第二章 投影X射線成像系統(tǒng)

第二章投影X射線成像系統(tǒng)主講：劉老師主要內(nèi)容2.1X線影像設(shè)備簡述2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類2.3X線的產(chǎn)生與特性2.4X線成像基本原理2.5醫(yī)用X線電視系統(tǒng)2.6計算機X線攝影（CR）2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）2.9影響X線照片質(zhì)量的因素2.10傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備與應(yīng)用2.11醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備及其成像質(zhì)量的描述指標2.12數(shù)字醫(yī)學(xué)X射線設(shè)備與應(yīng)用2.13對X射線影像設(shè)備的防護2.1X光影像設(shè)備簡述醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的基本構(gòu)成醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備主要由三大部分構(gòu)成:X射線發(fā)生裝置、成像系統(tǒng)和其他輔助裝置。1.X射線發(fā)生裝置的發(fā)展 X射線發(fā)生裝置主要有X射線管、高壓發(fā)生器和控制臺三大部分。2.X射線成像系統(tǒng)的發(fā)展3.其他輔助裝置2.1X光影像設(shè)備簡述1.X射線管現(xiàn)代X射線管的主要組成部分如圖所示。主要有：固定陽極X線管、旋轉(zhuǎn)陽極X線管以及各種特殊X線管2.1X光影像設(shè)備簡述(一)線管的構(gòu)成１.陽極：X射線管的正極，目前有兩種類型的陽極：固定的和旋轉(zhuǎn)的。一般的X射線管通常使用旋轉(zhuǎn)陽極，因為它們必須有能力在很短的時間內(nèi)產(chǎn)生高強度的X射線束。

陽極的作用： １.阻擋高速運動的電子流產(chǎn)生X線，同時散熱； ２.吸收二次電子和散亂射線。２.陰極：X射線管的負極，包括燈絲和聚焦杯兩部分。從燈絲發(fā)射的電子經(jīng)高壓加速后撞擊在靶上，此時加在兩極之間的加速電壓稱為管電壓，加速后的電子束流稱為管電流。管電流的變化范圍從幾個到幾百個毫安培。3.玻璃殼：又稱為管殼，作用是固定陽極、陰極并保持管內(nèi)真空度。2.1X光影像設(shè)備簡述(二)X射線管的焦點對成像質(zhì)量影響最大的因素之一實際焦點：燈絲發(fā)射的電子，經(jīng)聚焦加速后撞擊在陽極靶上的面積稱。有效焦點：X射線管的實際焦點在垂直于X線管長軸方向上投影的面積（effectivefocalspot）。實際焦點與有效焦點的關(guān)系：設(shè)實際焦點寬度為a，長度為b,則投影后的長度為有效焦點=實際焦點*陽極靶面與X線投照方向的夾角2.1X光影像設(shè)備簡述（三）X線管的分類固定陽極X線管缺點：焦點尺寸大、瞬時負載功率小優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、價格低，在小型X線發(fā)生裝置中仍被采用。旋轉(zhuǎn)陽極X線管解決了提高功率與縮小焦點之間的矛盾。優(yōu)點：瞬時負載功率大、焦點小。各種特殊X線管金屬陶瓷大功率X線管三極X線管軟X線管CT用X線管2.1X光影像設(shè)備簡述(四)特性與參數(shù)特性１.陽極特性曲線:指在一定的燈絲加熱電流下，管電壓U與管電流I的關(guān)系２.燈絲發(fā)射特性曲線:是指在一定管電壓下，管電流與燈絲加熱電流的關(guān)系。意義“要調(diào)節(jié)管電壓和管電流得到所需X線的質(zhì)和量，必須對空間電荷進行補償。補償原則：當管電壓高時適當減小燈絲加熱電流，使管電流不隨管電壓的變化而變化。反之當管電壓低時，適當增加燈絲加熱電流。電參數(shù)包括燈絲加熱電流，燈絲加熱電壓，最高管電壓，最大管電流，最長曝光時間，容量，標稱功率，熱容量等。我們比較關(guān)注的是最高管電壓和熱容量最高管電壓:加在X線管兩極間的最高管電壓峰值(單位KV)R球管熱容量：X線管處于最大冷卻率時，允許承受的最大熱量(單位HU)通常所指的熱容量是指陽極熱容量。2.1X光影像設(shè)備簡述(五)管套管套是放置X線管的一種特殊容器，現(xiàn)代X線管管套均為防電擊，防散射，油浸式，其結(jié)構(gòu)隨用途不同而有所差別。１.固定陽極X線管管套２.旋轉(zhuǎn)陽極X線管管套３.組合機頭:為了使小型X線機輕便，則將X線管，燈絲變壓器及高壓變壓器共同組裝在一個充滿變壓器油的密封管套中，稱為組合機頭2.1X光影像設(shè)備簡述2.高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器有稱直流高壓發(fā)生器，是高壓電源的傳統(tǒng)稱呼，是指主要用于絕緣和漏電檢測中的高壓電源，現(xiàn)在高壓電源和高壓發(fā)生器已經(jīng)沒有嚴格的區(qū)別,由高壓變壓器、X線管燈絲變壓器、高壓整流器、高壓交換閘及高壓插座等組成。主要作用：１.把自耦變壓器輸入的交流電壓升高數(shù)百倍，再經(jīng)整流，為X線管提供產(chǎn)生X線所需的直流高壓；２.把X線管燈絲初級電路輸入的交流電壓降低，為X線管燈絲提供加熱電壓；３如配有兩只以上的X線管，還要完成管電壓和燈絲加熱電壓的切換。2.1X光影像設(shè)備簡述３.控制臺主要實現(xiàn)X線管在曝光過程中的管電壓（kV）、管電流(mA)和曝光時間三個基本參數(shù)的控制，一般稱為三鈕控制臺?？刂婆_電路必須滿足X線管產(chǎn)生X線的下三個要求：可調(diào)管電流可調(diào)管電壓可調(diào)曝光時間。2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類 1.按成像方式分類 （1）模擬式：傳統(tǒng)的醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備采用的是模擬技術(shù)。 （2）數(shù)字式：現(xiàn)代數(shù)字化的醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備采用的是數(shù)字技術(shù)。2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類2.按機械結(jié)構(gòu)方式分類 (1)固定式 (2)移動式 (3)便攜式固定式

