醫(yī)用數(shù)字x線設備

1、1數(shù)字x線設備2概述3數(shù)字化X線成像設備的發(fā)展經歷n1972年CT問世后，影像數(shù)字化浪潮的到來，1979年出現(xiàn)飛點掃描DR系統(tǒng)，1980年北美放射至今（RSNA）的產品展覽會上，DR和DF引起全世界的關注。此后，以DSA為代表的DF得到了高速發(fā)展，1982年又研制出了CR。90年代大力推出DR探測器。4數(shù)字化X線成像設備的定義n指把X線透射圖像數(shù)字化并進行圖像處理，再轉換成模擬圖像顯示的一種X線設備。數(shù)字化X線成像設備的出現(xiàn)，對實現(xiàn)醫(yī)學影像信息管理的現(xiàn)代化合實用性具有非常重要的意義。5數(shù)字化X線成像設備的分類nCR:(computed radiography)計算機X線攝影nDR:(digit

2、al radiography)數(shù)字X線攝影nDSA:(digital subtraction angiography)數(shù)字減影血管造影，是數(shù)字透視（DF）的典型代表6 需要指出的是，國內習慣把計算機X線攝影稱謂CR，這種稱謂簡潔，實用。但是它還有很多學名，存儲熒光體數(shù)字X線攝影（digitalradiography with storage phosphors），數(shù)字發(fā)光X線攝影（ digital luminescence radiography ），光激勵發(fā)光X線攝影（photostimulable luminescence，PSL radiography），在國外，特別是從物理學角度分析計

3、算機X線攝影（CR）時，較多采用光激勵存儲熒光體（photostimulable storage phosphor,PSP）成像的稱謂。7CR、DR、DF原理方框圖nCR:X線影像板（IP板）圖像處理圖像記錄與儲存nDR：X線平板探測器（FPD） 圖像處理圖像記錄與儲存nDF：X線人體X TV獲得模擬視頻信號A/D 圖像存儲并處理圖像相減D/A 圖像顯示8數(shù)字化X線成像優(yōu)點n（比較屏一片系統(tǒng)）n1）對比度分辨高n2）輻射劑量?。毫孔訖z出率（DQE）60%n3）圖像后處理功能強大n4）大容量光盤存儲數(shù)字影像，方便接入PACS系統(tǒng)，高效、低耗、省時、省空間地實現(xiàn)影像儲存，傳輸和診斷。9數(shù)字化X線成

4、像的缺點n1、空間分辨力低：20-40LP/cm，膠片則達到50-70LP/cm(理論值）。n2、成本高n3、收費高10n空間分辨力：分辨細微結構的能力。n密度分辨力：區(qū)分不同組織密度的能力，CT對組織的密度分辨力較X線高，若CT分辨力為0.5%，即兩種組織差別等于或0.5%時即可分辨出來。11x線計算機攝影系統(tǒng)（CR）12用存儲屏記錄x線影像，通過激光掃描使存儲信號轉換成光信號，此光信號經過光電倍增管轉換成電信號，再經A/D轉換后，輸入計算機處理，形成高質量的數(shù)字圖像。13一、 CR的分類組成及原理的分類組成及原理n（一）（一）CR的分類的分類n按用途不同分為通用型和專用型兩種。n1通用型通

5、用型CR 是將IP置入與屏-膠系統(tǒng)類似的暗盒內，曝光后在閱讀器進行讀取。其特點是手工搬運、更換暗盒，可適用于原特點是手工搬運、更換暗盒，可適用于原有有X X線機和使用屏線機和使用屏- -膠系統(tǒng)暗盒進行的所有膠系統(tǒng)暗盒進行的所有X X線攝影檢查項目。線攝影檢查項目。14n2專用型專用型CR 其讀取設備與濾線器攝影床或立位攝影架結合在一起，即臥式攝影專用型和立位攝影專用型。IP結構與通用型CR基本一致，IP經過X線曝光后，直接被傳送到信號讀取和殘影消除部分處理，然后重復使用。其特點是功能相對單一，但特點是功能相對單一，但不需要手工操作，對于同類工作效率高，不需要手工操作，對于同類工作效率高，適于專

