第三章 医学数字成像技术
最新第3章 数字X线成像技术1讲学课件
医学成像技术
（3）影响图像质量的因素
激光束的直径：越小越好
IP空间分辨率：2～3.3LP/mm;
影
响 光电及传动系统的噪声：
因 素
X线量子噪声；光量子噪声；反射光、外来光干扰；
电流的稳定程度；机械传导系统的稳定程度
数字化
取样：“马赛克”伪 影
量化：等高状伪影
医学成像技术
二.计算机X线摄影系统（CR）
⊙⊙○○⊙⊙☆☆○○⊙⊙⊙⊙☆☆☆☆○○⊙⊙⊙⊙☆ ☆光○○⊙⊙潜☆☆⊙⊙量影○○⊙⊙☆☆子⊙⊙○○⊙⊙☆☆☆☆⊙⊙○○⊙⊙☆☆○○⊙⊙⊙⊙
########################
第一次受到照射光（一次 激发光）照射时，能将一 次激发光所携带的信息储 存下来，再次受到照射光 （二次激发光）照射时， 发出强度与第一次激发光 所携带信息相关的荧光。
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保护层 荧光层
保护荧光层
光体材率P溶料S高L液稳荧，定光涂性物在好质基、混板透于上多；聚 聚酯树脂类纤维 记录第一次照射信号， 保 聚护 酯释荧 树放光 脂存层纤储，维的胶信膜号
医学成像技术
计算机配置了自动预读（曝光数据识别）程序。 病人的摄影信息（部位、投照方法）输入计算机后， 先用一束微弱的激光粗略地对已有潜影的IP快速扫 描一次，得到一组抽样数据（约200像素X200像素、 8b），预读程序进行数据处理。如图：
从某一点起，向外侧 顺序进行积分，积分值 的最大点作为照 射野的边缘。
【第二环节】：与显示功能有关，涉及图像处理 装置；通过各种特殊处理（灰阶处理、频率处 理、减影处理等）为医生提供可满足不同诊断 目的的、具有较高诊断价值的图像，后处理。
医学数字成像技术PPT课件
数字成像技术用于定位肿瘤，精 确指导放射治疗，减少对周围正
常组织的损伤。
介入治疗
在数字成像技术的辅助下，医生可 以精确地进行介入手术，如血管成 形术、支架植入等。
手术导航
数字成像技术可以实时更新手术部 位的图像，帮助医生在手术过程中 精确导航。
医学影像教学
直观展示
数字成像技术能够直观地展示人体内部结构和病 变，帮助学生更好地理解医学知识。
动态演示
通过数字成像技术，教师可以演示疾病的动态变 化过程，提高教学效果。
个性化学习
学生可以根据自己的学习需求，通过数字成像技 术进行自主学习和个性化学习。
04
医学数字成像技术前沿与展望
医学数字成像技术发展趋势
01
02
03
04
医学数字成像技术向高分辨率 、高灵敏度、高速度发展，以 满足临床诊断和治疗的需求。
医学数字成像技术将更加智能 化和自动化，提高诊断的准确
性和效率。
医学数字成像技术将与信息技 术、人工智能等技术深度融合
，实现远程诊断和治疗。
医学数字成像技术将更加注重 安全性，减少辐射剂量和损伤
。
医学数字成像技术面临的挑战
医学数字成像技术的成本较高，需要 进一步降低成本，以便更广泛地应用 于临床。
核磁共振成像（MRI）
利用磁场和射频脉冲对人体组织进行 无创检查，可获取高分辨率的解剖结 构和生理功能信息。
超声数字成像
利用高频声波显示人体内部结构，具 有无创、无痛、无辐射等优点。
医学数字成像技术优缺点
优点
高清晰度、高分辨率、多角度观察、无创无痛无辐射等。
缺点
部分设备价格昂贵、操作复杂、存在辐射或磁场影响等。
医学成像原理第三章--模拟X线成像
单纯型：CaWO4
荧
母体：基本成分，荧光体具有
光
某种特性的基础。
体
赋活型： 赋活剂：增强荧光体活性的物
如稀土类 质，如Tb、Eu等。
溶剂：促进母体结晶化，并增
加发光效率
（二）荧光物质
❖ 1896年，美国发明家托马斯·爱迪生发现了一种吸 收X线后能发射出荧光的物质。
❖ 1897年，一种以荧光物质为主要材料的钨酸钙 （CaWO4）增感屏开始在临床使用。
❖ 今天，增感屏得到不断改进，已成为模拟X线摄 影不可缺少的组成部分。
1、荧光物质及发光机制
荧光现象：物理学定义，某种物质吸收了射线形式（紫 外线、 X线、电子线）的激发能量，并将吸收的能量以 可见光的形式（荧光）释放出来。
荧光物质：上述能发光的物质。 发光机制：荧光体在X线的激发下，通过能量转换的方
线占原X线的百分数。
吸收效率越高， X线有效利用率越高，其与荧光物质的 原子序数和X线的能量有关。
原子序数：其越高，入射X线光子与荧光物质相互作用 的几率增加，ηa也越高。稀土增感屏中含钡、镧、钇等 高原子序数的稀土元素，其吸收可达50～60%，高于 CaWO4增感屏（20～40% ）。
K层结合能：当X线的光子能量处于荧光体材料的K层吸 收峰之上时， ηa 。
经自动洗片机的显影、定影、水洗、干燥 等化学加工过程，胶片上保存的潜影还原 为金属银；
银颗粒在照片堆积的数量决定影像的密度 不同，形成X线影像。
（二）结构：分双面和单面
是一层坚硬的保护 性明胶，防静电
利于乳剂层牢固 地粘附在片基上
多使用透明聚酯材料，作 为胶片的物理支架
由AgX、明胶、少量的有机 和无机物组成
数字成像技术
DR基本原理：
X线穿透人体后，达到平板检测 器（flat panel detector，FPD）上， 其衰值直接转换成数字信号，再通 过计算机处理便成为数字影像。
DR基本原理
DR摄影检查室（用FPD）
