《醫(yī)學影像設備學第4章 數(shù)字X線設備》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《醫(yī)學影像設備學第4章 數(shù)字X線設備（97頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、 學習目標一、掌握X線計算機攝影的基本結構及成像原理。二、掌握數(shù)字攝影裝置的基本結構和成像原理。三、孰悉數(shù)字減影血管造影像裝置的基本結構和對設備的特殊要求。 目錄一、概述二、計算機X線攝影裝置三、數(shù)字X線攝影裝置 第一節(jié) 概述第一節(jié) 概述 數(shù)字數(shù)字X X線成像設備線成像設備 是指X線透射圖像數(shù)字化并進行圖像處理再變成模擬圖像顯示的一種設備。數(shù)字X線成像與傳統(tǒng)增感屏、膠片成像的比較1.對比度分辨率高2.動態(tài)范圍廣、曝光容度寬3.輻射劑量小4.圖像后處理功能強5.可利用大容量存儲器存儲數(shù)字圖像，并可方便接入PACS系統(tǒng)實現(xiàn)圖像的存儲、傳輸和診斷。6.數(shù)字X線設備的空間分辨力（約為2040LP/cm
2、）不如屏-膠組合（理論值為5070LP/cm）的高。第一節(jié) 概述第二節(jié) 計算機X線攝影設備第二節(jié) 計算機X線攝影設備一、基本組成CR主要由信息采集、信息轉換、信息處理、信息存儲和記錄等部份組成第二節(jié) 計算機X線攝影設備v信息采集:IP代替膠片,以潛影的形式記憶X線圖像v信息轉換:由影像讀取裝置實現(xiàn),將潛影變?yōu)閿?shù)字圖像信號v信息處理:由計算機完成,對數(shù)字圖像進行各種相關后處理v信息存儲和記錄:利用存儲媒介如光盤等激光相機打印CT掃描機主要由硬件結構和軟件結構兩大部分組成第二節(jié) 計算機X線攝影設備二、二、CRCR工作原理：工作原理：v用存儲屏記錄X線影像，通過激光掃描使存儲信號轉換成光信號，此光信
3、號經過光電倍增管轉換成電信號，再經過A/D轉換后輸入計算機處理，形成高質量的數(shù)字圖像。第二節(jié) 計算機X線攝影設備第二節(jié) 計算機X線攝影設備三、影像板三、影像板（一）影像板結構（一）影像板結構v表面保護層v光激勵發(fā)光熒光層（PSL)v基板v背面保護層第二節(jié) 計算機X線攝影設備表面保護層：表面保護層：聚酯樹脂類纖維制成，能彎曲、耐磨損、透光性好。保護熒光層不受外界溫度、濕度和輻射的影響。涂布蘭色濾光層，提高清晰度第二節(jié) 計算機X線攝影設備熒光成像層：熒光成像層：用多聚體溶液把微量的二價銪的氟鹵化鋇晶體相互均勻結合涂布而成。n v它把第一次照射光的信號記錄下來，當再次受到光刺激時，會釋放存儲的信號（
4、摻入二價銪Eu 2+的氟囟化鋇BaFXEu 2+ X=Cl、Br、I）第二節(jié) 計算機X線攝影設備基板：基板：聚酯樹脂類纖維制成。保護熒光物質層免受外力損傷。顏色：第二節(jié) 計算機X線攝影設備n 背面保護層：背面保護層：材料與表面層相同，避免IP在使用過程中的摩擦第二節(jié) 計算機X線攝影設備n （二）影像板工作原理（二）影像板工作原理v 射入IP板的X線光子被IP熒光層內輝盡性熒光體（PSL）吸收，釋放出電子，其中部分電子散布在熒光體內呈半穩(wěn)定態(tài)，形成潛影，完成X線信息的采集和存儲。 v激光掃描IP板，發(fā)生光激發(fā)輝盡現(xiàn)象（光致發(fā)光現(xiàn)象），發(fā)出的熒光強度與第一次激發(fā)時X線的能量成正比，完成光學影像的讀
5、出。第二節(jié) 計算機X線攝影設備（三）特性（三）特性1 1. .發(fā)射光譜與激發(fā)光譜發(fā)射光譜與激發(fā)光譜由IP受激發(fā)而釋放出的光子波長與光強的關系稱為發(fā)射光譜。最強波長為390400nm 。PSL強度與讀取光波波長的關系曲線稱為激發(fā)光譜。最強在600nm左右。2.2.時間響應時間響應當停止用激光照射熒光物時，PSL強度按其衰減規(guī)律逐漸終止。IP的PSL強度衰減速度很快，不會發(fā)生采集和讀出信息的重疊。3.3.動態(tài)范圍動態(tài)范圍 直線性 特大寬容度1:10000 可以精確地檢測到每一種組織間極小X線吸收差異第二節(jié) 計算機X線攝影設備4.4.存儲信息的消退存儲信息的消退 X線激發(fā)IP后，潛影存儲于熒光體中，
6、在讀取前一部分電子隨時間延長將逃逸從而使第二次激發(fā)時的熒光強度減少，稱為存儲信息的消退。 IP消退很微弱，8h減少25%。受時間、溫度影響。 第二節(jié) 計算機X線攝影設備5.5.天然輻射的影響天然輻射的影響 來自建筑物上固定裝置、天然放射性元素、宇宙射線、IP板上微量放射性元素。 IP不僅對X線敏感，對其他電磁波也敏感，如紫外線、射線、射線射線及電子線等。 長期存放會產生小黑斑。 使用前必須激光擦除。 第二節(jié) 計算機X線攝影設備（四）（四）使用注意事項使用注意事項 1.選用較大得IP來記錄X線影像，大大減少膠片尺寸的選擇次數(shù)。 2.IP再次使用時，最好重作一次光照射，以消除潛影。 3.由于IP的
