第四章医学影像设备-数字X线设备ppt课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关第四章医学影像设备-数字X线设备ppt请在人文库网上搜索课件(97页收藏版)。
1.医学影像设备学第四章 数字 X一、掌握X线计算机摄影的基本结构和成像原理。 掌握数字摄影装置的基本结构和成像原理。 三、目录，一、概述 二、计算机X线摄影装置 三、数字x线摄影装置，第一节 概述，第一节 数字x线成像设备概述 是指X线透射图像数字化，图像处理，然后成为模拟图像显示的设备，与传统的增感屏和胶片成像相比，数字X线成像 1.对比度分辨率高 2.动态范围广，曝光容量宽 3.辐射剂量小 4.图像后处理功能强 5.数字图像可以用大容量存储器存储，并且可以方便地访问PACS实现图像的存储、传输和诊断。 6.数字。
2、X空间分辨率(约2040LP/cm)不如屏-胶组合(理论值为5070)LP/cm)高，第一节 概述，第二节 计算机X线摄影设备，第二节 计算机X线摄影设备，1，基本组成 CR主要由信息采集、信息转换、信息处理、信息存储和记录等部份组成,第二节 计算机X线摄影设备，信息采集:IP以潜影的形式记忆X线图像而不是胶片 信息转换：由图像读取装置实现，将潜影转换为数字图像信号 信息处理：由计算机完成，对数字图像进行各种相关后处理 信息存储和记录：用光盘等激光相机打印存储媒介CT扫描机主要由硬件结构和软件结构组成 计算机X线摄影设备，二、CR工作原理： 用存储屏记录X线图像，通过。
3.过激光扫描将存储信号转换为光信号，通过光电倍增管转换为电信号，然后通过A/D转换后输入计算机处理，形成高质量的数字图像,第二节 计算机X线摄影设备，第二节 计算机X线摄影设备，三，图像板 (一)图像板结构 表面保护层 光激发光荧光层(PSL) 基板 背面保护层，第二节 计算机X线摄影设备，表面保护层：聚酯纤维，可弯曲、耐磨、透光性好。保护荧光层不受外部温度、湿度和辐射的影响。保护荧光层不受外部温度、湿度和辐射的影响。涂上蓝色滤光层，提高清晰度，第二节 计算机X线摄影设备，荧光成像层：用多聚体溶液均匀涂抹微量二价硫氟卤化钡晶体，记录第一次照射光的信号，再次受到光刺激时释放存储信号（混合）。
4、入二价铕Eu 2 的氟囟化钡BaFXEu 2 X=Cl、Br、I,第二节 计算机X线摄影设备，基板：聚酯树脂纤维。保护荧光物质层免受外力损伤。 颜色：黑色，第二节 计算机X线摄影设备，背面保护层：材料与表面层相同，避免IP摩擦在使用过程中，第二节 计算机X线摄影设备,二)影像板工作原理 射入IPX线光子被板IP荧光层中的尽性荧光体(PSL)吸收和释放电子，部分电子分散在荧光体内，形成潜影，完成X线信息的收集和存储。 激光扫描IP板、光刺激光现象（光发光现象），荧光强度与X线能量成正比，完成光学图像读取，第二节 计算机X线摄影设备，三)特殊。
5.性，1.发射光谱和激发光谱 由IP光子波长与光强之间的关系称为发射光谱。最强波长为390400nm 。 PSL强度与读取光波波长的关系曲线称为激发光谱。最强在600nm2.时间响应 当激光停止照射荧光物时，PSL强度按其衰减规律逐渐终止。IP的PSL强度衰减速度快，收集和读取信息不会重叠。 3.动态范围 直线性 特大宽容1:100000 每个组织之间最小的X线吸收差异可以准确检测到，第二节 计算机储信息的消退 X线激发IP之后，潜影存储在荧光体中，读取前的一部分电子会随着时间的推移逃跑，从而降低第二次刺激时的荧光强度，称为存储信息的消退。 IP消退很微。