DR技术工作站
DR的特点：
平板检测器可将透过人体的X线直接数 字化; DR图像较常规X线摄影清晰；影像可 进行一系列处理(对摄影尺寸、浓度、对比 度等进行调节) ；可进行放大、测量、边 缘增强、黑白反转及减影等，有利于病变 的显示，提高诊断准确性；图像可用光盘、 磁带等贮存，或输入PACS系统，达到网络 化和资源共享等；减少X线的曝光量，降低 X线对人体的损害。
一、数字X线机使用前准备 （一）使用前的准备
1．室温及湿度必须在允许范围内（温度10°C～ 30°C；相对湿度30%～75%）
2．电源电压、频率变化要在允许范围内
3．检查每一部分的地线是否连接完好
4．检查所有电缆是否存在不安全之处
一、数字X线机使用前准备
（二）操作注意事项
1．机器活动范围内严禁人员停留和放置物
三、 DR系统操作步骤
2．应用系统 （1）用户登录 （2）病历录入与选择 （3）核对病人资料，设置曝光参数 （4）摆位及对准中心线 （5）曝光 （6）接受或拒绝 （7）图像后处理 （8）打印胶片 （9）图像发送
三、 DR系统操作步骤
3．关闭系统 （1）退出技术工作站软件，关闭计算机； （2）退出医生工作站软件，关闭计算机； （3）退出病历中心软件，关闭计算机； （4）关闭打印机； （5）关闭胶片打印机； （6）关闭X线高压； （7）关闭控制柜电源； （8）关闭计算机配电接线板电源； （9）关闭配电柜电源总闸。
数字X线检查技术
数字影像基本理论(X线检查技术课件)
模拟图像与数字图像的差异
• 1、模拟图像： • 由连续变化的信号（模拟信号）组成的图
像。 • 特点： • 信号特征性好（直观），但无法使用计算
机分析和处理。 • 如X线照片、视觉图像等
• 2、数字图像： • 将模拟图像进行数字量化，用整数来描
绘物理量的变化，并通过数字点阵（矩 阵）信息组成图像。
衰减其它成分； • 后者只增强某些空间频率，保持其它成分
不变。
• 3．伪彩色显示 • 人眼对黑白图像的分辨能力约30个灰度级，但对
彩色变化比较敏感，能辨别约上千种不同色度与 不同亮度的彩色。
• 黑白图像变成彩色图像；可提高图像的可鉴别度 。基本原理是把黑白图像的各个灰度级按照线性 和非线性函数映射成相应的色彩（不同的灰度级 用不同的颜色显示）。
• 6．窗口技术： • 系指用来分析和观察数字化图像，使病变部位
明显地显示出来的一种重要处理方法。
• 窗宽表示数字图像所显示信号强度值的范围， 即放大的灰度范围上下限之差。
• 窗位又称窗水平，是图像显示放大的灰度范围 的平均值，即放大灰度范围的灰度中心值。
肺窗
纵膈窗
（三）像素、矩阵、灰阶与图像的关系
(R,G,B ) ( 255, 255, 255) ( 223, 223, 223) ( 191, 191, 191) ( 159, 159, 159) ( 127, 127, 127) ( 95, 95, 95) ( 63, 63, 63) ( 31, 31, 31) ( 0, 0, 0)
色彩变化
• 2.图像采样
• 对一幅图像中像素的每一个亮点均被采样 ，光点通过光电倍增管转换成电子信号（ 模拟信号）。如果是反射图像，则由光电 倍增管在图像前接受采样信号；如果是透 射图像，光电倍增管则在图像后采样
医学影像学的数字成像
医学影像学的数字成像数字成像在医学影像学领域中起着重要的作用。
它通过数字技术将医学图像转化为数字形式，并借助计算机进行存储、处理和分析。
数字成像的发展既提高了医学影像的质量和可靠性，又为医生提供了更多的诊断和治疗手段。
本文将重点介绍医学影像学的数字成像技术及其在临床实践中的应用。
一、数字成像技术的发展历程数字成像技术经历了长期的发展过程。
最早的医学影像学检查方法是常规的X射线检查，然而，由于X射线图像质量不高且无法准确测量，这种方法的应用受到了限制。
20世纪70年代，计算机断层扫描（CT）技术的发展促进了数字成像技术的进一步研究。
1980年代，磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）等新的成像技术的出现为数字成像技术的发展提供了更多的可能性。
随着计算机处理能力的提高和数字成像技术的不断创新，如今医学影像学的数字成像技术已经成为临床诊疗不可或缺的一部分。
二、数字成像技术的原理和类型数字成像技术主要包括计算机断层扫描（CT）、磁共振成像（MRI）、正电子发射断层扫描（PET）、超声成像和核医学影像等。
这些成像技术都是借助于不同的物理原理实现对人体内部结构和功能的非侵入性检测。
每种成像技术都有其特定的优点和局限性，医生需要根据患者的具体情况选择合适的成像技术。
三、数字成像技术在临床实践中的应用1. 诊断与治疗数字成像技术在医学影像学的临床应用中起到了至关重要的作用。
医生可以通过观察和分析数字成像图像来诊断和评估疾病的发展和治疗效果。
例如，在CT扫描中，医生可以通过观察不同组织的密度变化来诊断肿瘤等疾病。
而MRI则可以更好地展示人体软组织和脑部结构，使医生能够更准确地诊断和治疗患者。
2. 指导手术和介入治疗数字成像技术还可以用于指导手术过程和介入治疗。
例如，医生可以使用CT或MRI图像来制定手术方案，并在手术过程中进行实时引导，使手术更加安全和精确。