移動式便攜式

2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類3.按用途分類（1）診斷用X射線影像設(shè)備（2）治療用X射線影像設(shè)備胃腸診斷用X射線設(shè)備

乳腺X線攝影設(shè)備

2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類 3.按用途分類 （1）診斷用X射線影像設(shè)備 （2）治療用X射線影像設(shè)備口腔全景X線機

手術(shù)用C臂X射線影像設(shè)備

2.2醫(yī)學(xué)X射線影像設(shè)備的分類 4.按管電流量的大小分類 （1）小型X線機 （2）中型X線機 （3）大型X線機 （4）超大型X線機2.3X線的產(chǎn)生與特性（一）X線的本質(zhì)一種電磁波，具有一定的波長和頻率，具有波粒二重性，X線成像利用了它與物質(zhì)相互作用時發(fā)生能量轉(zhuǎn)換，突出了微粒性。X線的波長極短、能量極大，它的波長介于紫外線和γ射線之間，為0.0006～50nm，X線診斷常用的波長為0.008～0.031nm。2.3X線的產(chǎn)生與特性2.3X線的產(chǎn)生與特性（二）X線的特性 1．物理特性 （1）穿透作用：穿透能力與X線光子的能量成正比，波長短的X線光子能量大、穿透能力強，另外還與被照物體的密度有關(guān)。 （2）熒光作用：當X線照射某些熒光物質(zhì)(如鎢酸鈣等)時能激發(fā)產(chǎn)生熒光，熒光屏、影像增強器、增感屏等都利用了這一特性。 （3）電離作用：物體受X線照射時，使核外電子脫離原子軌道，即～。自動曝光控制系統(tǒng)的電離室、X線放射治療等利用了該特性。 （4）熱作用 （5）干涉、衍射、反射、折射作用2.3X線的產(chǎn)生與特性2．化學(xué)特性（1）感光作用：是X線攝影的基礎(chǔ)（2）著色作用：使某些物質(zhì)(如鉑氰化鋇)的結(jié)晶體脫水而改變顏色。3．生物效應(yīng)生物細胞經(jīng)一定劑量X線的照射會受到抑制、損傷、壞死，生物效應(yīng)既有利有弊…