6、科或大型綜合性醫(yī)院。適于專科或大型綜合性醫(yī)院。15（二）CR的基本組成n1.影像讀取裝置n2.控制臺n3.后處理工作站n4.存儲裝置1617（三）CR工作原理n1.影像采集與轉換n2.影像處理n3.影像存儲與輸出18n1.影像采集影像采集n常規(guī)x線攝影中使用增感屏膠片組臺系統(tǒng)的成像方式已眾所周知，在X線照片上最終形成的影像元法直接數(shù)字化。CR系統(tǒng)解決的關鍵問題之一即是開發(fā)了一種既可接受模擬信息，又可實現(xiàn)模擬信息數(shù)字化的信息載體，即成像板(IP)。這樣，采集的信息則可應用數(shù)字圖像信息處理技術進一步處理，實現(xiàn)數(shù)字化處理、貯存與傳輸。19n2.影像轉換影像轉換nCR系統(tǒng)中，IP經X線照射后被激發(fā)(第

7、一次激發(fā))。經第一次激發(fā)的IP上貯存有空間上連續(xù)的模擬信息，為使該信息數(shù)字化IP要由激光束掃描(第二次激發(fā))讀出。CR系統(tǒng)的讀出裝置中的激光發(fā)生器發(fā)射激光束(氦氖激光束波長為623nm，半導體激光束波長為670一690nm)，在與IP垂直的方向上依次掃描整個IP表面。20nIP上的熒光體被二次激發(fā)即發(fā)生光激發(fā)發(fā)光或稱光致發(fā)光現(xiàn)象，產生熒光*熒光的強弱與第一次激發(fā)時的能量精確成比例，即呈線性正相關。該熒光由沿著激光掃描線設置的高效光導器采集和導向，導入光電倍增管，被轉換為相應強弱的電信號。繼而，電信號被饋入模擬/數(shù)字轉換器轉換為數(shù)字信號。至此，CR系統(tǒng)完成了模擬信號到數(shù)字信號的轉換。21n3.信

8、息處理信息處理n讀取到的圖像顯示在熒光屏上，根據(jù)診斷的特殊需要進行影像的后處理。CR影像處理主要包括灰階處理、空間頻率處理和減影處理。影像讀取過程完成后，IP殘余的影像數(shù)據(jù)可通過強光燈照射擦除，然后重復利用。影像經過后處理能增加診斷信息，提高診斷的正確性。22n射入IP板的X線量子釋放電子（其中部分電子散布在熒光物內呈半穩(wěn)態(tài)，形成潛影，完成X線信息的采集和存儲）使?jié)撚埃ò敕€(wěn)態(tài)電子）轉換成熒光（PSL現(xiàn)象，光致發(fā)光現(xiàn)象），熒光強度與第一次激發(fā)（照射）時X線量成正比，完成光學影像讀出（光信號）電信號計算機處理高質量數(shù)字圖像被PSL熒光物吸收激光束掃描二次激發(fā)光電倍增管A/D轉換23二、影像板（IP

9、）nCR影像不是直接記錄于膠片，而是先記憶在IP上，IP可重復使用，但無影像顯示功能。24（一）IP的結構n表面保護層表面保護層 防止熒光層受到損傷。要求其不隨外界溫度和濕度而變化，透光率高并且非常薄。如：聚酯樹脂類纖維。25n光激勵發(fā)光（photon stimulation light，PSL）熒光層：它由PSL熒光物混于多聚體溶液中，涂在基板上制成。PSL熒光物是一種特殊的熒光物質，它能把第一次照射它的光信號記錄下來，當它再次受到光刺激時，就會發(fā)出與第一次照射光能量呈正比的熒光信號。多聚體溶液的作用是使熒光物的晶體互相結合。熒光物的晶體尺寸平均為47m。晶體直徑越大，PSL現(xiàn)象也越強，但圖