此外，通过将数字成像技术与导航系统结合使用，医生可以在介入治疗过程中更好地观察患者内部结构，对病变进行准确定位和治疗。
数码成像技术在医学检查中的应用
数码成像技术在医学检查中的应用无论是普通人还是专业医生，都知道，医学检查是非常重要的。
它可以检测身体各项指标，确保身体健康。
传统的医学检查凭借医生手感和经验，但随着科技的进步，数码成像技术已经广泛应用于医学检查中，并取得了显著的效果。
数码成像技术是什么？数码成像技术就是将光学成像技术和数字技术相结合，通过高科技设备捕捉图像，可以实现高清晰度、高质量的图像输出。
与传统的成像技术相比，数码成像技术可以实现更高效、更准确的成像效果。
数码成像技术在医学检查中的应用数码成像技术在医学检查中应用广泛，主要分为以下几类。
1. X光成像技术X光成像技术是最传统的数码成像技术，在医学检查中应用较广泛。
通过X光成像技术可以检查骨密度、关节、肺部、腹部等内部结构。
同时，与传统的X光成像技术相比，数码X光成像技术可以快速获取图像，并且减少了辐射量，对身体造成的危害更小。
2. CT扫描技术CT扫描技术可以对身体进行3D成像，极大地提高了检查的精度和效率。
CT 扫描技术在医学检查中可以检测肝脏、肺部、头颅等结构，还可以了解肿瘤分化情况，对疑难病例诊断有很大帮助。
3. MRI扫描技术MRI扫描技术是目前最先进的成像技术，在医学检查中应用非常广泛。
MRI扫描技术可以实现全身快速扫描、清晰准确的成像效果，并且对于一些难以检测的病例，也可以起到很好的诊断作用。
4. 超声波成像技术超声波成像技术是一种无辐射的成像技术，安全高效。
通过超声波成像技术可以检查人体脏器、血管、肌肉等结构，并且可以实现实时成像，对于一些难以清晰显示的结构，也可以通过改变探头的位置和角度来进行多面位的扫描，提高检查精度。
综上所述，数码成像技术在医学检查中应用广泛，并且具有非常重要的意义。
在未来，数码成像技术的应用还将不断拓展，并且将极大地推动医学的发展。
我们期待着未来更加精准、方便、快捷的医学检查。
医学影像技术学第3章-CR、DR成像技术-6稿3.1-CR成像技术
第三章CR、DR成像技术第一节CR成像技术一、CR系统的结构CR系统主要由X线机、影像板（imaging plate，IP）、打号台、激光扫描器、影像工作站、影像存储系统和胶片打印机等组成（图3-1）。
图3-1图3-1CR系统结构示意图（一）影像板影像板是记录人体内影像信息、实现模拟信息到数字信息转换和代替传统屏-片系统的载体。
当X线照射人体后，部分X线被人体吸收，剩余X线被影像板接收并以潜影的形式储存于影像板中，经激光扫描器阅读，使影像板内所储存的能量以荧光的形式被读出，再转变为数字信号，便可在影像工作站上显示所摄部位的X线图像。
当影像板中的潜影被激光扫描器阅读后，影像板上的潜影信息可被消除掉，因此，影像板可重复使用。
从理论上讲，影像板的使用次数可达一万次，但是由于光化学作用、机械性损伤及时间等因素，多数都不能够达到预期的使用次数。
影像板由保护层、光激励荧光物质层、基板层（支持层）、背面保护层（背衬层）等构成（图3-2）。
图3-2图3-2影像板结构示意图影像板的核心是用来记录影像的荧光物质层。
荧光物质层的氟卤化钡（BaFBr）晶体中含有微量的二价铕离子（Eu2+），作为活化剂形成发光中心。
影像板可与普通X线机、乳腺X线机、口腔全景X线机及移动式床边X线机等配合使用，具有一定的灵活性。
影像板按能否弯曲分为直板型和柔性板型；按摄影技术分标准型、高分辨率型、减影型及体层射影型等。
影像板的厚度一般为1mm，尺寸有35cm×43cm(14英寸×17英寸)、35cm ×35cm（14英寸×14英寸）、25cm×30cm(10英寸×12英寸)、20cm×25cm(8英寸×10英寸)及15cm×30cm(6英寸×12英寸)等几种规格。
影像板一般放于专用暗盒内，暗盒的外形类似于传统X线摄影用暗盒，暗盒尺寸同影像板尺寸相匹配，暗盒上设有一无线电频率记忆体，可存入受检者的资料信息（图3-3）。
医学影像中的数字医学与影像配准
医学影像中的数字医学与影像配准第一章：引入随着数字技术的不断发展，在医学领域中，“数字医学”这个概念越来越被人们所熟知。
数字医学主要是利用数字处理技术和传感器技术，将医学数据数字化，从而对医学数据进行分析、存储和传输等操作。
医学影像学中的数字医学和影像配准技术也是现代医学发展中的两个重要组成部分。
第二章：数字医学数字医学是现代医学中的一项重要技术，它的出现让医学数据的处理变得更加高效和精确。
数字医学的主要任务是将医学数据进行数字化处理，并将其存储在计算机系统中。
通过数字化处理后，医学数据可以更加便于管理和传输，同时也可以让医生更加方便地对数据进行分析和诊断。
数字化处理是数字医学的基础，这项工作一般分为三个步骤。
首先是数据采集，即对医学数据进行采集和传感。
其次是数据预处理，这个步骤主要是将数据进行降噪、平滑化等处理工作，以保证数据的准确性。
最后是数据处理，这个步骤主要是将数据进行分析和处理，并将分析结果反馈给医生。
第三章：医学影像中的数字医学医学影像的数字化处理也是数字医学中的一个重要方面。
在传统的医学影像中，医生主要是通过肉眼观察、手工标注等方式对影像数据进行分析。
这种方式虽然可以为医生提供一些基本信息，但是数据处理效率低下，且容易造成数据误判。
数字化医学影像技术的出现可以解决这个问题。