在X線診斷和治療中主要利用了X線的穿透、熒光、電離、感光、生物等特性。2.3X線的產(chǎn)生與特性（三）X射線的波粒二象性X射線同時具有波動性和微粒性，統(tǒng)稱為波粒二象性。X射線在傳播時，它的波動性占主導(dǎo)地位，具有頻率和波長，且有干涉、衍射等現(xiàn)象發(fā)生。X射線在與物質(zhì)相互作用時，它的粒子特性占主導(dǎo)地位，具有質(zhì)量、能量和動量。2.3X線的產(chǎn)生與特性（四）X射線與物質(zhì)間的相互作用（1）X射線的穿透作用。其貫穿本領(lǐng)的強弱與物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)

2.3X線的產(chǎn)生與特性（2）X射線的熒光作用。X射線是肉眼看不見的，但當它照射某些物質(zhì)時，如磷、鉑氰化鋇、硫化鋅、鎢酸鈣等，能夠使這些物質(zhì)的原子處于激發(fā)態(tài)，當它們回到基態(tài)時就能夠發(fā)出熒光，這類物質(zhì)稱熒光物質(zhì)。醫(yī)學(xué)中透視用的熒光屏、X射線攝影用的增感屏、影像增強器中的輸入屏和輸出屏都是利用熒光特性做成的。（3）X射線的電離作用。X射線雖然不帶電，但具有足夠能量的X光子能夠撞擊原子中軌道電子，使之脫離原子產(chǎn)生一次電離。電離作用也是X射線損傷和治療的基礎(chǔ)。2.3X線的產(chǎn)生與特性（4）X射線的熱作用。X射線被物質(zhì)吸收，絕大部分最終都將變?yōu)闊崮?，使物體溫升。（5）X射線的化學(xué)效應(yīng)。X射線能使多種物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)。例如，X射線能使照相底片感光。（6）X射線的生物效應(yīng)。生物組織經(jīng)一定量的X射線照射，會產(chǎn)生電離和激發(fā)，使細胞受到損傷、抑制、死亡或通過遺傳變異影響下一代，這種現(xiàn)象稱為X射線的生物效應(yīng)。這個特性可充分應(yīng)用在腫瘤放射治療中。2.3X線的產(chǎn)生與特性(五)X射線的產(chǎn)生高速帶電粒子撞擊物質(zhì)受阻而突然減速時都能產(chǎn)生X射線。現(xiàn)在用于醫(yī)學(xué)成像的X射線輻射源都是利用高速運動的電子撞擊靶物質(zhì)而產(chǎn)生的.產(chǎn)生X射線必須具備三個基本條件： (1)電子源，能根據(jù)需要隨時提供足夠數(shù)量的電子。 (2)能夠獲得高速電子流，又需要兩個條件：其一是有一個高電壓產(chǎn)生的強電場，使電子獲得很大的功能；其二是有一個高真空度的空間，使電子在高速運動中不受氣體分子的阻擋而降低能量，同時，也能保護燈絲不致因氧化而被燒毀。 (3)第三要有一個能夠經(jīng)受高速電子撞擊而產(chǎn)生X射線的靶。

2.3X線的產(chǎn)生與特性(六)X線的產(chǎn)生及能量轉(zhuǎn)換 1．X線產(chǎn)生的三個條件:高速電子流和靶物質(zhì)相互作用的結(jié)果

①電子源②高速電子流③靶物質(zhì) 2．能量轉(zhuǎn)換診斷用X線的產(chǎn)生效率只有0.4％～1.3％。2.4X線成像原理(一)X射線的產(chǎn)生裝置主要包括三部分：X射線管、高壓電源及低壓電源，如圖所示。