6、弱，8h减少25%。第二节受时间和温度的影响 计算机然辐射的影响 固定装置、自然放射性元素、宇宙射线、IP板上的微量放射性元素。 IP不仅对X线敏感，对紫外线、射线、射线、电子线等其他电磁波也敏感。 长期储存会产生小黑斑。 激光必须在使用前擦除，第二节 计算机X线摄影设备，4)使用注意事项 1.选择较大的IP来记录X线影像，大大减少胶片尺寸的选择次数。 2.IP再使用时，最好了消除潜影，最好除潜影。 3.由于IP荧光物质对X线很敏感，需要很好的屏蔽，第二节 计算机X线摄影设备，第二节 计算机X线摄影设备，四，读取设备 (一)结构 1.暗箱读取装。
7、置：将IP放在类似常规X线摄影盒的盒子里，可以代替常规摄影盒在任何X线机上使用。 2.无暗盒型读取装置：IPX线曝光后，直接传输到激光扫描和潜影消除处理，供重复使用，第二节 计算机X线摄影设备，2)读取设备原理，第二节 计算机X线摄影设备，读出原理： (1)用一束微弱的激光粗扫IP，并立即计算出读取图像的直方图 ()自动调节光电倍增管的灵敏度和放大器的增益，然后用高强度激光精细读取潜影，实现数字化。经过各种图像处理，获得最佳的适合诊断的数字X线图像，第二节 计算机X线摄影设备，3)影响图像质量的因素 1.激光束的直径:越小越好 2.光电和传动系统的噪声 3.数字化的影响 取样频率低。
八、马赛克伪影 等高线伪影量化级数少 一般数字化取样间隔.10.2mm 像素灰度等级为8bit五、计算机图像处理.图像处理链接 图像读取过程的处理：图像读取灵敏自动设置，图度自动获得最佳密度和对比度图像。 图像显示过程的处理：显示图像的特殊处理，以获得较高的诊断价值，又称后处理。 图像存储和记录过程的处理：在不影响图像质量的基础上压缩图像，并可保存和传输。图像也可以用激光相机打印，第二节 计算机像读取灵敏度自动设置 采用灵敏度自定设定功能，在不同x线剂量下获得相同的图像质量。 预读程序流程，第二节 计算机X线摄影设备,3.图像。
9.后处理、灰阶处理 空间频率处理 动态范围压缩 减影处理 叠加处理、图像处理：调整亮度、对比度、窗宽、窗位、放大反转、旋转、距离面积测量文本注释修改患者数据等 计算机X线摄影设备自动设置图像读取灵敏度 大曝光剂量1和小曝光剂量2 计算机X线摄影设备，六、存储和记录装置，硬盘 光盘 七、评价标准(参考教材) 八、使用注意事项和维护(参考教材) 计算机X线摄影设备，第三节 第三节数字X线摄影设备 一、构成数字X线摄影设备 二、分类 三、工作原理 四、 CR 与DR比较，第三节 数字X线摄影设备，一、构成 DRX线发生器，X线探测器、图像处理器、图像显示器等组成 1。
10、.X线发生器：采用中高频逆变发生器。 2.X线路探测器：将X线信息转换为电信号的设备 3.图像处理器：其功能包括灰阶变换、黑白反转、图像滤波降噪、放大等各种图像处理。 4.图像显示器：用于摄影图像的重现阅读,第三节 数字分类数字摄影设备分类 1.非晶硒平板探测器型 2.非晶硅平板探测器 3.多丝正比室扫描型 4.CCD相机型号，第三节 三、工作原理 1.非晶硒平板探测器 (1)结构:基板、集电矩阵、硒层、电介层、顶层电极、保护层等。第三节 2)工作原理 硒层中的入射x光子产生电子空穴对，在顶层电极和集电矩阵之间加高压电场的作用下，电子和。