数字医学影像主要采用数字传感器和计算机处理技术对影像数据进行数字化处理。
数字化医学影像技术的主要优势包括数据处理速度快、分析结果准确、可重复性高。
目前，这项技术已经被广泛应用于医学领域中的各个方面。
第四章：影像配准影像配准技术是医学影像中的一项重要技术，主要是将多个影像数据进行配准、对齐。
配准后，医生可以将不同时间、不同位置的影像数据进行比较、分析。
这项技术在诊断和研究中发挥着重要的作用。
影像配准技术主要包括空间配准和属性配准两个方面。
空间配准主要是将不同位置的影像数据进行对齐，使数据在空间位置的对应关系得以建立。
数字成像技术在医疗诊断中的应用
数字成像技术在医疗诊断中的应用数字成像技术是一种利用计算机和电子仪器对图像进行数字处理和成像的技术。
在医疗领域，数字成像技术已经被广泛应用于诊断、治疗和研究等方面。
本文将介绍数字成像技术在医疗诊断中的应用及其优势。
一、数字成像技术的种类数字成像技术主要包括放射成像技术、核医学成像技术和超声成像技术等。
放射成像技术包括X射线摄影、计算机断层摄影(CT)、磁共振成像(MRI)和正电子发射断层摄影(PET)等。
其中，X射线摄影是最早应用于医疗诊断的成像技术之一。
它利用X射线穿透物体的不同程度来表现组织和器官的内部结构，常用于检查骨骼、肺部等疾病。
CT是通过对患者进行大量X射线扫描，再利用计算机将扫描图像合成为三维的影像，用于检查头颅、胸腹部、肠道等。
MRI使用高强度磁场和无线电波来制作影像，可用于检测脑部、骨骼、软组织等。
PET则是通过注射小分子标记有放射性同位素的药物，然后利用放射性网成像技术对其进行检测，用于诊断癌症、心脏病等疾病。
核医学成像技术包括单光子发射断层摄影(SPECT)和正电子发射断层成像(PET)。
SPECT通过对患者注射放射性药物，再利用放射性元素放射的光子来成像。
PET则是通过注射人体内特异性标记的放射性物质来观察人体器官、细胞、分子等的代谢情况。
超声成像技术是利用超声波对人体进行成像的一种技术。
它不会产生辐射，安全无害，通常用于检查妊娠、心脏、肝脏等器官。
二、数字成像技术在医疗领域的应用数字成像技术在医疗领域应用广泛，主要用于以下方面：1.癌症检测数字成像技术在癌症检测中有着非常重要的作用。
如CT、MRI、PET等技术可以提供全身或局部的影像信息，帮助医生确定病变的位置、大小、形态和与周围组织的关系等。
2.骨科诊断数字成像技术可用于骨科疾病的定位诊断和术前评估。
如X射线摄影可用于检测骨折、脱位等骨骼疾病，CT能更好的检测骨盆、肩膀等组织结构，MRI则能够以三维的方式展示骨髓、软组织等详细信息。
数字成像技术的原理和应用
数字成像技术的原理和应用1. 引言随着科技的不断进步，数字成像技术在许多领域得到了广泛的应用。
数字成像技术通过将模拟信号转换为数字信号，实现了图像的捕捉、存储和处理。
本文将介绍数字成像技术的原理和应用。
2. 数字成像技术的原理数字成像技术的原理可以分为图像采集、数字化和图像处理三个步骤。
2.1 图像采集图像采集是指通过光学传感器将光信号转换为电信号。
常见的图像采集装置包括CCD（电荷耦合器件）和CMOS（互补金属氧化物半导体）传感器。
CCD传感器通过将光信号转换为电荷量，再将电荷量转换为电压信号。
CMOS传感器则直接将光信号转换为电压信号。
2.2 数字化数字化是将模拟信号转换为数字信号的过程。
在图像采集装置中，模拟信号已经转换为电信号，接下来需要将电信号转换为数字信号。
这个过程通常通过模数转换器（ADC）来完成。
ADC将连续的电信号转换为离散的数字信号，用于后续的存储和处理。
2.3 图像处理图像处理是指对数字图像进行增强、压缩、恢复等操作的过程。
常见的图像处理算法包括滤波、边缘检测、图像分割等。
图像处理技术可以提取图像中的特征信息，用于后续的分析和应用。
3. 数字成像技术的应用数字成像技术在许多领域都有广泛的应用。
以下列举了几个常见的应用领域。
3.1 医学影像在医学领域，数字成像技术被广泛应用于X射线、超声、磁共振等医学影像的获取和处理。
通过数字成像技术，医生可以获得清晰的影像，从而进行疾病的诊断和治疗。
3.2 远程监控数字成像技术也被广泛应用于远程监控系统中。
通过数字化的视频信号，可以将监控画面传输到远程终端，实现对远程场景的实时监控和录像等功能。
3.3 计算机视觉计算机视觉是指使计算机系统具备对图像、视频等视觉数据进行理解和处理的能力。
数字成像技术为计算机视觉提供了图像采集和处理的基础。
计算机视觉在人脸识别、目标检测、图像搜索等方面有广泛的应用。
3.4 虚拟现实虚拟现实是一种能够模拟现实场景的计算机技术。
医学影像成像原理4.数字X线成像DR
• （2）工作原理：位于探测器顶层的CsI 闪烁晶体 将入射的X 线图像转换为可见光图像；位于CsI 层下的a-Si 光电二极管阵列将可见光图像转换为 电荷图像，每一个像素的电荷量与入射的X 线强 度成正比，同时该阵列还将空间上连续的X 线图 像转换为一定数量的行和列构成的点阵式图像； 在中央时序控制器的统一控制下，位于行方向的 行驱动电路与位于列方向的读取电路将电荷信号 逐行取出，转换为串行脉冲序列并量化为数字信 号。获取的数字信号经通信接口电路传送至图像 处理器，形成X 线数字图像。上述过程完成后， 扫描控制器自动对探测器内的感应介质进行扫描， 去除潜影。