X線產(chǎn)生裝置2.4X線成像原理(二)X射線人體成像使用X射線對人體進行照射，并對透過人體的X射線信息進行采集、轉(zhuǎn)換，并使之成為可見的影像，即為X射線人體成像。（1）X射線影像的形成當一束強度大致均勻的X射線投照到人體上時，X射線一部分被吸收和散射，另一部分透過人體沿原方向傳播。由于人體各種組織、器官在密度、厚度等方面存在差異，對投照在其上的X射線的吸收量各不相同，從而使透過人體的X射線強度分布發(fā)生變化并攜帶人體信息，最終形成X射線信息影像。X射線信息影像不能為人眼識別，須通過一定的采集、轉(zhuǎn)換、顯示系統(tǒng)將X射線強度分布轉(zhuǎn)換成可見光的強度分布，形成人眼可見的X射線影像。2.4X線成像原理①人體不同密度組織與X線成像的關(guān)系

2.4X線成像原理②人體不同厚度組織與X線成像的關(guān)系

密度和厚度的差別是產(chǎn)生影像對比的基礎(chǔ)，是X線成像的基本條件2.4X線成像原理(二)X射線人體成像（2）X射線的采集與顯示①醫(yī)用X射線膠片與增感屏

醫(yī)用X射線膠片的主要特性是感光，即接受光照并產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成潛影（latentimage）。經(jīng)過對有潛影的膠片處理（暗室處理：顯影、定影等）。使膠片上的潛影轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姷牟煌叶龋╣ray）分布像。膠片感光層中的鹵化銀還原成金屬銀殘留在膠片上，形成由金屬銀顆粒組成的黑色影像。人體組織的物質(zhì)密度高，則吸收X射線多，在X射線照片上呈白影；反之，如果組織的物質(zhì)密度低，則吸收X射線少，在X射線照片上呈黑影。2.4X線成像原理(二)X射線人體成像（2）X射線的采集與顯示①醫(yī)用X射線膠片與增感屏醫(yī)用X射線增感屏為熒光增感屏，增感原理：增感屏上的熒光物質(zhì)受到X射線激發(fā)后，發(fā)出易被膠片所接收的熒光，從而增強對X射線膠片的感光作用。問題：在實際X射線攝影中，僅有不到10%的X射線光子能直接被膠片吸收形成潛影，絕大部分X射線光子穿透膠片，得不到有效的利用。解決辦法：利用一種增感方法來增加X射線對膠片的曝光，以縮短攝影時間，降低X射線的輻射劑量。常采用的增感措施：在暗盒中將膠片夾在兩片增感屏（intensifyingscreen）之間，然后進行曝光。2.5醫(yī)用X線電視系統(tǒng)(一)基本信息X-TV是將TV技術(shù)應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的結(jié)果，是20世紀50年代出現(xiàn)了X線影像增強器后的產(chǎn)物。X-TV將X線透視影像通過影像增強、TV攝像和放大處理后，在X-TV監(jiān)視器上顯示，一般為黑白TV。與熒光屏相比的優(yōu)點：1.影像亮度高，可實現(xiàn)室透視，將醫(yī)生和病人從暗室中解放出來。2.醫(yī)生和病人從暗室中解放出來。3.影像清晰。4.影像可遠遠距離傳送并可錄像保存。5.通過X－TV獲得的視頻圖像信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換、計算機圖像處理后可獲得數(shù)字圖像。2.5醫(yī)用X線電視系統(tǒng)（二）X射線電視系統(tǒng)的構(gòu)成：

X射線電視系統(tǒng)主要包括X射線影像增強器、光學(xué)圖像分配系統(tǒng)、含有攝像機與監(jiān)視器的閉路視頻系統(tǒng)與輔助電子設(shè)備。