10、像清晰度下降。26n基板基板 保護熒光層免受外力的損傷。為防止激光在熒光物質層和支持層之間發(fā)生界面反射，將支持層制成黑色，提高圖像清晰度。n背面保護層背面保護層 防止各張影像板之間在使用過程中的摩擦損傷而設計的。27表面保護層熒光層基板背面保護層2829（二）IP成像原理n射入IP的x線量子唄Ip熒光層內的PSL熒光體吸收，釋放出電子。其中部分電子散布在熒光體內呈半穩(wěn)定態(tài)，形成潛影，完成x線信息的采集和存儲。 30n當用激光來掃描已有潛影的IP時，半穩(wěn)態(tài)的電子轉換成光量子，即發(fā)生光激勵發(fā)光現(xiàn)象。產生的熒光強度與第一次激發(fā)時x線的能量精確的成正比，完成光影像的讀出。 31nIP輸出信號還需由讀取

11、裝置繼續(xù)完成光電轉換和A/D轉換，經計算機圖像處理后，形成數(shù)字圖像。32（三）IP的特性n發(fā)射光譜與激發(fā)光譜 PSL熒光物可發(fā)出藍-紫光，發(fā)光強度依激發(fā)IP光線的波長而變，把PSL強度與讀取光波波長的關系曲線稱為激發(fā)光譜。用波長為600nm左右的紅色氦-氖激光讀取時效果最佳。在讀取激光激發(fā)下，已存儲X線圖像的IP中PSL熒光物發(fā)射出強度與X線強度成正比的藍-紫光，峰值波長為390400nm。PSL強度與其波長的關系曲線稱為發(fā)射光譜。發(fā)射光譜與激發(fā)光譜的峰值應有一定間距，而且，還應保證光電倍增管在400nm波長處有最高的檢測效率，這對提高圖像的信噪比很重要。33n時間響應特征n動態(tài)范圍n存儲信息

12、的消退n天然輻射的影響34（四）IP的類型和規(guī)格n1.按用途 高分辨率型和普通型。n2.按基板類型 硬基板和軟基板n3.按讀取方式 單面閱讀和雙面閱讀n4.按尺寸 8X10、10X12、 14X17等。35（五）IP使用注意事項n用一張較大的IP來記錄影像,可減少膠片尺寸的選擇次數(shù)nIP再使用時，最好重做一次光照射，以消除可能存在的任何潛影nIP要求很好的屏蔽n放置IP時，最好不要疊放，阻止熒光層被劃傷。n出現(xiàn)灰塵時，應用專用的清潔液清潔。36三、讀取裝置n（一）結構（一）結構n1、暗合型讀取裝置：將IP置入與常規(guī)x線攝影暗合類似的盒內，它可替代常規(guī)攝影暗合在任何x線機上使用。n2、無暗合型讀

13、取裝置：IP在x線曝光后直接被傳送到激光掃描和潛影消除部分處理，供重復使用。3738（二）讀出原理n具體地說，分兩步：用一束微弱的激光瞬間粗略地掃描IP，并計算潛影的PSL發(fā)光強度在獲取上述信息后，自動調整光電倍增管的靈敏度及放大增益，再用高強度的激光精細地讀出潛影，實現(xiàn)數(shù)字化。3940（三）影響影像質量的因素n激光束的直徑n光電及傳動系統(tǒng)的噪聲 x線量子噪聲、光量子噪聲、外來光與反射光的干擾、光學系統(tǒng)的噪聲、電流穩(wěn)定程度、機械傳導系統(tǒng)的穩(wěn)定程度n數(shù)字化的影響 模擬信號的取樣和量化會產生量化噪聲和偽影。n例如，取樣頻率低會產生“馬賽克”狀偽影，量化級數(shù)不夠會產生等高線狀偽影。41n信號數(shù)字化會