• 2．CCD＋摄像机探测器 TV 摄像机有摄像管摄像 机和CCD（电荷藕合器件）摄像机。CCD系统和 摄像管相比，在稳定性、几何精确度、信号一致 性和体积方面都有优越性。但CCD 摄像机与其它 X 线转换设备如影像增强器或闪烁体相匹配时， 优点就不如平板探测器那么明显。
• CCD 摄像机阵列技术是采用近百个性能一致的 CCD 摄像机整齐排列在同一平面上，它们前方一 定距离（共同的焦点）上是一张荧光屏。X 线对 被检体曝光时，荧光屏发出人体组织的可见光影 像，每一个CCD 摄影机摄取一定范围的荧光影像， 并转换成数字信号，再由计算机进行处理，将图 像拼接，形成一幅完整的图像。
二、成像性能
• 数字X 线成像比屏片系统、CR 系统 成像的成像性能更 优越，主要有三个 方面。
• 1．X 线敏感度 高X 线敏感度是X 线透 视的首要条件。直 接转换方法的感度 取决于a-Se 层的X 线吸收效率。
• 2．X 线响应特性
• 在管电压80kVp，X 线管前放置20mm 铝 板测量对应于X 线剂 量的电子信号。电子 信号在很宽的X 线曝 光围内显示出良好 的线性，在X 线曝光 量过高的特殊情况下 达到饱和。这些优秀 的X 线探测器性能在 从X 线透视到摄影的 宽范围内都是适用的。
医学成像系统：第三章 数字X成像设备A
背面保护层：其材料和作用与表面保护层相同。
2．IP的成像原理
射入IP的X线光子被IP荧光层内的辉尽性荧光体吸 收，释放出电子。其中部分电子散布在荧光体内呈半 稳定态，形成潜影，完成X线信息的采集和存储。然后 用激光束扫描(二次激发)已有潜影的IP时，光激发辉 尽发光现象(光致发光)，产生的荧光强度与第一次入 射激发时X线的能量成正比，完成光学影像的读出。IP 的输出信号还需由读取装置继续完成光电转换为电信 号A/D转换，才能形成数字图像。
动态范围处理在灰阶处理与空间频率处理之前进行， 以低密度区域为中心压缩，使原始图象低密度区域的密 度值增高，将使图象的动态范围压缩变窄。 4）减影处理：实现时间减影或能量减影。
3．计算机对图象存储和记录装置的控制 存储单元： 磁盘 硬盘 光盘 激光照相机 等
数字医学X射线影像设备的应用
1. 数字医学X射线影像设备在医学诊断中的应用 （1） 多用途的数字X射线透视摄影设备
三．计算机图像处理 1．图像读取技术
为了保护图像的质量，CR系统都设计了图像读出灵 敏度自动设定功能。在程序上设计了自动预读程序，以完 成第一次光扫描的直方图分析，根据分析情况设置第二次 扫描的条件，流程如下：
2．图像的后处理
1）灰阶处理：在CR系统中，由于图像读取装置是把某个 需要范围内的图像信号变成数字信号，控制数字信号可以 得到以何种密度再现。在这里用灰阶变换函数，以函数控 制（输出信号），改变灰阶函数可以自由控制X线剂量— 胶片密度关系。
日立 TU-6000设备图
日立 TU-6000成像图
西门子的MOBILETT XP及其成像图
（2） 胃肠诊断X射线设备
岛津SONIALVISION 100
数字成像技术的原理与应用
数字成像技术的原理与应用1. 原理介绍数字成像技术是一种将物体的图像转化为数字信号，并通过图像处理算法进行处理和分析的技术。
它主要包括图像采集、图像传输、图像处理和图像显示等几个步骤。
以下是数字成像技术的主要原理：•图像采集：图像的采集主要通过光传感器（如CCD或CMOS）来实现。
光传感器将物体的光信息转化为电信号，并将其转化为数字信号进行处理。
•图像传输：采集到的数字信号通过信号处理器进行处理和传输。
传输方式主要包括有线传输和无线传输两种方式。
有线传输采用电缆连接设备，无线传输则通过无线网络进行数据传输。
•图像处理：图像处理是数字成像技术的核心步骤。
它包括图像增强、图像滤波、边缘检测、图像分割等一系列算法，通过对图像进行数值计算和处理，提取出图像中的特征信息。
•图像显示：经过处理的图像最终通过显示设备（如电视、计算机显示器等）进行显示。
显示设备将数字信号转化为可视化的图像，供用户观看和使用。
2. 应用领域数字成像技术在各个领域都有广泛的应用，以下列举了其中的几个主要领域及应用：•医学影像学：数字成像技术在医学影像学中的应用非常广泛。
通过数字成像技术，可以获取到患者的X射线、CT、MRI等影像数据，用于医生对疾病的诊断和治疗。
•安防监控：数字成像技术在安防监控领域起到至关重要的作用。
通过数字摄像机和图像处理算法，可以实现对公共场所、商场、银行等地的监控和安全管理。
•工业检测：数字成像技术在工业领域的应用也非常广泛。
通过数字成像技术，可以实现对产品质量的检测和控制，提高产品的生产质量和效率。
•无人驾驶：数字成像技术是无人驾驶技术的核心。
通过激光雷达和摄像头等设备采集环境信息，并通过图像处理算法进行分析和识别，实现对道路和交通标志等的识别和理解。
•虚拟现实：数字成像技术在虚拟现实领域有着重要的应用。
通过数字成像技术，可以将现实世界的图像和视频进行采集和处理，并在虚拟环境中呈现给用户，实现沉浸式的虚拟体验。
医学影像技术学第3章-CR、DR成像技术-6稿3.1-CR成像技术
第三章CR、DR成像技术第一节CR成像技术一、CR系统的结构CR系统主要由X线机、影像板（imaging plate，IP）、打号台、激光扫描器、影像工作站、影像存储系统和胶片打印机等组成（图3-1）。
