DR和DSA（X線(xiàn)檢查診斷課件）

第三章數(shù)字X線(xiàn)成像第三、四節(jié)DR和DSA教學(xué)目的與要求：1.熟悉DR探測(cè)器的種類(lèi)2.熟悉非晶硒探測(cè)器和碘化銫-非晶硅探測(cè)器的成像原理3.了解DSA系統(tǒng)的組成及成像原理平板技術(shù)非晶體硒碘化銫拼接拼接拼接整板Canon過(guò)氧化釓HologicKodak拼接Trixell/VarianCanonGEMSOpticalLens拼接拼接ImixSwissray/HitachiCCD（非平板技術(shù)）DR（數(shù)字X線(xiàn)攝影）通過(guò)非晶硅、非晶硒、CCD以及多絲正比電離室將X-線(xiàn)直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像的攝片技術(shù)和設(shè)備。一、DR概述兩類(lèi)轉(zhuǎn)換方式：a.直接轉(zhuǎn)換：X線(xiàn)直接轉(zhuǎn)換為電子。b.間接轉(zhuǎn)換：X線(xiàn)光子—CsI閃爍體—可見(jiàn)光—光電二極管—電子。對(duì)于間接轉(zhuǎn)換方式的平板，又存在兩種耦合方式：a.直接耦合：光電二極管跟在CsI閃爍后面。b.通過(guò)透鏡耦合：CsI閃爍體—透鏡—CCD攝像DR的優(yōu)點(diǎn)：1.病人受的照射劑量更??；2.空間、時(shí)間分辨力提高；3.具有更高的動(dòng)態(tài)范圍、量子檢出效能和MTF性能；4.能覆蓋更大的對(duì)比度范圍；5.操作快捷方便，效率更高；6.圖像調(diào)解方式更多。DigitalRadiography(DR)二、直接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器直接轉(zhuǎn)換FPD分為非晶硒（a-Se）為光電材料的FPD和多絲正比電離室型。1．非晶硒（a-Se）平板探測(cè)器（1）組成：a-SeFPD由X線(xiàn)轉(zhuǎn)換、探測(cè)元陣列、高速信號(hào)處理和數(shù)字影像傳輸單元等組成。X線(xiàn)轉(zhuǎn)換單元2）探測(cè)元陣列單元：用TFT技術(shù)在一塊玻璃基層上組裝幾百萬(wàn)個(gè)探測(cè)元陣列，每個(gè)探測(cè)元包括：一個(gè)電容和一個(gè)TFT，對(duì)應(yīng)圖像的一個(gè)像素。諸多像素被排列成二維矩陣，按行設(shè)門(mén)控線(xiàn)，按列設(shè)圖像電荷（信號(hào)強(qiáng)度）輸出線(xiàn)。3）高速信號(hào)處理單元：產(chǎn)生地址信號(hào)并激活探測(cè)元陣列中的TFT。作為對(duì)這些地址信號(hào)的響應(yīng)而讀出的電子信號(hào)被放大后送到A/D轉(zhuǎn)換器。4）數(shù)字影像傳輸單元：對(duì)數(shù)字信號(hào)的固有特性進(jìn)行補(bǔ)償，并將數(shù)字信號(hào)傳送到主計(jì)算機(jī)。三、間接轉(zhuǎn)換式平板探測(cè)器間接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器又分為碘化銫+非晶硅（CsI＋a-Si）和電荷藕合器件（CCD）攝像機(jī)兩種。1．CsI＋a-Si平板探測(cè)器與直接轉(zhuǎn)換FPD的區(qū)別主要在于熒光材料層和探測(cè)元陣列層。（1）組成：a-SiFPD由熒光材料、探測(cè)元陣列、信號(hào)讀取和信號(hào)處理單元等組成。1）熒光材料層：即碘化銫（CsI）閃爍體。用CsI閃爍體吸收X線(xiàn)量子并將其轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，與a-Si光譜靈敏度的峰值相匹配，細(xì)針狀CsI結(jié)構(gòu)時(shí)可見(jiàn)光的散射量最小。2）探測(cè)元陣列層：每個(gè)探測(cè)元包括一個(gè)非晶硅（a-Si）光電二極管和起開(kāi)關(guān)作的TFT。