数字X线摄影技术

透射 X线 线
I.I
光学系统 电视摄 像机 DR成像原理方框图 成像原理方框图
数字 A/D 影像 信号
（三）DSA 结构工作原理方框图 三
掩没图像A/D 掩没图像 造影图像A/D 造影图像 视频信号 输入查找表 A/D 帧叠加 对数放大A/D 对数放大
ALU（实时算 （ 术逻辑运算器） 术逻辑运算器）
• (三)IP上影像的读出、处理及再出现 )IP上影像的读出 上影像的读出、 • IP中的PSL物质经透过人体的信息线一次 IP中的 中的PSL物质经透过人体的信息线一次
照射后, 照射后,将X线的能量以潜影的方式贮存下 完成影像信息的采集记录；此后， 来,完成影像信息的采集记录；此后，用激 光束扫描带有潜影的IP，PSL物质被二次 光束扫描带有潜影的IP，PSL物质被二次 激励,释放其贮存的能量， 激励,释放其贮存的能量，发出的荧光被集 光器收集并送到光电倍增管， 光器收集并送到光电倍增管，由光电倍增 管将其放大并转换成电信号， A/D转换 管将其放大并转换成电信号，经A/D转换 成数字信号,完成影像信息的读取与数字化. 成数字信号,完成影像信息的读取与数字化. 数字信号被送到计算机和数字图像处理系 经处理后CR数字影像可显示 传输、 数字影像可显示、 统,经处理后CR数字影像可显示、传输、贮 存，也可以直接输出到干式激光胶片打印 机打印. 机打印.
• (2)时间响应特性 当停止用激光照射PSL (2)时间响应特性 当停止用激光照射PSL
物质时,PSL物质发出的光按其衰减规律发 物质时,PSL物质发出的光按其衰减规律发 逐渐终止,其强度衰减很快,(3)动态范围 逐渐终止,其强度衰减很快,(3)动态范围 PSL物质发光量与一次受激 光量在210:1 PSL物质发光量与一次受激X光量在210:1 物质发光量与一次受激X 内具有良好的动态范围.(4)信息消退 信息消退。 内具有良好的动态范围.(4)信息消退。
• 同视野范围内矩阵大，像数多，空间分辨 同视野范围内矩阵大，像数多，
力高。 力高。 • 矩阵大，计算机需要处理信息多， 矩阵大，计算机需要处理信息多， • 图像后处理技术： 图像后处理技术： • 分类：X线成像系统读出装置自动前处理、 分类： 线成像系统读出装置自动前处理、 软件的后处理， 软件的后处理，影像工作站的软件的再处 理。 • 影像系统的后处理，是对感兴趣区域密度、 影像系统的后处理，是对感兴趣区域密度、 对比度、边缘锐利度进一步处理。 对比度、边缘锐利度进一步处理。 • 再处理又称层次处理和谐调处理。 再处理又称层次处理和谐调处理。
• 二、CR系统结构组成 CR系统结构组成 • CR系统主要是由信息采集(IP)、信号转换 CR系统主要是由信息采集 系统主要是由信息采集(IP)、
及信息处理(读片器) 信息储存及记录( 及信息处理(读片器)、信息储存及记录(计 算机) 算机)三部分构成 • CR系统分单暗盒式和多暗盒式 CR系统分单暗盒式和多暗盒式
• GT：代表一组非线性曲线，共有16种。其中A线有大宽 GT：代表一组非线性曲线，共有16种 其中A