图3-1图3-1CR系统结构示意图（一）影像板影像板是记录人体内影像信息、实现模拟信息到数字信息转换和代替传统屏-片系统的载体。
当X线照射人体后，部分X线被人体吸收，剩余X线被影像板接收并以潜影的形式储存于影像板中，经激光扫描器阅读，使影像板内所储存的能量以荧光的形式被读出，再转变为数字信号，便可在影像工作站上显示所摄部位的X线图像。
当影像板中的潜影被激光扫描器阅读后，影像板上的潜影信息可被消除掉，因此，影像板可重复使用。
从理论上讲，影像板的使用次数可达一万次，但是由于光化学作用、机械性损伤及时间等因素，多数都不能够达到预期的使用次数。
影像板由保护层、光激励荧光物质层、基板层（支持层）、背面保护层（背衬层）等构成（图3-2）。
图3-2图3-2影像板结构示意图影像板的核心是用来记录影像的荧光物质层。
荧光物质层的氟卤化钡（BaFBr）晶体中含有微量的二价铕离子（Eu2+），作为活化剂形成发光中心。
影像板可与普通X线机、乳腺X线机、口腔全景X线机及移动式床边X线机等配合使用，具有一定的灵活性。
影像板按能否弯曲分为直板型和柔性板型；按摄影技术分标准型、高分辨率型、减影型及体层射影型等。
影像板的厚度一般为1mm，尺寸有35cm×43cm(14英寸×17英寸)、35cm ×35cm（14英寸×14英寸）、25cm×30cm(10英寸×12英寸)、20cm×25cm(8英寸×10英寸)及15cm×30cm(6英寸×12英寸)等几种规格。
影像板一般放于专用暗盒内，暗盒的外形类似于传统X线摄影用暗盒，暗盒尺寸同影像板尺寸相匹配，暗盒上设有一无线电频率记忆体，可存入受检者的资料信息（图3-3）。
成像技术在医学领域中的应用与发展
成像技术在医学领域中的应用与发展第一章前言医学领域一直是科学技术的重要应用领域之一，在医学领域中，成像技术是一项不可或缺的技术。
因为在许多疾病的诊断和治疗中，成像技术对于医生来说都有很大的帮助，得到了广泛的应用。
本文将围绕着成像技术在医学领域中的应用和发展来展开论述。
第二章成像技术的分类与基本原理成像技术是一种能够展示物体内部结构的技术，主要是依靠物体的不同物理特性，将其信息可视化输出。
根据成像技术的原理不同，可将其分类为以下几种：2.1 X射线成像技术X射线成像技术是通过射入X射线源，让其穿透物体后，射线与物体不同组织的结构产生差异，从而使被射线穿透后的影像呈现出物体内部构造的一种技术。
目前，X射线成像技术在医学诊断领域中被广泛应用，如胸透、骨盆X线拍片等。
2.2 CT成像技术CT成像技术是将带有微米尺度的X射线束束聚焦在特定部位，探测X射线在人体组织内的吸收情况，并以此构建出人体内部的三维图像。
因此，CT成像技术不仅仅能够检测普通X线无法检测到的病变，还可以将内脏、骨骼、软组织、血管等结构以不同的灰阶显示在屏幕上。
CT技术的应用范围非常广泛，在临床工作中常用于头颅、胸部、腹部等部位的检查与诊断。
2.3 磁共振成像技术磁共振成像技术是通过比较物体不同组织对于磁场与射频电磁波的反应，来感应出物体内不同组织的组织结构、代谢状态等信息，从而以2D或3D的形式重建出物体内部的结构，如人体脑部、神经、骨胳、肝脏等器官。
磁共振成像技术具有对生物组织无损伤、分辨率较高等特点，已经成为医学界的一个重要成像技术之一。
第三章成像技术在医学诊断中的应用成像技术在医学领域的应用是非常广泛的。
很多疾病经过成像技术检查后，可以更早的发现疾病，知道病情，从而更快的采取治疗措施。
我们在这里以常见的CT和磁共振成像技术为例来介绍它们的应用：3.1 CT技术在医学领域的应用CT技术在医学领域中的应用非常广泛，特别是在肿瘤的诊断上特别明显。
医学数字成像技术
第三章医学数字成像技术第1节医学数字成像技术的发展第2节医学数字成像技术的基础一、医疗影象设备用计算机◆医疗影设备用计算机输入信息的方式不仅仅是靠健盘，主控计算机除了接收来自键盘输入的信息外，还可接收自身数据采集系统(data acquisition system; DAS)、外设DAS以及其他网络传入的数据和信息。
在输出方式上与经典的冯·诺依曼计算机基本相似。
◆主控汁算机控制着多级的彼此相互独立的CPU系统，如果新的阵列处理器内部就有6个CPU，它们既相互独立，又相互兼容，它能快速地对数据进行处理，完成实时图像处理，进行实时图像交互式成像。
◆图象存储设备：硬盘、磁带、光盘、磁盘阵列等。
二、数据采集1、数据采集系统的组成（1）发射源不同的成像方法发射源的介质不同。
◆CR、DR、DDR、DSA和CT其发射源发射的为X射线；◆MRI的发射源发射的是射频脉冲；◆USC的发射游发射的是超声波；◆NM的发射源是某些具有放射性的同位素。
（2）被检体当被捡体受接到来自发射源的信号后，体内组织使信号发生改变，离开被检体到探测器/接收器。
（3）探测器/接收器探测器/接收器是收集经过人体后并带有体内信息的信号，再转递到下一个采集单元。
（4）采样器采样器接收到上一级转递的信号，首先经滤过器对它进行滤过，再经模数转换器(analogue-to-digital converter，A/D)将模拟图象(analogue image)转化成数字图像(digital image)。
可以说数据采集到此就算结束。