14、使圖像的空間分辨力降低，應將數(shù)字化程度控制在人眼和顯示器分辨力的范圍內，過高將使數(shù)據(jù)量增加，從而使圖像處理時間過長。CR圖像的空間分辨力與IP的特性、激光和取樣頻率有關，激光束直徑小、IP中熒光物對激光的散射少、取樣頻率高，空間分辨力就高。42四、計算機圖像處理n圖像處理的環(huán)節(jié)主要有三個環(huán)節(jié)：n與系統(tǒng)檢測功能有關的處理，涉及圖像讀取裝置輸入信號和輸出信號之間的關系，利用適當?shù)膱D像讀出技術，保證整個系統(tǒng)在很寬的動態(tài)范圍內自動獲得具有最佳密度和對比度的圖像。43n與圖像信息的存儲和記錄有關的處理。n涉及圖像記錄裝置，要求能得到高質量的照片記錄，并在不降低圖像質量的前提下壓縮圖像數(shù)據(jù)，以節(jié)省存儲空間

15、和高效率地傳輸信息。44n與圖像信息的存儲和記錄有關的處理，要求在不影響診斷疾病的前提下，壓縮圖像數(shù)據(jù)節(jié)省空間。45（一）圖像讀出靈敏度自動設定：n為了自動控制圖像讀出特性，實現(xiàn)圖像密度的穩(wěn)定，即克服X線成像期間由于曝光過度或不足產生的圖像密度的不穩(wěn)定性，CR系統(tǒng)設計了圖像讀出靈敏度自動設定功能。46（二）圖像處理技術n灰階變換處理：膠片密度D與數(shù)字信號I0的線性關系 D=hf(I1)，其中f(I1)表示灰階變換函數(shù)改變灰階函數(shù)，就能自由控制X線劑量一膠片密度關系，因此，在CR中，X線劑量的允許范圍大。只要在適當設置的范圍內曝光，都能在膠片上獲得良好的影像。n空間頻率處理：通過頻率響應的調節(jié)來

16、影響圖像的銳度，邊緣增強為常用的技術。47n減影處理 將0.41.2MM厚的銅板置于兩張IP之間，一次曝光得到不同能量的兩張IP,分別讀取IP后得到兩幅圖像，然后由專用軟件進行圖像處理，便可分別獲得常規(guī)、骨組織、軟組織三幅圖像。n疊加處理 為了在一張影像上表現(xiàn)出更多的信息量，可心把多張IP重疊起來攝影，將其信息量疊加平均處理，從而提高信噪比，改善影像質量。48n動態(tài)范圍壓縮：動態(tài)范圍處理在灰階處理與空間頻率處理之前進行，分為低密度區(qū)域為中心和以高密度區(qū)域的中心壓縮，前者使原始圖像低密度區(qū)的密度增高后者使高密度區(qū)的密度值降低，兩者使圖像的動態(tài)范圍變窄。49n總之，灰階變換處理（影響對比度）和空間

17、頻率處理（影響銳度）通常相結合，低對比度處理和強的空間頻率處理相結合，能提供較大層次范圍并實現(xiàn)邊緣增強。50五、圖像存儲裝置n適合于儲存醫(yī)學影像的媒體主要有磁帶、硬盤和光盤。若把X線數(shù)字影像記錄在膠片上，常采用激光相機和多幅照相機，目前CR系統(tǒng)的X線數(shù)字影像基本上都采用激光相機。n（一）存儲媒體n1.磁帶n2.硬盤51n3.光盤 n光盤分類 只讀光盤CD-ROMn 可刻錄光盤CR-Rn可反復擦寫的光盤 CD-RWn可重寫的磁光盤 CD-MOn一次性寫入光盤CD-WORMnDVD光盤52n存儲裝置 ： CD-ROM驅動：讀取播放光盤上記錄的信息n CD-R驅動器（刻錄機）：結構與CD-ROM類似