3）信號(hào)讀取單元：信號(hào)讀取時(shí)，給TFT一個(gè)電壓使其打開(kāi)，電荷就會(huì)由二極管沿?cái)?shù)據(jù)線(xiàn)流出。4）信號(hào)處理單元：從信號(hào)讀取單元數(shù)據(jù)線(xiàn)流出的電荷以電信號(hào)的形式讀出到信號(hào)處理單元。XrayPhotonsLightScintillatorScreenOpticsMirrorsCCDsensor工作原理：X線(xiàn)被閃爍體層后方的單片電路層吸收后轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光可見(jiàn)光通過(guò)鏡面反射后再由透鏡聚焦到CCD上（通常有1~4塊CCD）每塊單個(gè)的CCD形成的圖像最終合成為一幅圖像。CCD四、不同X線(xiàn)探測(cè)方法的比較探測(cè)方法影像轉(zhuǎn)換數(shù)字DR直接轉(zhuǎn)換平板探測(cè)器直接X(jué)線(xiàn)—電信號(hào)—影像間接（熒光材料*非電硒）影像增強(qiáng)器+TV攝像機(jī)閃爍體+CCD攝像機(jī)陣列間接X(jué)線(xiàn)-可見(jiàn)光-電信號(hào)-影像X線(xiàn)-可見(jiàn)光-影像X線(xiàn)-可見(jiàn)光-影像X線(xiàn)-潛影-可見(jiàn)光-影像CR成像板模擬影像增強(qiáng)器+電影膠片增感屏+X線(xiàn)膠片X線(xiàn)-潛影-可見(jiàn)光-影像1．普通X線(xiàn)攝影和平片系統(tǒng)通過(guò)顯影使膠片中的潛影最終變?yōu)槟M影像。2．CR系統(tǒng)成像板捕獲的X線(xiàn)影像在激光束掃描時(shí)將潛影轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)而得到數(shù)字影像。3．影像增強(qiáng)器＋TV攝像機(jī)系統(tǒng)增強(qiáng)器將X線(xiàn)轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，再在TV攝像機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換為電子信號(hào)。4．閃爍體＋CCD攝像機(jī)陣列系統(tǒng)CCD攝像機(jī)陣列技術(shù)是采用近百個(gè)性能一致的CCD攝像機(jī)整齊排列在同一平面上，它們前方一定距離（共同的焦點(diǎn)）上是一張熒光屏。X線(xiàn)曝光時(shí)，熒光屏發(fā)出人體影像的可見(jiàn)光影像，每一攝影機(jī)攝取一定范圍的熒光影像，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，再由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，將圖像拼接，形成一幅完整的圖像。第四節(jié)數(shù)字減影血管造影（一）DSA圖像的形成①攝制普通片，制成mask片即蒙片；②攝制血管造影片；③將蒙片與血管造影片減影即得到DSA圖像。在造影過(guò)程中任意一幅圖像均可作為蒙片。一、基本原理DSA信號(hào)形成特點(diǎn)：（1）制備蒙片為減影的關(guān)鍵；（2）蒙片與普通平片的影像相同，但密度正好相反，為正像，相當(dāng)與透視影像；（3）曝光過(guò)程中患者需保持不動(dòng)；（4）蒙片與血管造影片唯一的差別就在于含對(duì)比劑的血管像；（5）二者的差別越大，DSA的信號(hào)就越強(qiáng)。1．時(shí)間減影在注入的造影劑進(jìn)入ROI之前，將一幀或多幀圖像作為蒙像儲(chǔ)存起來(lái)，并與含有造影劑的造影像一一相減。分為：常規(guī)時(shí)間減影方式脈沖時(shí)間減影方式超脈沖減影（二）DSA減影方式（1）常規(guī)方式常規(guī)方式是取mask和充盈像各一幀，進(jìn)行像減。有手動(dòng)和自動(dòng)供選擇。