11.空穴向相反方向移动，形成信号电流，由相应单元的接收电极收集形成信号电荷。每个像素都有一个场效应管，起到开关作用。在读取控制信号的作用下，依次读取并放大后，同步转换为数字图像信号。 2.非晶态硅平板探测器 (1)结构:由基板、非晶硅阵列、碘化铌层等组成，第三节 2)工作原理 非晶硅FPDX射线照射后，将X射线图像转换为荧光图像，然后通过非晶硅光电二极管矩阵转换为图像电信号，在计算机读取电路的控制下依次读取，然后通过A/D转换后，获得数字图像信号，闪烁身体GOS,非晶体硅传感器，外罩，闪烁体： GOS 传感器: 非晶体硅 成像范围： 14x17 像素： 2。
12、,208 x 2,688 pixel 象素尺寸： 160m 分辨率： 3.1 lp/ mm 灰阶度： A/D: 14bits,操作环境： 5 35C 3075% RH,第三节 第三节数字X线摄影设备 数字X线摄影设备，3.多丝正比室扫描型DR (1)结构： 由高压电源、水平狭缝、多丝正比室、机械扫描系统、数据采集、计算机控制、图像处理系统等组成。 锥形X线束通过水平狭缝直接形成平面扇形X线束。多丝成比室窗口水平放置在患者被检查部位后。被探测器接收后，机械扫描装置使X线管头、水平狭缝和探测器沿垂直方向均匀同步平移扫描，到达新位置后进行水平照射。
13.投影；如果重复，图像采集将完成。多丝成比室的每根金属丝都与一路放大器相连，经过A/D转换器数字化电压信号后，输入计算机进行图像处理，第三节 第三节数字X线摄影设备 数字X线摄影设备，4.CCD摄像机型DR (1)结构:主要由荧光板、反光板组成CCD第三节由摄像机、计算机控制和处理系统组成 数字X线摄影设备，2)工作原理 X线通过人体检查部位后，通过滤网过滤散射线到达荧光板，将X线图像转换为荧光图像。荧光通过透镜反射后，可见光通过镜头聚焦投射到CCD芯片上，CCD芯片将可见光转换为电信号，最终获得数字图像，第三节 数字X线摄影设备，CCD摄像机型DR,四、DR与CR的比较 详见下。
页面，第三节 第四节数字X线摄影设备 基本结构 二、 影响图像质量的因素 三、对X线机的要求 四、X探测器探测器支撑装置 五、导管床 六、高压注射器 七、数字系统 八、DSA系统的特殊功能 九、图像质量参数及检测 十、日常维护，第四节 数字减影血管造影设备 一、基本结构 不含对比剂的图像称为掩模图像(mask image)或蒙片，注入对比剂后获得的图像称为造影像或填充像。 减去掩模图像以获得减影像。 减去掩模图像以获得减影像。 图像信号与对比剂的厚度成正比，与背景无关。在减影像中，消除了骨骼和软组织的背景图像，只留下对比剂的血管图像，第四节 第四节数字减影血管造影设备 。
15.影响图像质量的数字减影血管造影设备、数字图像硬件框图、监视器 1成像方式 (1)脉冲模式:采用间歇X线脉冲形成掩模图像和图像，每秒摄入几帧图像，脉冲持续时间一般大于一帧视频信号。由于暴露X线脉冲的脉宽较大(如100ms左右)主要用于脑血管、颈动脉、肝动脉、四肢动脉等活动缓慢的部位，第四节 2)超脉冲模式 X线脉冲摄像机以每秒630帧的速度进行，然后逐帧高速反复减影，具有频率高、脉宽窄的特点 ，X线数字图像或减影像可以以实时视频的速度连续观察，动态清晰度高。这样可以适应肺动脉、冠动脉、心脏等快速活动的器官，图像运动模糊小，第四节 血管数字减影。
16.造影设备，3)连续模式 可以使用X线连续的，也可以是脉冲的，得到与摄像机同步的、频率为每秒25帧的连续影像。因采像频率高，能显示快速运动的部位，如心脏、大血管，时间分辨力高。平板探测器无同步方面的限制，但有平板刷新频率方面的限制,第四节 数字减影血管造影设备,2摄影X线的稳定性 由于普遍采用脉冲影像方式，必须保证前后各帧影像所接受的X线剂量恒定，要求X线机的高压稳定、应用高频高压发生器，增加附件滤过，优化x线能谱。 3X线探测器 对于应用I.I采集图像的设备，X线曝光脉冲应与摄像机场同步保持一致,第四节 数字减影血管造影设备,4噪声 成像链的各个环节均会产生噪声 。 5伪影 在成像过程中，会。