18、，但增加了光盤上記錄信息的功能，是將數(shù)據(jù)一次導入，可多次讀出的存儲裝置。n光盤庫常用的CD-MO光盤和DVD光盤，存儲容量大，但比較貴。53n（二）激光照相機n1.基本結構n激光發(fā)生器n光調制器n光學掃描器n膠片傳輸系統(tǒng)5455n2.工作原理 膠片在傳送系統(tǒng)控制下朝一個方向高精度地移動，同時激光束相對于膠片移動方向反復作垂直掃描，因此激光束是以二維方式順序掃描整張膠片。激光束的光強度受計算機輸出的數(shù)字信號調制。激光束經旋轉多面鏡的反射作線掃描，裝載膠片的打印滾筒和激光束動作同步，膠片在激光束的照射下曝光形成平片影像。56六、評價標準六、評價標準1檢測項目（1）CR性能檢測項目：它包括IP暗噪聲

19、、IP一致性、照射量指示器校準、激光束功能、空間分辨力、空間距離準確性、擦除完全性、濾線柵效應和IP通過量等檢驗項目。（2）CR的附屬設備性能檢測：1）激光打印機；2）圖像工作站的顯示監(jiān)視器；3）觀片燈2評價標準57x線數(shù)字攝影裝置（DR）58DR的定義nX線探測器直接把X線轉換為電信號進行數(shù)字化的方法，不同于先獲得模擬圖像，再對模擬圖像進行數(shù)字化的方法。59DR的分類n根據(jù)DR成像技術的不同，目前主要分為直接數(shù)字化X線成像（非晶硒）、間接數(shù)字化X線成像（非晶硅）、CCDX線成像、多絲正比電離室成像四種類型。60一、 DR的基本結構和工作原理n（一）DR DR的基本結構n由X線探測器、圖像處理

20、器、圖像顯示器等組成。n1X線探測器線探測器 它是將X線信息轉換為電信號的器件。探測器把X線模擬信號轉換為數(shù)字信號，送計算機處理。n2數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器n3. 圖像處理器圖像處理器 其功能主要包括各種圖像處理，如灰階變換、黑白反轉、圖像濾波降噪、放大、各種測量、數(shù)字減影等。61n4存儲器存儲器 用于記憶若干幅數(shù)字影像。n5.影像監(jiān)視器影像監(jiān)視器 數(shù)字影像經數(shù)/模轉換后形成不同亮度的像素，按一定的顯示矩陣在監(jiān)視器上重現(xiàn)。n6.系統(tǒng)控制器系統(tǒng)控制器 由計算機主機和其他控制電路組成，完成整個系統(tǒng)的指揮和協(xié)調。 62（二） DR的工作原理n數(shù)字攝影系統(tǒng)以影像增強系統(tǒng)為信息載體的X線轉換為可見光，再由

21、CCD攝像機或攝像管式攝像機轉換成視頻信號，經模/數(shù)轉換器轉換后形成數(shù)字信號，這是最先得到的實際使用的數(shù)字X線攝影設備。6364n目前廣泛采用的平板探測器為信息載體的數(shù)字X線攝影設備，可以直接將X線影像轉換成數(shù)字影像，因此采用這種探測器的數(shù)字攝影設備以稱為直接數(shù)字X線攝影。6566二、直接數(shù)字X線攝影n直接數(shù)字X線攝影（DDR）是指采用二維X線探測器直接把X線影像轉換為數(shù)字影像的方法。20世紀70年代末到80年代中期的DDR采用X線掃描投影，再經放大合成二維影像的成像方法，90年代中期出現(xiàn)二維的平板探測器，能直接將X線影像轉換成數(shù)字影像。67（一） DDR系統(tǒng)的組成及基本原理n組成：高頻X線機

22、、平板探測器、影像處理器、系統(tǒng)控制臺和網絡。6869nX線透過人體后照射到探測器矩陣上，由計算機控制掃描電路自動讀取矩陣信息，經過模/數(shù)轉換器轉換成數(shù)字信息，然后把數(shù)據(jù)輸送到影像處理器，由影像處理器進行存儲和常規(guī)處理，然后進行數(shù)/模轉換器轉換，顯示在監(jiān)視器上。n系統(tǒng)控制臺可輸入病人資料，提供計算機主機系統(tǒng)的操作，如影像處理、打印及網絡管理等。70（二）平板探測器的種類及工作原理X線探測器（平板探測器）n1.非晶態(tài)硒型平板探測器：n硒型FPD構成：集電矩陣，硒層，頂層電極，保護層。n其中，集電矩陣由陣元方式排列的薄膜晶體管（TFT）組成，非晶硒涂覆其上，對X線好敏感，并很強的解像能力。71n非晶