容度线性层次； 线应用于头、 腹及乳腺； 容度线性层次；B－J线应用于头、颈、胸、腹及乳腺；K 线应用于数字减影高对比曲线； －L线应用于数字减影高对比曲线；M线用于线性黑白翻 线用于胃肠造影专用线； 线优化骨骼的曲线； 转；N线用于胃肠造影专用线；O线优化骨骼的曲线；P 线用于肺组织检查，便于微小组织密度的观察。 线用于肺组织检查，便于微小组织密度的观察。 GS：又称为灰度曲线，用于改变整副影像的密度。通过 GS：又称为灰度曲线，用于改变整副影像的密度。 其微细调节可以实现影像最优化的密度。 其微细调节可以实现影像最优化的密度。此曲线右移时影 像密度就减小，曲线左移时影像密度就增加。 像密度就减小，曲线左移时影像密度就增加。 GC：表示GA预先设定的密度值，CR系统 一般设定在0.3 GC：表示GA预先设定的密度值 CR系统 一般设定在0.3 预先设定的密度值， －2.6，在实际工作中，选择好GC有利于兴趣区清晰显示。 2.6，在实际工作中，选择好GC有利于兴趣区清晰显示。 有利于兴趣区清晰显示 GA：主要用来改变影像对比度，GA越大，影像对比度 GA：主要用来改变影像对比度，GA越大 越大， 越高，GA越小影像对比度越低 在实际应用中GA总是 越小影像对比度越低。 越高，GA越小影像对比度越低。在实际应用中GA总是 围绕GC进行调节 进行调节。 围绕GC进行调节。 以上四个参数在实际应用中一般GT选定后不作调整 以上四个参数在实际应用中一般GT选定后不作调整
减影图像
增强后处理
帧储存器 主计算机
输出查找表
监 视 D/A 器
激光打印机
• CR成像基本原理 CR成像基本原理 • PSL1982年日本富士胶片株式会社首先开 PSL1982年日本富士胶片株式会社首先开
发出计算机摄影(CR)系统 上涂有一种特 发出计算机摄影(CR)系统,IP上涂有一种特 系统,IP 殊的光激励发光物质, 殊的光激励发光物质,这种物质在第一次受 光照射时,能将激光所携带的信息贮存下来, 光照射时,能将激光所携带的信息贮存下来, 当再次受到照射(二次激发) 当再次受到照射(二次激发)时,能发出与一 次激发光所携带信息相关的荧光, 次激发光所携带信息相关的荧光,
X线 线
-
-
X 线
被 照 体
影 像 板
• PAC
S
• IP结构特性:IP是CR系统的关键,IP依PSL IP结构特性 结构特性:IP是CR系统的关键 依 系统的关键,IP
物质特性分为标准型、高分辨率型、减影 物质特性分为标准型、高分辨率型、 专用型. 专用型. • (1)1.表面保护层,常用的材料是聚酯树脂类 (1)1.表面保护层 表面保护层, 纤维.2.PSL物质层 物质层,PLS物质混于多聚体溶 纤维.2.PSL物质层,PLS物质混于多聚体溶 液中,涂在基板上,干燥而成. 液中,涂在基板上,干燥而成.结晶体颗粒的 平均直径在4 7uM,比普通摄影用胶片乳剂 平均直径在4-7uM,比普通摄影用胶片乳剂 的小.晶体颗粒的直径增大,发光量增强, 的小.晶体颗粒的直径增大,发光量增强,但 影像的清晰度降低.3.基板 背面保护层 基板;4.背面保护层: 影像的清晰度降低.3.基板;4.背面保护层: 材料与表面保护层相同. 材料与表面保护层相同. • (2)IP的特性:1发光光谱与激发光谱,接受 (2)IP的特性 发光光谱与激发光谱 的特性:1发光光谱与激发光谱, 一次X线污水排激发而形成潜影的PSL物质 物质, 一次X线污水排激发而形成潜影的PSL物质, 在读取激光二次激发下,发射出与X 在读取激光二次激发下,发射出与X线能量 成正比的蓝-紫光,PSL物质发光强度与其发 成正比的蓝-紫光,PSL物质发光强度与其发 出的光子波长的曲线关系称发光光谱. 出的光子波长的曲线关系称发光光谱.