X射線影像增強管是影像增強器的核心部件。 X－TV是X線機的一個成像裝置，其工作受X線機的控制。 １.將X線影像轉(zhuǎn)換為熒光影像并使熒光影像亮度增強的器件，主要由X射線影像增強器、光學(xué)圖像分配系統(tǒng)、外殼和小高壓電源等構(gòu)成。 2.攝像機頭，簡稱攝像頭，是將熒光影像轉(zhuǎn)換為視頻電信號的裝置。 3.TV控制器，對TV圖像信號進行控制、處理，由視頻信號處理、同步機、電源構(gòu)成。 4.監(jiān)視器，是影像顯示器件，主要作用是進行電光變換，實質(zhì)是TV信號接收機。2.5醫(yī)用X線電視系統(tǒng)(三)X-TV的基本工作原理穿過病人的透射X線照射到輸出屏上，獲得亮度較弱的熒光影像，再經(jīng)過增強后輸出屏上獲得一個尺寸縮小的、亮度比輸入屏上的亮度強數(shù)千倍及至上萬倍的熒光影像，輸出屏上的熒光影像經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)傳輸和校正后，被攝像管提取，從攝像管輸出的視頻電流信號經(jīng)預(yù)放器放大、控制器進行圖像信號控制、處理和放大后獲得全電視信號，輸送到監(jiān)視器，在監(jiān)視器熒光屏上顯示X線透視影像。2.6計算機X線攝影（CR）計算機X線攝影（ComputedRadiography，CR）是將X線透過人體后的信息記錄在成像板（ImagePlate，IP）上，經(jīng)讀取裝置讀取后，由計算機以數(shù)字化圖像信息的形式儲存，再經(jīng)過數(shù)字/模擬（D/A）轉(zhuǎn)換器將數(shù)字化信息轉(zhuǎn)換成圖像的組織密度（灰度）信息，最后在熒光屏上顯示。其中，成像板是CR成像技術(shù)的關(guān)鍵。2.6計算機X線攝影（CR）1.成像板（IP）成像板（IP）是使用一種含有微量素銪（Eu2+）的鋇氟溴化合物結(jié)晶制作而成能夠采集（記錄）影像信息的載體，可以代替X線膠片并重復(fù)使用2-3萬次。當透過人體的X線照射到IP板上時可以使IP板感光并形成潛影以記錄X線影像信息。成像板的構(gòu)造：

（1）表面保護層（2）輝盡性熒光體層（3）基板（支持體）（4）背面保護層2.5計算機X線攝影（CR）2.5計算機X線攝影（CR）2.5計算機X線攝影（CR）2.CR系統(tǒng)成像的基本過程（1）影像信息的采集：（2）影像信息的讀?。海?）與普通X攝影相比較，CR的優(yōu)點是：①寬容度大，攝影條件易選擇。②可降低投照輻射量：CR可在IP獲取信息的基礎(chǔ)上自動調(diào)節(jié)放大增益，最大幅度地減少X線曝光量，降低病人的輻射損傷。③影像清晰度較普通片高。④對影像可進行后處理，對曝光不足或過度的膠片可進行后期補救。⑤可進行圖像傳輸、存儲。⑥由于激光掃描儀可以對IP上的殘留信號進行消影處理，IP板可重復(fù)使用2-3萬次。3.CR設(shè)備的特點1）傳統(tǒng)x射線能攝照的部位都可以用CR設(shè)備成像，對CR圖像的觀察與分析也與傳統(tǒng)x線相同。2）CR設(shè)備拍攝條件的寬容范圍較大，獲取病人X射線圖像所需的X射線劑量比傳統(tǒng)方法大大減少，同時出現(xiàn)的不合格片很少。3）CR設(shè)備動態(tài)特性比傳統(tǒng)X射線系統(tǒng)有明顯提高，CR輸出的圖像清晰度大大高于傳統(tǒng)圖像，有利診斷。4）圖像信息可由磁盤或光盤儲存，網(wǎng)絡(luò)傳輸。5）CR設(shè)備的不足在于，圖像的時間分辨率不夠，不能適應(yīng)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)發(fā)展的需要，所以CR設(shè)備的發(fā)展方向就是要提高時間分辨率。2.5計算機X線攝影（CR）4.CR數(shù)字化影像的形成和處理CR設(shè)備與傳統(tǒng)X射線設(shè)備相比優(yōu)勢還在于，圖像處理系統(tǒng)可對產(chǎn)生的影像數(shù)字化信號進行處理，可以在一定范圍內(nèi)改變圖像的特性。圖像處理主要功能有五個：窗位處理、灰階處理、多重處理、X線吸收率減影處理和數(shù)字減影血管造影處理。2.5計算機X線攝影（CR）CR設(shè)備窗位處理灰階處理2.5計算機X線攝影（CR）2.5計算機X線攝影（CR）2.5計算機X線攝影（CR）2.5計算機X線攝影（CR）5.CR成像系統(tǒng)的發(fā)展CR成像系統(tǒng)的主要改進和提高主要體現(xiàn)在三個方面：IP板（影像板）、IP板閱讀器和軟件。2.5計算機X線攝影（CR）富士XG5000多用途FCR閱讀器柯達DIRECTVIEWCR2.6直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）