但是，数据的采集仅仅是成像过程的基础，此数据若不经过处理和存储是不能用于影像诊断的。
所以，采集到的原始数据必须送到RDCP，以便对原始数据进行后处理(Post-processing)。
（5）数据收集处理器通过数据收集处理器(reconstruction and data collection processor，RDCP)可以把原始数据根据诊断的需要进行各种后处理。
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3、对比度增强 对比度增强是DSA中一种必不可少的环节。 在减影像中，由于对比度大的人体组织， 如骨、肌肉、软组织等已被消除，只剩 下相对对比度小的血管像，一般相减处 理的数值都比较小，为了便于观察，必 须做对比度处理。
4、多平面重建 多 平 面 重 建 (multiple plana reformatting，MPR)是后处理功能中最 常用的方法之一，它是通过薄层的容积 采集获取数据，经计算机处理获得多方 位、多平面的图像。该方法操作简便、 图像逼真。通过MPR后，可以得到三维的 立体效果。特别是对肝肾之间的占位病 变、椎管内占位病变和颅内占位病变的 显示，更具有独到之处。
图像噪声的存在，可使获得的影像不清 晰，最重要的是噪声的存在掩盖或降低 了图像中的其些特征的可见度。可见度 的损失对对比度低的物体尤为明显。如 对图像中血管未稍的显示。； 为了抑制图像噪声，可将图像对比度调 低，即低窗位、高窗宽，可使图像的视 觉噪声明显降低。另外，可以使用图像 平滑化的方法来减少噪声。再可选择能 得到满意图像的成像因素以获得最小的 噪声。
–灰度值：某一点的亮度或色彩在给定亮度或色彩序 列中次序的数值。
第3节 图象后处理
1、窗宽与窗位 窗宽（windows width，WW） ：是指对应于图 像灰度级的范围。 窗位(windows level， WL) ：是指对应灰度级 的中心位置。 在灰度级内每级灰度与窗宽内值呈线性关系， 当保持窗宽不变，窗位变大时，原置全白的具 有较大值的组织进人灰度显示区，原灰度显示 区内具较小值的组织将置全黑，从而整个图像 逐渐变暗，这就是所谓的线性窗。 窗宽与窗位的关系：
技术的共同点: 以计算机技术为基础,使图像信息数字化,以便 实施对图像的后处理。 发展动向 – 技术的发展充实，完善了设备的硬件与软 件功能 – 低档设备努力充实与提高硬件的性能，并且 把中高档设备较成熟的功能与软件移植过来， 拓宽了低档设备的适用范围。
第1节 医学数字成像技术的发展
CR把传统的X线数字化，DDR利用平板探测器 将X线信息直接数字化。 CT已发展到宽探测器多层螺旋CT。确定了更 薄层厚、更短采集时间。各种专业软件应用包， 实现脑CT灌注成像早期诊断急性脑猝中等 MR实时成像技术，并实现了MR透视，像显微 细胞学、分子水平、基因水平发展。 超声：三维彩色超声
–窗位变大、窗宽不变：图象变暗； –窗位不变、窗宽增大：图象对比度下降。
2、边缘增强 原理：把图像边缘的象素值重新计算， 得出一个新象素值，它所表示的灰度值与 原象素值有明显的差异，如果象素的灰度 显示为白(或亮)，那么，新象素的灰度则 显示为更白(或更亮)。 边缘增强实际上是模拟人眼传递视觉信息 的一种图像处理方法。它的作用是把人眼 难以辨认的轮廓得以增强，使其能清晰的 显示毗邻的解剖关系。
4、数字图像的表达要素
数字图像是由一个整数数值的二维数组组成 的，整幅图像被分解成了有限个小区域，即数 字图像是由不同亮度和颜色的点组成的二维点 阵； 数字在这里不仅意味着数码，而且表示了某点 的亮度或颜色。当—个点阵含有足够多的点时， 并且点与点之间足够近时，看起来就是—幅完 整的图像 ； 表达数字图像的两个要素：即点阵的大小和每 个点的灰度值。存储一幅数字图像只要记录下 点阵的大小和每个点的灰度值即可。
图2-7A为一幅手的X线照片。其中有一条横线。 图2-7B给出了横线上的一维像的密度随距离变 化的连续函数；图2-7C是用数字表示的—维数 字图像。在进行数字化时，采取每2mm间隔采 一个点。即每个象素的宽度为2mm。像素密度 数值用O-255共256个整数表不。256=28 ，像素 密度用8位二进制数表示。 取横线宽度力1mm，把整幅图像划分为若干条 横线，这样每个象素即为1mm×2mm。在扫描 中，这个宽度叫层厚（slice thickness)。每条横 线可获得一幅一维图像。这些一维数字图像就 可以组合成一幅二维数字图像。
6、表面重建 表面重建(surfafe reformatting ) 在施行表 面重建前需先给出一个阈值，阈值的大 小对重建的效果起很重要的作用，阈值 过大，图像偏白，看不清表面轮廓和颅 内的脑组织；阈值过小，图像表面就会 有“破孔”现象产生。
ห้องสมุดไป่ตู้4节 图像质量
医学数字图像的质量决定于成像方式、 设备的整体性能和操作者选用的成像参 数。 数字成像过程它包括患者、成像系统、 系统操作者、图像以及观察者五个部分。 成像的目的是要让观察看能够看到患者 体内的某一客体(病变)及其与周围组织的 关系。 评价数字图像的指标有：噪声、信噪比、 对比度、分辨力和伪影