17、产生各种伪影，如：运动伪影、饱和伪影、设备性伪影等,第四节 数字减影血管造影设备,三、对X线机的要求 1.大功率X线发生器 采集频率高，则分给每幅图像曝光时间均很短；为了减少活动脏器在曝光期间的活动，多采用脉冲曝光，曝光时间多在数毫秒。这就要求所用的X线机能在很短的时间内输出足够大的功率，从而获得满意的X线图像。 一般要求X线机高压发生器的功率在80kW或以上,第四节 数字减影血管造影设备,2.高压波形平稳 高压发生器输出的高压要平稳。为保证每幅图像感光量均匀一致，除各照射参数一致外，还要求kV值输出稳定，具有良好的重复性。当前DSA均采用逆变高频高压发生器，容易获得波纹较平稳高压。 3.脉冲。
18、控制 脉冲控制有栅控X线管方式和高压初级控制方式。栅控管方式高压波形陡峭，x线质量高，软射线少。 4.x线管和散热 要求大功率旋转阳极x线管，满足几个ms摄影的目的，阳极热容量大，采用外接循环散热器(大部分采用水做为冷却液)满足连续摄影的要求。DSA x线管通常有三个焦点，通过电子聚焦形成微焦点，为满足各种放大摄影的要求,第四节 数字减影血管造影设备,四、X线管及探测器支撑装置 1.机架结构 (1)三轴落地式C型臂结构示意图：C臂、偏置臂、L臂分别可以绕x、y、z轴旋转，既可以单独运动也可以联合运动，满足各种成像的要求,第四节 数字减影血管造影设备,三轴落地式C型臂结构示意图,天轨吊架及落地式。
19、双C型臂,第四节 数字减影血管造影设备,天轨双C臂,第四节 数字减影血管造影设备,天轨吊架C臂,大型C形臂,2.机架功能 (1)角度支持：C型臂可方便地进行各种角度的透视和摄影。 (2)角度记忆：当C型臂转到需要的角度进行透视观察时，系统能自动搜索并重放该角度已有的造影像，供医生诊断或介入治疗时参考；也可根据图像自动将C型臂转到采集该图像时的位置重新进行透视、造影。这种技术特别有利于心、脑血管的造影，尤其是冠状动脉介入治疗手术,第四节 数字减影血管造影设备,3)体位记忆技术：体位记忆能存储多达100个体位，各种体位可事先预置，也可在造影中随时存储、调用，使造影程序化，加快了造影速度。 (4)快。
20、速旋转：C型臂能在托架中快速旋转运动，达到每秒4560。要求C型臂具有精确的角度重现性，与图像处理软件配合完成。 (5)安全保护：C型臂支架还配有自动安全防撞装置。计算机能根据机架、床的相对位置自动预警和控制C型臂的运动速度，利用传感器感受周围物体的距离，自动实现减速或停止,第四节 数字减影血管造影设备,五、导管床 可以在水 平轴平移 及旋转 在垂直轴 升降,第四节 数字减影血管造影设备,第四节 数字减影血管造影设备,六、高压注射器,1.结构图,2. 工作原理 (1)系统方框图,第四节 数字减影血管造影设备,1)流率控制：设定对比剂或生理盐水的注射速率 2)注射量控制：对比剂注射量由电路控制和。
21、检测。为了使注射量精确，微处理器计算从增量编码器送来的脉冲并与设定注射量比较，如果实际注射量达到设置注射量，注射就会停止。 3)压力阈值：基于安全的考虑，注射器的压力由电路对其监测与限制，对电机电流进行采样并精确测量实际压力，如果实际压力试图超过预置压力，则注射流率就会被限制。 4)键盘控制：键盘控制由控制面板、系统显示组成。它允许进行注射编程，观察每次注射后的结果，从处理器中读出信息等。处理器含有微处理器、存储芯片及其电路。微处理器直接控制键盘板上所有控制功能,第四节 数字减影血管造影设备,2)主处理器：主处理器在整个系统中起着主控作用，通过它的数据、状态和控制总线与系统中所有相应的电路进行。