直接數(shù)字化X射線攝影（DigitalRadiography，DR）是在具有圖像處理功能的計算機控制下，采用一維或二維的X射線探測器直接把X射線信息影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字圖像信息的技術(shù)。當前DR設(shè)備主要采用二維平板X射線探測器（flatpaneldetector，F(xiàn)PD)，包括：（1）非晶態(tài)硅平板探測器先經(jīng)閃爍發(fā)光晶體轉(zhuǎn)換成可見光再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號（2）非晶態(tài)硒平板探測器將X線直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號1.數(shù)字X射線放射影像（DR）設(shè)備系統(tǒng)

數(shù)字X射線放射影像（DR），是直接將X射線光子通過電子暗盒轉(zhuǎn)換為數(shù)字化圖像，是一種廣義上的直接數(shù)字化X射線影像，它可分為非直接數(shù)字放射影像（IDR）和直接數(shù)字放射影像（DDR）。而狹義上的直接數(shù)字化影像是指直接數(shù)字放射影像（DDR），采用影像直接轉(zhuǎn)換技術(shù)的數(shù)字放射影像，是真正意義上的直接數(shù)字化X射線放射影像。2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.DR與CR成像技術(shù)的比較

3.DR設(shè)備的特點：1）DR設(shè)備具有較高的空間分辨力和低噪聲率。2）DR設(shè)備具有低的輻射劑量高的密度分辨率。3）DR成像速度快。4）DR設(shè)備采用直接轉(zhuǎn)換技術(shù)得到數(shù)字圖像，有效的解決了圖像的存檔、管理與傳輸，影像信息可用光盤刻錄，成本低廉，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸方便、效率高，為醫(yī)學(xué)影像實現(xiàn)全數(shù)字化和無膠片化奠定了基礎(chǔ)。DR設(shè)備的發(fā)展方向：主要是非晶硒平板檢測器的不斷改進和提高，重點是像素單元再縮小，提高圖像的分辨率；提高檢測器對X線的轉(zhuǎn)換率，降低X線劑量；研發(fā)高質(zhì)量的圖像處理軟件，進一步提高圖像質(zhì)量。2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）4.臨床應(yīng)用（1）成像速度快、圖像質(zhì)量高，照射劑量低（2）高級臨床應(yīng)用和后處理功能也正在不斷擴展：組織均衡、雙能量減影、放大、翻轉(zhuǎn)等（3）增加了準確診斷的信心2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.7直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)（DR）2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）

造影檢查：通過在人體中引入對比劑（造影劑），產(chǎn)生對比差異，使一些組織或器官顯影，消化、泌尿、循環(huán)系統(tǒng)的造影檢查。數(shù)字減影血管造影（digitalsubtractionangiography,DSA）是20世紀80年代興起的一項醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，國內(nèi)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于臨床。 DSA技術(shù)是影像增強技術(shù)、電視技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,建立在圖像相減的基礎(chǔ)上。

X射線造影所獲得的圖像中，仍然存在影像重疊問題，若把人體同一部位造影前、后的兩幀圖像相減，則可獲得只反映兩幀圖像中有差異（造影）部分的圖像，這就是所謂的減影技術(shù)。目前，DSA是基于順序圖像的數(shù)字減影，其結(jié)果是在減影圖像中消除了整個骨骼和軟組織結(jié)構(gòu)，使?jié)舛群艿偷膶Ρ葎┏溆难茉跍p影圖中被顯示出來，具有很強的對比度。2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）（一）DSA系統(tǒng)和功能

１、影像增強-攝像機：把透過人體的Ｘ線經(jīng)影像增強管轉(zhuǎn)換為可見熒光，使亮度增強5000-10000倍，再由視頻攝像機變?yōu)殡娦盘柟?shù)字化處理。

