(shí)，能發(fā)出與一次激勵(lì)光所攜帶信息相關(guān)的熒光。,（1）IP可發(fā)生光激勵(lì)發(fā)光現(xiàn)象（ PSL現(xiàn)象）,第一次對IP激勵(lì)的光：X線,第二次對IP激勵(lì)的光：激光,機(jī)制：,（2）IP可重復(fù)使用,機(jī)制：,IP的第一次激勵(lì)：,IP的第二次激勵(lì)：,（3）IP的發(fā)射光譜與激勵(lì)光譜不同,IP的發(fā)射光譜,IP的激勵(lì)光譜 （激光發(fā)射光譜）,IP的發(fā)射光譜,IP的激勵(lì)光譜 （激光發(fā)射光譜）,（4）IP的光發(fā)射壽命期短,以Eu2+為發(fā)光中心的氟溴化鋇的PSL壽命為0.8s，不發(fā)生信息的重疊。,熒光體經(jīng)激勵(lì)后，發(fā)射熒光的強(qiáng)度達(dá)到初始值的1/e所用的時(shí)間。,（6）IP易受天然輻射的影響,（5）IP存儲(chǔ)

5、的信息易消退,IP存儲(chǔ)的信息8h后可減少25%，攝影后抓緊讀出,X線,紫外線,射線,激勵(lì),IP,IP使用前，必須進(jìn)行擦除,4. IP使用注意事項(xiàng),（1）IP可以重復(fù)使用；,（2）IP在8小時(shí)以上未使用，則在使用前應(yīng)使用強(qiáng)光照射，消除可能存在的潛影；,（3）在使用中，應(yīng)注意避免IP出現(xiàn)擦傷；,（4）由于IP中的熒光物質(zhì)對放射線、紫外線敏感度遠(yuǎn)高于普通X線膠片，因此攝影前、后的IP都要屏蔽。,（5）攝影后的IP上的潛影會(huì)因光的照射而消退，所以必須避光。在8小時(shí)之內(nèi)將信息讀取。,（6）避光不良或漏光的IP上的圖像會(huì)因貯存的影像 信息量減少而變得發(fā)白，這與普通膠片正好相反。,二、影像閱讀器,CR系統(tǒng)的

6、影像閱讀裝置：,無暗盒型,暗盒型,第二節(jié) CR系統(tǒng)工作流程與成像原理,一、CR系統(tǒng)工作流程,包括：影像信息采集、影像信息轉(zhuǎn)換、影像信息處理、影像信息存儲(chǔ)。,CR的具體工作過程：,X線,被照體,IP （成像板）,A/D轉(zhuǎn)換器,工作站 （影后處理裝置）,儲(chǔ)存,打印,激光閱讀器 （光激勵(lì)發(fā)光掃描儀）,顯示,光電倍增管,影像閱讀器,光激勵(lì)發(fā)光掃描儀（PSL掃描儀）,二、CR系統(tǒng)成像原理,影像信息的采集（第一象限）,影像信息的讀?。ǖ诙笙蓿?影像信息的處理（第三象限）,影像信息的再現(xiàn)（第四象限）,四象限理論,第一象限：影像信息的采集,曝光量,X線的曝光量與發(fā)出的熒光在1104范圍呈線性關(guān)系,第二象限：

7、影像信息的讀取,在影像讀出裝置（IRD）中完成 輸出的是數(shù)字信號,第三象限：影像信息的處理,在工作站的影像處理裝置（IPC）中完成，是進(jìn)行圖像后處理。,第四象限：影像信息的再現(xiàn),通過膠片（影像記錄裝置IRC）的選取，使影像落在膠片的直線部。,第三節(jié) CR系統(tǒng)的圖像處理,CR系統(tǒng)的圖像處理環(huán)節(jié)：,第一環(huán)節(jié)第二象限：曝光數(shù)據(jù)識別器（EDR）,第二環(huán)節(jié)第三象限：圖像處理功能,第三環(huán)節(jié)第四象限：獲得優(yōu)質(zhì)照片影像,第一環(huán)節(jié)第二象限：曝光數(shù)據(jù)識別器（EDR）,曝光數(shù)據(jù)識別器（EDR）包括：,分割表示范圍的識別處理,曝光區(qū)域的識別處理,直方圖分析、修正,一、與檢測功能有關(guān)的處理,曝光數(shù)據(jù)識別處理流程：,曝光

8、區(qū)域識別,用一束微弱激光預(yù)讀IP，獲得預(yù)讀出影像的直方圖,與機(jī)器根據(jù)攝影部位自設(shè)的直方圖相比較,以合適的條件讀出,敏感度（S）和寬容度（L）,第二環(huán)節(jié)第三象限：圖像處理功能,1、動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理,2、諧調(diào)處理（層次處理）,3、空間頻率處理,4、能量減影處理,二、與顯示功能有關(guān)的處理,1、動(dòng)態(tài)范圍壓縮處理,2、諧調(diào)處理（層次處理）,調(diào)整影像對比度、影像整體密度,諧調(diào)曲線類型（GT）,旋轉(zhuǎn)中心（GC）,旋轉(zhuǎn)量（GA）,諧調(diào)曲線移動(dòng)量（GS）,諧調(diào)曲線類型（GT）：16種,旋轉(zhuǎn)中心（GC）：0.32.6,旋轉(zhuǎn)量（GA）：-44,諧調(diào)曲線移動(dòng)量（GS）：-1.441.44,3、空間頻率處理,頻率增強(qiáng)程

9、度（RE）：,頻率類型（RT）：12類型,頻率等級（RN）： 09,低頻等級（03）：大結(jié)構(gòu),中頻等級（45）：普通結(jié)構(gòu),高頻等級（69）：小結(jié)構(gòu),4、減影處理,減影方式,能量減影,時(shí)間減影DSA,能量減影,兩次曝光法,一次曝光法,能量減影原理：,一次曝光法能量減影：,使用兩塊同樣大小的IP，,夾著一0.6mm厚金屬銅板。,骨組織影像,能量減影獲得的圖像,軟組織影像,普通影像,第四節(jié) CR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與影響因素,一、CR影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),（1）CR的影像必須滿足診斷需要,（2）CR照片信息全面,（3）IP尺寸選擇合理,（4）影像放大比例一致,（5）影像整體畫面美觀，影像無失真變形。,（6）CR攝影時(shí)，對敏感的組織和器官盡可能屏蔽。,二、影響CR影像質(zhì)量的因素,1、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素,2、CR系統(tǒng)的噪聲,3、空間分辨力,1、決定系統(tǒng)響應(yīng)性的因素：,進(jìn)入IP的散射線,激光束在IP熒光層上的散射,激