22、通信，它提供以下功能：与键盘控制板接口通信(RS-422接口)；读控制板上的注射程序；把从预编程存储器(PPI)中来的程序送到控制板，将信息送至系统进行显示。 (3)伺服控制：伺服系统的主要功能：为注射头电机提供电能；控制对比剂的流率、注射量及压力；检测实际注射流率和压力信号；当有错误时使电机停止运转,第四节 数字减影血管造影设备,七、数字系统 1.成像链,模拟成像链,第四节 数字减影血管造影设备,数字成像链,第四节 数字减影血管造影设备,DSA 采集板结构示意图,2.图像采集,第四节 数字减影血管造影设备,1)采集帧缓存：主要是接受来自A/D转换后的图像数字信号，将图像进行反转后输出至积分器。
23、和积分帧缓存。 (2)积分帧缓存：主要实现图像的降噪和图像的保存。实时透视和电影的图像噪声可在这通过递归和非递归的算法进行降噪。 (3)积分器：通过对输入透视和电影图像数据进行实时积分而完成数据的平均，实现降噪。 (4)PCI接口：将从PCI总线传来的控制信号传递给其他部分,第四节 数字减影血管造影设备,3.计算机系统 (1)系统控制,计算机系统控制图像采集流程图,第四节 数字减影血管造影设备,1)启动开关信号：启动开关1使计算机对X线机发出曝光准备信号；同时，计算机发出光阑控制信号，使光圈孔径缩小。启动开关2闭合使造影过程开始，计算机启动高压注射器，并对X线机发出脉冲曝光启动信号。 2)联络。
24、信号：X线机准备完毕后，向计算机发出准备就绪信号，表示可以进行脉冲曝光。曝光开始后，向A/D转换电路发出采样开始信号；转换结束后，通知计算机读取数字信号，再次进行脉冲曝光，采集下一帧图像,第四节 数字减影血管造影设备,2)数字图像的输出：主机配有标准的DICOM3.0图像接口，通过接口可以并入医院的PACS网络，融入到医院的RIS或HIS之中。图像以国际标准DICOM3.0格式刻录，所以可与多种媒体兼容，包括个人电脑。软阅读监视器要求配备医学图像专用的高清晰度、黑白、高分辨力监视器。现在检查室内的监视器常采用多屏、分屏显示的形式，便于随时对照,第四节 数字减影血管造影设备,3)图像处理功能 1。
25、)数字减影：主要包括时间减影、能量减影和混合减影等三种方式。目前主要减影方式为时间减影，即对同一部位对比剂注射前后分别采集并作减影处理。 2)数字电影减影：以快速短脉冲曝光进行数字图像采集。实时成像，每秒2550帧，一般单向可达50帧/秒、双向25帧/秒。这种采集方式用于心脏、冠状动脉等运动部位,第四节 数字减影血管造影设备,3)路径图技术：方法是注入少许对比剂后采集图像，使用峰值保持技术，将此图像与以后透视的图像进行叠加显示。图像上既有前方血管的固定图像，也有导管的走向和前端位置的动态图像，利于指导导管及导丝更容易地送入病变部位的血管内。 4)自动分析功能：在心室和血管造影后，计算机利用分析。
26、软件实时提取与定量诊断有关的功能性信息，添加在形态图像上。 5)虚拟支架置入术：置入支架对很多疾病是很好解决方案，但要取得手术成功的关键是正确选择合适的置入支架。虚拟支架置入系统可在有待进行支架置入的病变血管部位形象地展示支架置入的效果，可清晰地模拟显示内支架置入后的情况,第四节 数字减影血管造影设备,路径图技术,第四节 数字减影血管造影设备,主要包括：左心室体积计算和分析功能:可以算出射血分数、室壁运动、心排量、心脏重量及心肌血流储备等功能参数。 冠状动脉分析软件：是计算机运用几何、密度等处理方式，测量血管直径、最大狭窄系数、狭窄或斑块面积、病变范围及血流状况等。 功能性图像：是利用视频密度。
