医学成像技术第章数字X线成像PPT课件下载推荐.ppt

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胶片扫描系统,图像数字化方式之二：

影像增强器+CCD+图像板DF数字透视（digitalfluoroscopy）/数字荧光摄影（digitalfluorography）,图像数字化方式之三：

计算机摄影（CR,ComputedRadiography）,图像数字化方式之四：

直接数字化摄影（DDR,DirectDigitizedRadiography）,第一节图像数字化产生的数字减影技术,一、数字减影血管造影的物理基础,二、DSA的基本方法,三、DSA的参数性成像,四、DSA的影像质量与优缺点,（digitalsubtractionangiographyDSA）,数字减影血管造影技术（DSA，DigitalSubtractionAngiography）。

是将造影前、后获得的人体同一部位两帧不同的数字图像进行数字减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构，使低浓度对比剂（照比正常对比剂）充盈的血管在图像中显示，图像对比度较高。

一、DSA技术的物理基础,数字图像减影原理示意图,造影前图像,造影后图像,-,减影图像,DSA设备,血管内注入碘造影剂前：

或,血管内注入碘造影剂后：

或,血管注入碘造影剂前、后透过的X射线强度的对数差为：

不同组织对X射线衰减示意图,二、DSA的基本方法,

（1）时间减影,

（2）能量减影,（3）混合减影,大部分DSA设备采用的减影方法,二、DSA的基本方法,

（1）时间减影,C,C（t）,2,12,4,6,8,10,t（秒）,图像顺序,5,10,15,20,25,蒙片,减影图像,易受病人移动和动脉搏动等慢运动影响,在不同的显影时期获得二帧图像,时间减影技术,将不同时间拍摄的同一部位的影像相减，来判断病灶。

（2）能量减影,双能减影、K-缘效应,血管注入碘对比剂后，用略低于和略高于碘K-缘能量（33keV）的X射线曝光，在这两种条件下曝光的影像中，碘与其它结构的衰减特征有较大差别，可将此两种影像数字减影，突出碘对比度，消除其它组织对图像的影响。

骨骼,血管,软组织,X射线检测器将接收到的X射线转换为电信号，并通过对数变换后，得到表达式为：

由低能X射线和高能X射线分别作用得到的表达式为：

分别用低能（管电压70kV）和高能（120kV）X射线照射如图所示两均匀介质时，透射X射线强度与入射X射线强度之间的关系为：

利用碘在33keV附近对X线衰减系数有明显的差异而进行,对两幅图像分别加权KL和KH后相减，得到减影图像S为：

令第二项0（消除软组织图像信号），得骨组织图像为：

令第一项0（消除骨组织图像信号），得软组织图像为：

X射线管的管电压在高低压之间（70kV130kV）高速切换，增加了设备的复杂性。

特点：

能量减影法只能消除一种材料的像，不能将软组织何骨骼同时抵消。

可以抑制由于组织慢运动造成的图像模糊，但不能消除骨骼的影响。

若高能像和低能像是在有造影剂时的一个很短时间间隔内取得，则可将患者移动的影响减至很小。

能量减影技术对X射线机的要求：

能量减影技术,CR技术通过两块IP板，中间插入铜过滤板来实现。

DR技术通过两次短时间，不同能量值的曝光来实现。

（3）混合减影时间减影与能量减影的综合运用,在造影剂未注入前，先做一次双能量减影，获得含少部分骨组织信号的影像，将此影像同血管注入造影剂后的双能量减影像作时间减影处理，就得到单纯的血管影像。

可以避免在单纯能量减影中遇到的问题。

由于软组织像是由能量减影法消除的，因此软组织的运动不会产生影响。

基本原理：

三、DSA参数性成像,获取DSA影像序列后，除提取血管分布轮廓、数量、位置、管径等形态学信息外可把记录到的视频信号量化为视频灰度值，而得到时间函数的视频灰度曲线，可进一步提取深（厚）度或容量性参数，获得一系列非形态学信息。

（parametricimagingofDSA）,四、DSA技术的特点,

（1）影响DSA影像质量的因素,噪声,运动伪影,对比剂浓度,DSA要求的动脉对比剂浓度与血管直径近似地成反比。

（2）DSA技术的主要优点：

可快速校正图像伪影采用新的掩模图像改变对比度和消除伪影。

图像叠加精确，对比度大，可用低对比剂显示细小血管。

可实时处理，图像信息的数字化信息处理和存贮方便快捷。

屏幕直接显示，便于图像分析。

（3）DSA技术的主要缺点：

当不进行选择性注射时，图像会出现血管重叠。

被检者移动、吞咽、肠蠕动、动脉搏动等慢运动，使掩模图像和充盈图像发生位移，不能充分消掉与血管重叠的结构，而产生图像伪影。

手部动脉血管图像DSA,腹部血管图像DSA,腿部血管图像DSA,颈部大脑血管DSA,第二节数字X射线摄影,一、扫描投影放射摄影,X射线管,准直器,笔形X射线束,检测器,X射线区,点扫描,散射线对图像的影响小探测量子效率高图像细节可见度高X射线照射量低机械结构复杂图像的“行”有轻微的扭曲失真扫描时间长（约5s）,特点：