23、硒和薄膜晶體管構成陣列板；n各象素單元包含一個存儲電容和非晶硅的場效應管；n攝影前先加15kV電壓使光電導體層帶上電荷(外加電場）；nX射線照射后光電導體層電阻改變使電容充電得到圖象信號電流。7273n工作原理：工作原理：入射X線光子在硒層中產生電子-空穴對，在頂層電極和集電矩陣間外加高壓電場的作用下，電子和空穴向相反方向移動，形成信號電流，被相應單元（像素）的接收電極所收集，形成信號電荷，存儲在電容中。因電容存儲的電荷量與入射X線強度成正比，故X線圖像被轉換為信號電荷多少圖像或電容電壓高低圖像。每個像素都有一個場效應管，起開關作用。74n在讀取控制信號的作用下，場效應管依次導通，把各像素電容

24、存儲的電荷或電壓依次傳送到外電路，經讀取放大器放大后被同步轉換成數(shù)字圖像信號。n信號讀取后，掃描電路自動清除各像素電容中的殘余電荷，以保證非晶硒FPD能反復使用。7576n2.非晶態(tài)硅型平板探測器n其外形也類似膠片夾的電子暗盒，是一種半導體探測器。它由基板層、非晶硅陣列、碘化銫層等構成。n由CsI構成轉換屏幕，稱閃爍體;77nX射線穿過反射層到達閃爍層激發(fā)可見光子；n可見光傳遞到下面由非晶硅光電二極管構成的探測器矩陣，其后觸發(fā)場效應管產生圖象信號。n在光電二極管自身的電容上形成存儲電荷，每個像素的存儲電荷量與入射x線強度成正比。787980n盡管X線在探測器中先轉換成可見光，又轉換成電信號后進

25、行數(shù)字化，但從探測器外表看，也是輸入X線后直接輸出數(shù)字化圖像信號。81n需要指出的是：非晶硒平板探測器成像方式與非晶硅平板探測器相比，非晶硅光電二極管是將熒光材料轉換的可見光，再轉換成電子信號的。X線一旦被轉換成可見光，就會產生一定的散射和反射，使得有價值的信息丟失或散落，從而在一定程度上降低了X線感度和空間分辯力。82（三）臨床運用及評價n1.評價n圖像質量高:目前使用的非晶硒平板探測器象素大小為139微米，是所有平板探器中最小的象素尺寸。由于TFT像素的尺寸直接決定圖像的空間分辯力，故空間分辯力可達36lp/cm。由于將X線直接轉換成電信號，X線的失銳大為下降，動態(tài)范圍可達104-105，

26、DQE和MTF高，圖像層次豐富，圖像細節(jié)的可見度完全能滿足診斷的要求。n時間分辯力高，成像速度快:在曝光后幾秒即可顯示圖像，從而改善和優(yōu)化了工作流程。83n曝光寬容度大: 容許一定范圍內的曝光誤差，攝影成功率接近100%。n后處理功能強大: 處理功能包括對比度、亮度、邊緣處理、增強、黑白反轉、放大、縮小、測量等，通過這些功能的調節(jié)可以使圖像的質量得到改善。84n無膠片化 : 圖像的數(shù)字化硬于在計算機中存儲、傳輸和調閱，節(jié)省存儲空間及膠片和沖片液的支出，帶來更高的效益。n與PACS融合 :數(shù)字化方式能直接與PACS網絡系統(tǒng)相連接，實 現(xiàn)遠程會診。n能進行動態(tài)的X線攝影。85n2.臨床應用n胸部

