第六章数字X线设备(第一节)

文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院第五章数字X线设备第一节计算机Ｘ线摄影装置（CR）第二节数字Ｘ线摄影装置（DR）第三节数字减影血管造影装置（DSA）第四节激光相机文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院传统X线机模拟图像数字X线机A/D转换数字图像何为数字X线设备？导言X线影像D/A转换增感屏-胶片图像数字X线设备是指把X线透射图像数字化并进行图像处理，再变换成模拟图像显示。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院•模拟图像灰度（黑白程度）连续变化，如洗一寸的照片也可以洗二寸的照片，不影响视觉效果。•数字图像•将二维图像以二维数字点阵的方式表示的图像叫数字图像。灰度是离散的（图）图）•二维数字图像中每一点称为像素。一般医学图像大小有256×256，512×512，1024×1024等。•像素的黑白程度称为灰度，用一个数值表示，这个数值的最大值称为灰阶，灰阶一般有256级、1024级，对应地可表示为8bit、10bit。灰阶决定了图像的对比度，即内容层次。（图）数字化X射线成像技术是传统X射线技术与现代计算机技术结合的产物。灰阶文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院256×256，8bit64×64,8bit256×256,5bit512×512,8bit文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院数字化X线机文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院数字X线设备分类•1、按成像原理：CRIP板A/D数字图像DRDDRIDR探测器I.I-TVDSA(DF)X-TVA/DA/D打印、存储、进入PACS文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院影像增强器+CCD+图像板X线X线影像增强器计算机处理系统电视摄像管CCD或真空摄像管电视信号处理A/D转换(图像板)数字信号显示打印球管人体文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院•按X线束扫苗形状1、散射体积小2、光电倍增管灵敏度高散射线多文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院数字X线设备的优缺点•优点（与屏一片系统比较）：•1、低对比度分辨力（密度分辨率）高•2、辐射剂量小：量子检出率*（DQE）60%•3、图像后处理功能强大•4、大容量光盘存储数字影像，方便接入PACS系统，高效、低耗、省时、省空间地实现影像储存，传输和诊断。•缺点：•1、高对比度分辨力（空间分辨力低）：20-40LP/cm，胶片则达到50-70LP/cm(理论值）。•2、成本高•3、收费高*DQE：X线输入信号转换成有用信号的效率。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院密度分辨率(对比度分辨力)低对比度情况下分辨物体密度微小差别的能力，密度分辨率表示的是影像中能显示的最小密度差别。密度分辨率能够区分开的密度差别程度以%表示。噪声和信噪比是影响密度分辨率的重要因素。◆噪声：干扰信号传输的能量场，称为噪音。◆信噪比：信号强度噪声与噪声强度的比值，信噪比高，图像质量好。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院空间分辨率（高对比分辨力）在高对比分辨力情况下区分相邻最小物体的能力，空间分辨率是指图像中可辨认的临界物体空间几何长度的最小极限，即对细微结构的分辨率。决定影像清晰度。常用多少线对/厘米，即LP/CM文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院第一节计算机Ｘ线摄影装置（CR）一、基本组成与工作原理–计算机X线摄影（成像）系统（ComputedRadiography，简称CR）。它主要由信息采集、信息转换、信息处理、信息存储和记录等部分组成。–CR是由日本富士公司于七十年代研制，八十年代推出，九十年代上市的计算机X线摄影系统。–CR的关键是用影像板（IP）取代X线胶片，摄片后由激光扫描仪读出IP板上的潜影，并转换成数字信号传入计算机作图像处理。–曝光容量大、对比度分辨力高，辐射剂量低。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院CR系统的基本结构组成部分：信息采集、信息转换、信息处理、信息存储和记录文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院二、影像板(ImagePlate,IP)文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院（一）影像板基本结构保护层：聚酯树脂类纤维制成，非常薄，能弯曲、耐磨损、透光性好。保护荧光层不受外界温度、湿度和辐射的影响。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院荧光层：由光激励发光（photonstimulationlight,PSL）荧光物质混于多聚体溶液中，涂在基板上制成，核心层。PSL荧光物（含有微量二价铕离子的氟卤化钡晶体）是一种特殊的荧光物质，它能把第一次照射它的光信号记录下来，当它再次受到光刺激时，就会发出与第一次照射光能量呈正比的荧光信号。多聚体溶液的作用是使荧光物的晶体互相结合。荧光物的晶体尺寸平均为4～7μm。晶体直径越大，PSL现象也越强，但图像清晰度下降。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院基板：聚酯树脂类纤维制成。保护荧光物质层免受外力损伤，延长IP的使用寿命。两万次以上重复使用。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院背面保护层：材料与表面层相同，防止IP摩擦损伤。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院（二）影像板成像原理射入IP的Ｘ线被PSL荧光物质吸收，释放出电子。部分电子散布在荧光物质内呈半稳态，形成潜影，完成Ｘ线信息的采集和存储。当用激光束逐行扫描（二次激发）已有潜影的IP时，半稳态的电子转换成荧光，所产生的荧光强度与第一次激发时Ｘ线的能量精确地成正比，完成光学影像的读出。X射线PSL荧光物质潜影（半稳态电子）荧光模拟信号数字信号数字图像激光光电倍增管A/D计算机文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院•白色三角表示未曝光•X线作用使电子激发，并储存起来，用灰色三角表示•在激光的作用下，储存的能量被激发出来•激发出来的能量以可见光的形式释放•三角又变成了白色，表示储存能量已全部释放影像板成像原理文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院（三）影像板的特性：发射与激发光谱•IP受激发而释放出的光子波长与光强的关系称为发射光谱。最强波长为390~400nm•激发激光波长与释放光子强度的关系称为激发光谱。最强在600nm左右•保证光电倍增管在400nm处有最高的检测效率，对提高影像的信噪比很重要文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院时间响应特征•停止用激光照射荧光体时，发光衰减并逐渐终止。IP的PSL强度衰减速度很快，不会发生采集和读出信息的重叠。•光发射寿命期为0.8μs。•即停即止。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院动态范围•动态范围是指IP板能记录原稿的色调范围，即原稿最暗点的密度（Dmax）和最l亮处密度值(Dmin)的差值。而对于胶片和感光元件来说，动态范围表示图像中所包含的从“最暗”至“最亮”的范围。动态范围越大，所能表现的层次越丰富，所包含的色彩空间也越广•直线性：在1到10000范围内具有良好动态范围•可精确检测到组织间极小的X线吸收差异曝光3.0胶片影像屏密度输出100001000101000.21.08004002001600100文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院•X线激发IP后，潜影存储于荧光体中，在读取前一部分电子随时间延长将逃逸，从而使第二次激发时的荧光强度减少，称为消退。•IP消退很微弱，8h减少25%。受时间、温度影响。•受X线照射后，尽快读取。存储信息的消退文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院天然辐射与黑斑•IP不仅对X线敏感，对其他电磁波也敏感，如紫外线、γ射线等。•来自天然放射性元素、IP板上微量放射性元素、宇宙射线。•长期存放会产生小黑斑。•使用前必须激光擦除，以消除可能存在的任何潜影。•IP上的荧光体对Ｘ线的敏感度高于普通Ｘ线胶片，保存要有很好的屏蔽。文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院（四）IP的分类文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院避免损伤；注意屏蔽；消除可能存在的任何潜影；及时读取。（五）IP使用注意事项文山壮族苗族自治州人民医院ThePeople'sHospitalOfWenshanPrefecture广东医学院附属文山医院广西右江民族医学院附属文山医院（一）结构1、暗合型读取装置：将IP置入与常规x线