数字成像是一个受噪声干扰的过程，噪 声可直接降低低对比度物体的可见度， 还可间接降低图像的空间分辨力。 图像质量部分是由每个像素信号与噪声 强度的对比关系决定的，减少噪声的干 扰通常采用减小噪声强度或者增大形成 图像信号强度的方法来解决。
3、对比度 对比度（contrast）是指兴趣区的相对信 号强度的差异。在一幅图像中，对比度 的形成可表现为不同灰阶梯度、光强度 或颜色。对比度是图像最基本的特征。 若用一个量来说明对比度时，它是指图 像内两个具体点或区域之间的差别。身 体内一个客体要在图像上看出来，那么 至少它对周围组织来说有足够的物理对 比度，如图2-15所示。
–密度分辨力(density resolution)为图像中可辨认 的密度差别的最小极限，即对细微密度差别的 分辨能力。密度分辨力与图像中每一个象素间 的微粒子数目成正比。 –时间分辨力(temprol resolution)也称动态分辨力， 表征的是系统对运动部位血管的瞬间成像能力。 时间分辨力愈高，对运动器官的成像就愈清晰， DSA的时间分辨力最高。 – 对比分辨力(contrast，resolution)表征的是系统 对小的血管显示的分辨能力。对比分辨力高的 系统，只需使用少的对比剂或不用对比剂，就 能得到较好的血管影像。
2、信噪比 信噪比(signal-noise，SNR)是评价图像质 量的重要指标之一。所谓SNR是指信号 强度与噪声强度的比值。信号是指某一 兴趣区内象素的平均值。噪声是指同一 兴趣区等量象素的标准差。为了避免其 他因素如影像均匀度的干扰，兴趣区要 小，一般为一百个象素。叠加在信号上 的噪声使象素值以平均值为轴振荡，振 荡的幅度越大，SNR越低，图像就变得 越模糊。
二、数据采集 1、数据采集系统的组成
发射源 ：不同的成像方法发射源的介质不同 CR、DR、DDR、DSA和CT其发射源为X射线； MRI的发射源是射频脉冲； USG的发射源是超声波； NM的发射源是某些具有放射性的同位素。 。 被检体：当被捡体受接到来自发射源的信号 后，体内组织使信号发生改变，离开被检体 到探测器/接收器。
将二维图像变成一系列一维图像的过程， 在物理上可用时间扫描来完成。再通过 A/D转换器变为离散的数字序列。这样， 原始的数字图像就产生了。
3、A/D与D/A转换器 完成数据的采集要用A/D转换器，而数据的精 确还取决A/D转换器的量化精度。数字图像要 在屏幕上显示，也离下开D/A转换器。它主要 有以下两项性能指标。 （1）转换速度 连续模拟信号首先在时间上进行采样，将连续 的时间信号用按一定间隔采集的离散值来表示。 采样定理告诉我们，当采样的频率高于连续时 间信号最高频率两倍以上时，用采样得到的离 散时间序列可以完全恢复原来的连续时间信号 而不损失任何信息。采样频率就是A/D转换器 的变换频率。
客体在图像中显示时，对物理客观对比 度的要求取决于成像方法和成像系统的 特征。成像系统建立在图像对比度和客 观对比度之间的相互关系，主要表现在 它的对比灵敏度。
4、分辨力 分辨力(resolution)是图像对客体的分辨能力， 它包括空间分辨力、密度分辨力和时间 分辨。
– 空间分辨力(spatial resolution)为图像中可辨 认的邻近组织空间几何尺寸的最小极限，即 对影像细微结构的分辨能力。常用的单位是 距离内多少线对，即Lp/mm。空间分辨力与 图像矩阵的大小相关，它与单位面积内含有 的象素数目成正比。
第三章 医学数字成像技术
医学数字成像技术内容
计算机X线摄影(computed radiography,CR) 数字X 线摄影(digital radiography,DR) 直接数字X 线摄影(direct digital radiography,DDR)
计算机体层摄影(computed tomoraphy,CT) 磁共振成像(magnetic resonance image;MRI) 数字减影血管造影(digital subtraction angiography;DSA) 超声成像(ulstransonography,USG) 正电子发射体层成像(positron emission tomography, PET)
数据收集处理器：数据收集处理器 (reconstruction and data collection processor，RDCP)可以把原始数据根据 诊断的需要进行各种后处理。 记录： 采集数据的最终目的是为了记录 人体内的不同组织信息，供疾病的诊断， 治疗和复查
2、数据采集的原理 模拟采样：X线片的密度(density)是随 空间位置分布的连续函数，照片上点和 点之间是连续的，中间没有间隔，而感 光密度随坐标点的变化也是连续的。它 反映了入射线的X线强度的空间分布。 数字影像的图像矩阵(matrix)则是一个 整数数值的二维数组。整幅图像被分解 成有限个小区域，每个这种小区域中图 像密度的平均值用一个整数来表示，这 个小区域被称为象素（pixel）。
探测器/接收器：探测器/接收器是收集经 过人体后并带有体内信息的信号，再转 递到下一个采集单元。 采样器 ：采样器接收到上一级转递的信 号，首先经滤过器对它进行滤过，再经 模数转换器(analogue-to-digital converter， A/D)将模拟图象(analogue image)转化成 数字图像(digital image)。采集到的原始 数据必须送到RDCP