27、:從計算機中可進行胸部的正負片反轉、選擇性開窗顯像，突出局部重點、調節(jié)窗寬窗位，顯示各種級別的灰度層次，可進行灰度處理邊緣處理和局部處理。在一次攝取胸部信息后，可分別從計算機內調出清晰顯示肺部、肋骨、心臟、胸椎和起博器的圖像。胸部正位攝影的X線曝光量只有1-3mAs左右。86n頭顱和頸椎部位: 在頭顱和頸椎部位的照射條件同樣比增感屏/膠片組合系統(tǒng)低的多。信息被攝取、處理后，可從計算機內調出清晰可見的鼻軟組織圖像，同時也可清晰顯示咽喉部軟組織和頭頸部的軟組織的圖像，還可清楚顯示頭像，顱骨、鼻骨和頸椎骨骼的圖像，組織顯示的范圍從頭發(fā)比至骨骼。87n胃腸造影的作用 : 在胃腸道雙對比造影檢查中，通過

28、邊緣增強處理后，使胃腸道的輪廓線、粘膜皺襞、胃小區(qū)及胃小溝等圖像細節(jié)顯示更清晰n乳腺檢查: 數(shù)字式乳腺攝影系統(tǒng)使乳腺疾病，特別是乳腺癌的早期診斷和檢出大大提高。n動態(tài)心血管造影 :目前9X9英寸的非晶硒平板探測器以每秒25幀采集圖像的血管機已經應用臨床。88（四） DR與CR的比較nDR的圖像清晰度優(yōu)于CR，主要由像素尺寸決定，CR在讀出潛影過程中，激光穿到IP板深部時產生散射使圖像模糊，降低了圖像的分辨力。nDR的噪聲源比CR少，沒有二次激勵過程引入的噪聲，因此S/N高nDR的拍片速度快于CR，拍片間隔有為5秒，直接出片；CR拍片間隔1分鐘以上，從攝像到膠片顯像需3分鐘左右。89nDR的X線

29、轉換率高，而CR利用潛影成像，信號隨著時間而衰減，故DQE較低，曝光劑量比DR高。nDR探測器壽命長，可用10年，CR的IP可用1年左右。nDR有升級為透視的能力（但不能應用于常規(guī)X設備配套工作），取代膠片白盒。90n在成像原理方面，DR是一種X線直接轉換技術，它利用硒作為X線探測器；CR是一種X線間接轉換技術，它利用影像板作為X線探測器； n相對于普通的增感屏、膠片系統(tǒng)，CR和DR由于采用數(shù)字技術，動態(tài)范圍廣，都有很寬的曝光寬容度，因而允許攝影過程中存在的技術誤差，即使在一些曝光條件難以掌握的部位，也能獲得很好的影像； 91nDR和CR可以根據(jù)臨床需要進行各種影像后處理，如具有各種影像濾波、

30、窗寬窗位調節(jié)、放大漫游、影像拼接以及距離、面積、密度測量等豐富的功能，為影像診斷中的細節(jié)觀察、前后對比、定量分析提供技術支持。 9293第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)（DSA）94一、概述n（一）減影的概念nDSA是數(shù)字減影血管造影是數(shù)字減影血管造影（Digital Subtraction Angiograply)的英文縮寫，是利用電子計算機和處理數(shù)字化的X線影像信息和減影技術，以消除骨骼和軟組織的影響的一種成像技術，是新一代血管造影的成像技術。95n（二）基本原理：n是基于順序圖像的數(shù)字減影，其結果是在減影圖像中消除了整個骨骼和軟組織結構，使?jié)舛鹊偷膶Ρ葎┧溆难茉跍p影圖像中顯示出來。96

31、n過程：對采集到的沒有對比劑的數(shù)字圖像矩陣存于存儲器1內作為MASK像（蒙片） n把采集到注入對比劑的數(shù)字圖像矩陣存于存儲器2內，稱為造影像n經運算邏輯電路使兩圖像對應部分進行數(shù)字相減，則得到了減影圖像矩，存入顯示存儲器，再經顯示器顯示，即減影像。97能量減影能量減影:兩張相減的片子分別用不同的管電壓。兩張相減的片子分別用不同的管電壓。60kV120kV98ABC-=掩模掩模99n（三）基本結構n查找表是一種實時的數(shù)字功能變換模塊，n輸入查找表可用于作輸入圖像的對數(shù)變換等。n輸出查找表作實時的圖像增強變換、圖像的顯示變換等。100n幀存儲器用于存放掩模像、系列造影像和減影像，它和計算機之間的數(shù)