用点状或线阵检测器进行X射线数字化成像的方法,可兼顾散射抑制、扫描时间低等要求。

其灵敏度和分辨力取决于探测器的结构。

X射线管,准直器,扇形X射线束,检测器,线扫描,特点：

二、计算机X射线摄影（CR）系统,1、CR的基本组成,控制计算机,影像板,影像读取装置（X射线影像数字）,图像处理装置,图像记录装置（数字信号光信号）,图像存储装置（光盘、磁带等）,荧光屏,胶片,激光照相机,CR相片,自动洗相机,透射X射线,2、CR的工作流程,PSL物质,X射线信号,一次激发光,模拟信号,二次激发光,PSL物质,荧光信号,光电倍增管,电信号,A/D转换器,荧光屏照相机,荧光信号,人体组织,3、CR成像的基本原理,光激励发光原理：

某些物质在第一次受到照射光（一次激发光）照射时，能将一次激发光所携带的信息储存（记录）下来，当再次受到照射光（二次激发光）照射时，能发出与一次激发光所携带信息相关的荧光，这种现象被称作光激励发光（photostimulatedluminescence，PSL），该物质被称作光激励发光物质（photostimulatedluminescencesubstance）,氟卤化钡,电离,电离,Eu2+离子,捕获电子,能量转移,亚稳态F心,Eu2+离子,释放,跃迁,荧光,X射线照射,二次激发光,原理,光激励发光,（photostimulatedluminescencePSL）,发光特性,荧光强度与一次激发光的X射线照射量呈5位数的直线关系,X射线照射量与PSL光强的曲线关系,发光特性,二次激发光ex为600nm，PSL的em在390400nm，此时PSL强度最大。

氟卤化钡的发射光谱和激发光谱,在一定的范围内,PSL的强度随二次激发光的功率增大而增大。

发光特性,最理想的发光时间是当已激活的PSL物质受到二次激发光照射时，能立即产生PSL，一旦停止照射，PSL立即消失。

但实际上PSL并不立即消失，而是逐渐衰减。

贮存信息的消褪与环境的干扰,时间延长,电子逃逸,PSL强度减小,信息衰减,消褪（fading）现象,贮存在PSL物质中的X射线随贮存时间延长而衰减（一部分被F心俘获的电子在获取PSL前逃逸，使二次激发光照射时晶体的PSL强度减小）。

影像板（IP板）,材料：

结构：

氟卤化钡（BariumFluorohalide）,表面保护层,PSL物质层,基板,背面保护层,成像板结构示意图,表面保护层,PSL物质层,基板,背面保护层,IP板使用注意事项,防止丢失信息，摄片后8小时内读取处理,IP使用前光照，消除潜影摄影后避光，有效贮存信息。

避免IP擦伤,IP板的图像读取过程：

随着IP板的匀速运动，激光发生装置发出的激光束经光学系统的反射，在与IP垂直的方向上，依次对IP进行精确且均匀的扫描。

IP上释放出的与贮存在PSL物质中的影像信息相对应的荧光经光电倍增管转换成相应强弱的电信号，经放大和A/D转换成数字化的影像信号。

4、CR系统成像的基本过程,1）影像信息的采集:

PSL物质贮存信息,2）影像信息的读取:

激光扫描仪（PSL扫描仪）,3）影像信息的处理:

数字信号图像处理,4）影像的再现:

荧光屏显示用多幅照相机激光照相机,CR系统成像的基本过程,记录,使用前的成像板,消除,读出,IP板读片机,CR的优点与不足：

优点：

1、产生的数字图像能方便的处理储存和传输。

2、x射线照射量的动态范围大。

3、不仅可拍摄平片，还可进行体层摄影、胃肠道双重造影及数字减影，临床应用范围广。

4、IP板可重复使用。

不足：

1、时间分辨力较差，不能满足动态器官和结构的显示。

2、空间分辨力不及x射线检查的增感屏/胶片系统。

三、直接数字化X射线摄影（DDR）,在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X射线探测器直接把X射线信息影像转化为数字图像信息的技术。

能直接将X射线信息影像转化为数字图像信息的X射线探测器是直接数字化X射线摄影技术的核心。

1、非晶态硒型平板探测器2、非晶态硅型平板探测器3、气体电离室探测器,X射线信息影像,数字图像信息,