27、计对摄取的系列图像绘出时间视频密度曲线，反映功能性信息。计算出局部器官实质血流灌注参数。这些参数，可在早期发现病灶，实施治疗,第四节 数字减影血管造影设备,八、DSA系统的特殊功能 1旋转DSA 它利用C型臂的两次旋转动作，第一次旋转采集一系列蒙片像，第二次旋转时注射对比剂、曝光采集充盈像，在相同角度采集的两幅图像进行减影，以获取序列减影图像 2岁差运动DSA DSA的另一种运动形式。它利用C型臂和偏置臂两个方向的旋转，精确控制其转动方向和速率，形成了X线管焦点在同一平面内的圆周运动，探测器在C型臂的另一端做相反方向圆周运动，从而形成岁差运动(进动,第四节 数字减影血管造影设备,33D-DSA。
28、 3D-DSA是近几年在旋转DSA技术上发展起来的新技术，是旋转血管造影技术、DSA技术及计算机三维图像处理技术相结合的产物。 4RSM-DSA 实时模糊蒙片(real-time smoothed mask，RSM)DSA是DSA的另一种减影方式。它是利用间隔很短的两次曝光，第一次曝光时增强器适当散焦，获得一幅适当模糊的图像，间隔33毫秒再采集一幅清晰的造影图像，两者进行减影可以获得具有适当骨骼背景的血管图像,第四节 数字减影血管造影设备,3D-DSA,第四节 数字减影血管造影设备,5步进DSA 步进DSA即下肢血管造影的跟踪采集。其主要技术环节是：控制床面移动速度分段采蒙片像，以同样程序分段。
29、采集血管造影图像，计算机减影后拼接连成长腿，并实时显示DSA图像。 6自动最佳角度定位系统 从两个投影角度大于45的血管图像，计算出两条平行走向的血管在360球体范围内的最佳展示投射角度,第四节 数字减影血管造影设备,第四节 数字减影血管造影设备,7C型臂体层成像 C型臂体层成像是平板探测器DSA与体层技术结合的产物。是利用C型臂快速旋转采集数据重建出该处的体层图像。一次旋转可获得区域信息，重建出多个层面的图像。 83D路径图 三维路径图技术则是对该部位行血管重建，形成三维血管图像后，对三维血管图像的旋转，C型臂随着图像的转动自动地跟踪，自动调整为该投射方向的角度，这样使透视图像与三维图像重合。
30、，可以最大程度显示血管的立体分布，以利于引导导管或导丝顺利地进入到欲进入的血管内,第四节 数字减影血管造影设备,DSA断层,第四节 数字减影血管造影设备,九、图像质量参数及检测 1图像质量参数 图像质量参数主要包括空间分辨率、低对比度分辨率、对比度和空间的一致性以及对比度线性四部分。 (1)空间分辨率：是指DSA系统对相邻高对比度物体或血管的分辨能力。空间分辨率可用调制传递函数(modulation transfer function，MTF)来描述,第四节 数字减影血管造影设备,2)低对比度分辨率：相对于常规X线透视、摄影设备来说，DSA系统的低对比度分辨能力有很大提高。系统的低对比度分辨能力主要受几何放大倍数、像素大小、X线线质和X线辐射量等因素的影响。 (3)对比度和空间的一致性：对比度一致性：即使覆盖血管的组织的密度和厚度变化很大，也能使这些血管图像的对比度相同。空间一致性:是指成像视野内系统的放大倍数是一致的。如果系统空间一致性得不到满足，图像就会产生严重畸变。 (4)对比度线性：是指DSA系统能使图像的对比度与碘对比剂的厚度成正比，而不受X线剂量的影响。 十、日常维护与保养 1.表面、外观、地面的及时清洁。 2.活动部位的润滑,第四节 数字减影血管造影设备。