• • • •
• 空间频率处理（SFP)是边缘锐利处理技术， 空间频率处理（SFP)是边缘锐利处理技术 是边缘锐利处理技术，
通过对响应的调节显示边缘组织锐利轮廓。 通过对响应的调节显示边缘组织锐利轮廓。 • RN对空间分辨力的范围分级， RN对空间分辨力的范围分级 对空间分辨力的范围分级， • （0-3）低频率等级，用于增强大结构，软 低频率等级，用于增强大结构， 组织、肾脏和其他内部器官的轮廓。 组织、肾脏和其他内部器官的轮廓。 • （4-5）中频等级，用于增强普通结构，肺 中频等级，用于增强普通结构， 部和骨骼轮廓线。 部和骨骼轮廓线。 • （6-9）高频等级，用于增强小结构，比如 高频等级，用于增强小结构， 微细结构、肾小区等。 微细结构、肾小区等。
IP结构示意图 IP结构示意图
CR成像原理 CR成像原理
• 数字图象所有像数阵列为数字图象矩阵， 数字图象所有像数阵列为数字图象矩阵，
是2维数组。像数构成数字图形的最小单元， 维数组。像数构成数字图形的最小单元， 像数=阵列行X列数。 像数=阵列行X列数。如3108X3108 • 每个像数大小约0、139mmX0139mm 每个像数大小约0 • 三、X线数字图形的质量参数 • X线数字图形的质量参数主要有像数、矩阵、 线数字图形的质量参数主要有像数、矩阵、 密度分辨力、空间分辨力、灰阶、 密度分辨力、空间分辨力、灰阶、图象尺 SNR、DQE等 寸、SNR、DQE等。
第八章数字X 第八章数字X线摄影技术
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襄樊职业技术学院襄樊职业技术学院-隗志峰
第一节数字X 第一节数字X线摄影
• 一、数字图象 • 传统X线是X线透过人体组织器官后空间位置的平 传统X线是X • •
面投影，记录的信息是连续的X 线信息， 面投影，记录的信息是连续的X 线信息，灰度在 025025-3、0之间。是非量化的模拟图形。 之间。是非量化的模拟图形。 A/D转换器是实现 线图形向数字化的关键部件， A/D转换器是实现X线图形向数字化的关键部件， 转换器是实现X 把模拟图形信号变成数字图形信号。 把模拟图形信号变成数字图形信号。 经计算机处理后的数字信号在经过D/A转化成模 经计算机处理后的数字信号在经过D/A转化成模 拟信号，在显示屏上显示。 拟信号，在显示屏上显示。
X线图像矩阵化像素化过程
数字X 四、数字X线检查影像后处理 （一）调谐处理和空间频率处理 1、调谐处理包括旋转量（GA)、调 调谐处理包括旋转量（GA)、 谐曲线（GT）、旋转中心（GC）、 ）、旋转中心 谐曲线（GT）、旋转中心（GC）、 移动量（GS）。 ）。这四个参数在进行 移动量（GS）。这四个参数在进行 图像处理时，一般GT不作改变 不作改变， 图像处理时，一般GT不作改变，依 据兴趣区的密度和对比度作适当调整； 据兴趣区的密度和对比度作适当调整； 在调整过程中，先固定GC， 在调整过程中，先固定GC，再调整 GA和GS。 GA和GS。 2、空间频率处理包括频率等级RN、 空间频率处理包括频率等级RN、 频率增强RE、频率类型RT。 频率增强RE、频率类型RT。
• 3.IP使用的注意事项(1)IP可以重复使 3.IP使用的注意事项 使用的注意事项(1)IP可以重复使
用,(2)由于IP对放射线\紫外线的敏感度远 ,(2)由于 对放射线 由于IP对放射线\ 高于普通X线片(3)摄影后的 上的潜影会 摄影后的IP 高于普通X线片(3)摄影后的IP上的潜影会 因光照而消退,所以必须避光,(4) ,(4)贮存在 因光照而消退,所以必须避光,(4)贮存在 PSL物质中的潜影跟胶片一样 PSL物质中的潜影跟胶片一样,同样有一个 物质中的潜影跟胶片一样, 消退的过程
• RE边缘增强系数，用来控制频率的增强程度。在CR系 RE边缘增强系数 用来控制频率的增强程度。 CR系 边缘增强系数， • • • • • • • •
统中，其值0-16，RE=0，改变RT、RN；RE>1,会明 统中，其值0 16，RE=0，改变RT、RN；RE>1,会明 显增加图像的噪声. 显增加图像的噪声. RT频率类型,用于调整增强系数,以控制每一种组织密度, RT频率类型 用于调整增强系数,以控制每一种组织密度, 频率类型, 共设有F 12种类型 种类型, 共设有F、Z等12种类型, Q/R/S:软组织轮廓曲线 Q/R/S:软组织轮廓曲线. 软组织轮廓曲线. U/T/P:高分辨率曲线 U/T/P:高分辨率曲线. 高分辨率曲线. V:高噪声显示曲线. V:高噪声显示曲线 高噪声显示曲线. F:整个范围和谐一致的轮廓增强. F:整个范围和谐一致的轮廓增强 整个范围和谐一致的轮廓增强. X/W:特殊应用曲线 X/W:特殊应用曲线. 特殊应用曲线. 动态范围压缩及均化处理 X线数字图像的优缺点:后处理能力强大是数字图像的最 线数字图像的优缺点: 突出优点,在较大范围内自由改变输出影像特性曲线, 突出优点,在较大范围内自由改变输出影像特性曲线,如 对比度增强、图像锐化、灰度反转、局部放大等. 对比度增强、图像锐化、灰度反转、局部放大等.