2、對數(shù)放大-模數(shù)變換：把電視攝像機的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字圖像矩陣。采用對數(shù)放大器的目的是形成線性灰階，即用對數(shù)放大特性來壓縮影像中亮的部分的對比，擴展影像中暗的部分的對比。3、存儲器(1)存儲器1：注入對比劑前的數(shù)字圖像矩陣存于存儲器1內(nèi)作為掩模(mask)。

(2)存儲器2：注入對比劑后的數(shù)字圖像矩陣存于存儲器2內(nèi)。(3)顯示存儲器：經(jīng)運算邏輯電路使兩圖像對應(yīng)部分進行數(shù)字相減，則得出減影圖像矩陣，并存于顯示存儲器中。

4、圖像處理機：一塊快速圖像處理機，實時處理圖像系統(tǒng)和攝像曝光控制，在處理圖像系列時，全部原始數(shù)據(jù)數(shù)字化后存儲于磁盤中。2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）(二)DSA的物理基礎(chǔ)

數(shù)字減影血管造影是將造影前、后獲得的數(shù)字圖像進行數(shù)字減影，在減影圖像中消除骨骼和軟組織結(jié)構(gòu)，使?jié)舛群艿偷膶Ρ葎┧溆难茉跍p影圖像中顯示出來，有較高的圖像對比度。 DSA中用來數(shù)字化并相減的信號取自射頻攝像機的輸出端，由透過人體后的X線強度決定，強度信號服從指數(shù)遞減規(guī)律。減影信號強度只與對比劑（血管）的厚度成正比，與骨和軟組織的結(jié)構(gòu)無關(guān)，即減影后的圖像中消掉了軟組織和骨等對圖像的影像，突顯造影血管。2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）（二）DSA的基本方法數(shù)字減影血管造影有三種基本方法：時間減影、能量減影、混合減影。

1.時間減影在對比劑進入欲顯示血管區(qū)域之前，利用計算機技術(shù)采集一幀貯存在存貯器內(nèi)，作為掩模（mask），也稱蒙片。它與在時間上順序出現(xiàn)的充有對比劑的血管圖像（稱為充盈圖像）一點對一點的進行相減。相同固定的圖像部分（例如軟組織和骨骼）就被消除，而對比劑通過血管引起的密度變化就會被突出地顯示出來。減影圖像突出了對比劑影像的對比度。2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）時間減影方式：序列方式、電影方式和路徑圖方式。(1)序列方式：事先設(shè)定對比劑注射時間，設(shè)定各階段采集速率、序列總長度。序列開始后自動在對比劑注射前采集mask,開始注射對比劑，按計劃對對比劑充盈像逐一進行減影處理，實時顯示血管充盈對比劑減影像。整個過程中Ｘ線按計劃脈沖發(fā)生，采集。由于Ｘ線劑量較強，輸出圖像SNR高，圖像質(zhì)量好，是一種普遍采用的方式。適用：腦血管、頸動脈、腹部、四肢等活動少的部位的檢查。(2)電影方式：隨著技術(shù)的進步，已經(jīng)能進行25-50幀、512*512矩陣的圖像采集，使活動臟器的檢查達到實用階段，這一采集速率達到了電影攝像的速度，代替了昂貴、復(fù)雜的Ｘ線電影檢查，稱之為電影方式。 適用：心臟、冠脈、大血管等活動臟器的檢查。(3)路徑圖方式：2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）2.能量減影在欲顯示血管引入碘對比劑后，分別用略低于和略高于碘K-緣減影的能量（33keV）的X射線能量曝光，將這兩種能量條件下曝光的影像進行數(shù)字減影處理，可以突出減影影像中碘的對比度，消除其他無關(guān)組織結(jié)構(gòu)對圖像的影響，這種減影方式被稱為能量減影。

3.混合減影在上述兩種減影方法的基礎(chǔ)上發(fā)展的另一種減影法稱為混合減影。混合減影可以避免在單純能量減影中遇到的問題。這種方法中，在對比劑到達前或到達后都做高能和低能的圖像。先做高能和低能像的減影來得到一系列的雙能減影圖像。在這些雙能減影圖像中軟組織像已經(jīng)被消除了。再用時間減影法處理這些雙能減影圖像以消除骨骼等背景。由于軟組織像是用能量減影法消除的，因此軟組織的運動將不會產(chǎn)生影響。