32、據(jù)交換決定圖像后處理的速度。nALU是實時算術邏輯運算器，它是實時減影的關鍵部件，運算速度快，減少與計算機的互訪，使處理速度與視頻刷新速度同步。101102二、DSA對設備的特殊要求和技術措施n（一）X線發(fā)生系統(tǒng)和顯像系統(tǒng)n包括X線管、高壓發(fā)生器、影像增強器、電視攝像機、光學系統(tǒng)和監(jiān)視器等。n1. X線發(fā)生系統(tǒng)n2.影像增強器n3.光學系統(tǒng)n4.電視攝像機n5.監(jiān)視器103n6. X線影像亮度自動控制n7. X線劑量管理104n（二）機械系統(tǒng)n主要包括機架和導管床，要求它們的移動速度快且多方向轉移。n1.機架和床n2.體位記憶技術n3.自動跟蹤回放技術105n（三）數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)nDSA要

33、求25幀/秒以上的實時減影，這樣高的處理速度必須通過專用硬件來運行并顯示。n根據(jù)采集矩陣的大小決定采樣時鐘的速率。106n（四）計算機系統(tǒng)n其主要功能：n1.系統(tǒng)控制n2.圖像后處理107三、現(xiàn)代DSA設備和新技術n（一）現(xiàn)代數(shù)字減影設備的性能n1.X線發(fā)生系統(tǒng)高壓發(fā)生器采用智能型， X線管的輸出功率最高可達100KW,陽極熱容量為30KHU以上，管套熱容量高達1600KHU，設有熱容量自動檢測系統(tǒng)，陽極轉速可達8500轉/分，0.3和0.6雙焦點。曝光條件 脈沖方式縮光器為全自動虹膜型。108n2.圖像顯示系統(tǒng) 采用可變視野金屬陶瓷結構的影像增強器。 電視系統(tǒng)采用高清晰度制式和高分辨率CCD

34、攝像機。高性能的監(jiān)視器用微處理器控制。n3.圖像數(shù)據(jù)采集和存儲系統(tǒng)n4.自動安全保護裝置109n（二）數(shù)字減影血管造影的新技術n1.ECG觸發(fā)脈沖方式n2.數(shù)字電影減影110n3.旋轉血管造影：旋轉DSA是在C臂旋轉的過程中注射對比劑，進行曝光采集，達到動態(tài)觀察的檢查方法。n該技術在臨床主要應用于心血管以及頭頸部的血管性病變，尤其是顱內動脈瘤的診斷，多角度全面觀察并可清晰的顯示出動脈瘤的瘤頸。為治療方案的選擇和術后效果的評定提從直觀的影像依據(jù)。111n4.步進式血管造影在脈沖曝光中，X線球管和檢測器保持靜止，導管床攜人體自動勻速的向前移動，或者導管床與人體靜止，X線球管探測器勻速向前運動。通過檢查床面或C臂的自動移動，跟蹤對比劑在血管內充盈過程并連續(xù)獲得造影圖像，實時進行減影顯示。n對跟蹤采集的圖像數(shù)，計算機按順序自動進行接線，以此獲得該血管的全程減影像。n主要用于四肢動脈DSA的檢查，尤其是下肢血管的跟蹤造影。112n5.遙控對比劑跟蹤技術n6.自動最佳角度定位系統(tǒng)n7.峰值保持采樣技術n8.雙平面血管造影n綜上所述，隨著DSA技術的不斷發(fā)展，造影方法的不斷改進，設備性能得到了不斷完善。其中，數(shù)字平板探測器在DSA中的應用，成為DSA影像質量提高的一個重大突破。113治療前治療前(A圖圖)，治療后，治療后2年（年（B圖），圖），DSA顯示動靜脈畸形完