手動(dòng)mask的選定盡可能在血管充盈前的一瞬間，充盈像的選定以血管內(nèi)對(duì)比劑濃度最高為宜；自動(dòng)時(shí)事先設(shè)定注藥至mask像的時(shí)間，以及注藥到充盈像的時(shí)間。根據(jù)預(yù)先設(shè)定的時(shí)間進(jìn)行采集。常規(guī)成像方式攝取時(shí)機(jī)有手動(dòng)和自動(dòng)方式。Mask像造影像（2）脈沖方式：也叫序列方式，在這種方式下，X線(xiàn)機(jī)脈沖曝光，同時(shí)進(jìn)行脈沖攝影、采樣、減影，最后得到一系列連續(xù)間隔減影圖像，此方式下攝影一定要與X線(xiàn)曝光脈沖同步，脈沖持續(xù)時(shí)間在幾毫秒到幾百毫秒之間變化。脈沖減影方式與脈沖Ｘ線(xiàn)曝光同步（3）超脈沖方式：是在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行每秒6～30幀的X線(xiàn)脈沖攝像，繼而逐幀高速重復(fù)減影，具有頻率高，脈寬窄的特點(diǎn)。對(duì)X線(xiàn)機(jī)的性能有更高的要求。視頻圖像動(dòng)態(tài)效果好，時(shí)間分辨力也更高，但噪聲大。超脈沖方式:用于胸部活動(dòng)度大的部位及心臟大血管活動(dòng)快的部位３０幀/秒2.能量減影：能量減影也稱(chēng)雙能減影，K一緣減影。即進(jìn)行興趣區(qū)血管造影時(shí)，同時(shí)用兩個(gè)不同的管電壓，如70kV和130kV取得兩幀圖像，作為減影對(duì)進(jìn)行減影，由于兩幀圖像是利用兩種不同的能量攝制的，所以稱(chēng)為能量減影。能量減影(雙能量、K緣減影）圖6-6能量減影原理圖70KV130KV碘信號(hào)相差80%骨信號(hào)相差40%軟組織相差約25%氣體幾乎不差別有效消除氣體影經(jīng)加權(quán)后再減影消除軟組織留下明顯的骨及碘信號(hào)33KeV減影3．混合減影是基于時(shí)間與能量?jī)煞N減影方式相結(jié)合的減影方法。其基本原理是，對(duì)注入造影劑前后的各使用一次能量減影，獲得的注入造影劑前后能量減影像各一幀，對(duì)這兩幀能量減影圖像再減影一次，即得到混合減影圖像。（三）影響DSA圖像質(zhì)量的因素1．噪聲主要包括①散射噪聲②視頻攝影機(jī)的噪聲③A/D轉(zhuǎn)換噪聲等。其中散射噪聲是最主要的噪聲之一，取決于被照體厚度，被照體越厚，散射越多，噪聲越大。2．運(yùn)動(dòng)偽影DSA系統(tǒng)均有消除運(yùn)動(dòng)偽影的功能，以便于實(shí)現(xiàn)最佳匹配。但是如果運(yùn)動(dòng)偽影過(guò)大則可能使兩幀圖像無(wú)法匹配。運(yùn)動(dòng)偽影可以由受檢者運(yùn)動(dòng)引進(jìn)的，亦可由投照系統(tǒng)不穩(wěn)定性所致。3.其他因素造影劑濃度攝片的時(shí)機(jī)受檢者的部位心臟的跳動(dòng)腹部的蠕動(dòng)受檢者的精神狀態(tài)二、特殊功能1.旋轉(zhuǎn)式DSA人體靜止，C型臂（X線(xiàn)管與增強(qiáng)器）圍繞患者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)血管及分支作180°的參數(shù)采集，為30°／s，8~50幀/秒，分別完成Mask像和造影兩個(gè)序列采集。適用于腦血管、心腔和冠狀動(dòng)脈檢查，形成三維圖像。2.歲差運(yùn)動(dòng)利用C臂支架兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，精確控制其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速度，形成了X射線(xiàn)管焦點(diǎn)在同一平面內(nèi)的四周運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)器則在支架的另一端做相反方一圓周運(yùn)動(dòng)，從而形