（四）影響圖像質(zhì)量的因素

1.成像方式：脈沖影像方式和連續(xù)影像方式2.投照X線的穩(wěn)定性:要求X線機的高壓穩(wěn)定、脈沖時序穩(wěn)定以及采樣時間的合理和準確。3.曝光與圖像采集的匹配同步4.噪聲：對比度增加時噪聲也會增加，主要包含：X線噪聲、視頻系統(tǒng)噪聲（攝像機）、量子化噪聲（A/D轉(zhuǎn)換）以及散射線引起的噪聲等。增大曝光劑量可減少噪聲，另積分技術(shù)可在劑量不明顯增大的情況下減少噪聲。5.設(shè)備性偽影：條紋偽影、旋渦偽影（投影系統(tǒng)不穩(wěn)定造成）和軟件偽影原因造成（１.丟失的高頻信息以低頻形式重現(xiàn)，形成條紋偽影；2.當空間頻率過高時容易產(chǎn)生過沖偽影；３.X線束的密度不均勻、探測器幾何尺寸的偏差等產(chǎn)生X線束的幾何偽影；４.X線束硬化產(chǎn)生的偽影等）。（五）DSA設(shè)備的特點1）更加智能化，處理數(shù)據(jù)的速度更快。2）實現(xiàn)了無膠片的處理方式。3）使用的X射線劑量更低，減少了對患者的輻射傷害。4）給病人造成的創(chuàng)傷小，醫(yī)生操作簡便。5）圖像顯示、處理能力強。6）隨著技術(shù)進步，DSA有了長足發(fā)展，如旋轉(zhuǎn)DSA、三維（3D）成像等，都是近年來的進步。2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）2.8數(shù)字減影血管造影裝置（DSA）（四）DSA設(shè)備的臨床應(yīng)用 1.血管及其病變顯示更清晰 2.選擇性或超選擇性插管，可顯示直徑在200ｕm以下的血管及小病變 3.能夠觀察血流的動態(tài)圖像 4.僅用較低濃度的對比劑，且用量少 5.特別適用于心臟大血管檢查 6.了解心內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)異常 7.觀察大血管病變：主動脈夾層、主動脈瘤、主動脈縮窄、主動脈發(fā)育異常等 8.顯示冠狀動脈、頭部及頸部動脈病變影響X線照片質(zhì)量的因素（密度、對比度、銳利度、失真度）1．X線照片的密度（1）概念：膠片乳劑膜的鹵化銀在X線(穿透人體的剩余射線)的作用下，經(jīng)沖洗還原為銀原子后照片的黑化程度，稱為X線照片的密度(黑化度)。X線照片密度使用了光學(xué)密度這一物理量。以光強度I0入射照片，經(jīng)照片吸收后透過的光強度為I，則透光率P＝I/I0，而阻光率是透光率的倒數(shù)，所以阻光率S＝I0/I，光學(xué)密度D＝lgS＝lg(I0/I)，如某點的透過率為1/10，阻光率為10，則D＝1。2.9影響X線照片質(zhì)量的因素①毫安秒：毫安秒與密度成正比。當毫安秒過小、過大時，密度值變化較復(fù)雜….②管電壓：密度與管電壓的n次方成正比，n在2.0～4.5，n的大小由管電壓、膠片的類型、被照部位厚度等因素決定。mAs→照片密度，kV→照片對比度③被照體厚度、密度：越厚、密度越高，密度越小。④焦片距：感光效應(yīng)與焦片距的平方成反比，減小焦片距可以增加感光效應(yīng)，但加大了影像模糊和放大失真。2.9影響X線照片質(zhì)量的因素⑤增感屏:增感屏的增感率越高照片密度越大⑥膠片感光度:感光度大的膠片，照片密度高⑦照片沖洗因素：顯影液配方、顯影時間、顯影液溫度、顯影液的老化程度都會對照片密度產(chǎn)生一定影響。⑧照片的本底灰霧：本底灰霧