7、熒光物質對X線得敏感度高，要求很好的屏蔽。第二節(jié) 計算機X線攝影設備第二節(jié) 計算機X線攝影設備四、讀取裝置四、讀取裝置（一）結構（一）結構1.暗盒型讀取裝置：將IP置入常規(guī)X線攝影暗盒類似的盒內，它可替代常規(guī)攝影暗盒在任何X線機上使用。2.無暗盒型讀取裝置：IP在X線曝光后直接被傳送到激光掃描和潛影消除處理，供重復使用。第二節(jié) 計算機X線攝影設備n （二）讀取裝置原理：（二）讀取裝置原理：第二節(jié) 計算機X線攝影設備n 讀出原理：（1）用一束微弱的激光粗掃IP，并立即算出讀出圖像的直方圖（）自動調整光電倍增管的靈敏度及放大器的增益，再用高強度激光精細地讀出潛影，并實現(xiàn)數(shù)字化，經過各種圖像處理，獲
8、得最佳的適合于診斷的數(shù)字X線圖像。第二節(jié) 計算機X線攝影設備n （三）影響圖像質量好壞的因素（三）影響圖像質量好壞的因素1.激光束的直徑：越小越好2.光電及傳動系統(tǒng)的噪聲3.數(shù)字化的影響取樣頻率低“馬賽克”偽影量化級數(shù)少“等高線”偽影一般數(shù)字化取樣間隔為.10.2mm像素的灰度級為8bit時，就可獲得較滿意的數(shù)字圖像五、計算機圖象處理五、計算機圖象處理. .圖象處理環(huán)節(jié)圖象處理環(huán)節(jié)v圖像讀出過程的處理：圖像讀出靈敏自動設定，圖度自動獲得最佳密度和對比度圖像。v圖像顯示圖像過程的處理：顯示圖像的特殊處理，以獲得較高診斷價值的圖像，也稱后處理。v圖像存儲和記錄過程的處理：在不影響圖像質量的基礎上壓
9、縮圖像，并可進行保存和傳輸。還可用激光相機打印出圖像。第二節(jié) 計算機X線攝影設備2.2.圖象讀出靈敏度自動設定圖象讀出靈敏度自動設定為在不同X線劑量下，獲得相同圖像質量，采用靈敏度自定設定功能。預讀程序流程：第二節(jié) 計算機X線攝影設備3.3.圖像后處理圖像后處理v灰階處理v空間頻率處理v動態(tài)范圍壓縮v減影處理v疊加處理圖像處理：調節(jié)亮度、對比度、窗寬、窗位、放大反轉、旋轉、距離面積測量文字注釋修改病人資料等第二節(jié) 計算機X線攝影設備圖像讀出靈敏度自動設定 大曝光劑量例1和小曝光劑量例2第二節(jié) 計算機X線攝影設備六、存儲與記錄裝置六、存儲與記錄裝置v硬盤硬盤v光盤光盤七、評價標準（參考教材）七、
10、評價標準（參考教材）八、使用注意事項和保養(yǎng)（參考教材）八、使用注意事項和保養(yǎng)（參考教材）Sun第二節(jié) 計算機X線攝影設備第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備一、構成一、構成二、分類二、分類三、工作原理三、工作原理四、四、 CR CR 與與DRDR的比較的比較第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備一、構成一、構成DR由X線發(fā)生器、X線探測器、圖像處理器、圖像顯示器等組成1.X線發(fā)生器：采用中、高頻逆變發(fā)生器。2.X線探測器：是將X線信息轉換成電信號的器件3.圖像處理器：其功能包括各種圖像處理，如灰階變換、黑白反轉、圖像濾波降噪、放大等。4.圖像顯示器：用于攝影圖像的重現(xiàn)閱讀第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備
11、二、分類二、分類1.非晶硒平板探測器型2.非晶硅平板探測器型3.多絲正比室掃描型4.CCD攝像機型第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備三、工作原理三、工作原理1.非晶硒平板探測器（1 1）結構：）結構：基板、集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極、保護層等組成第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備（2 2）工作原理）工作原理入射X線光子在硒層中的產生電子-空穴對，在頂層電極和集電矩陣間外加高電壓電場的作用下，電子和空穴向反方向移動，形成信號電流，被相應單元的接受電極所收集，形成信號電荷，每個像素都有一個場效應管，起開關作用，在讀取控制信號的作用下，依次讀出并經放大后被同步轉換成數(shù)字圖像信號第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備2.2.非晶
12、態(tài)硅平板探測器非晶態(tài)硅平板探測器（1）結構：由基板、非晶硅陣列、碘化銫層等構成 T FTX-ray第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備（2 2）工作原理）工作原理非晶硅FPD受X射線照射后，將X線圖像轉換為熒光圖像，再經非晶硅光電二極管構成的矩陣轉換成圖像電信號，在計算機讀出電路的控制下，依次讀出，再經A/D轉換后，獲得數(shù)字圖像信號。閃爍體閃爍體GOS非晶體硅傳感器非晶體硅傳感器外罩外罩閃爍體：閃爍體： GOS GOS傳感器傳感器: : 非晶體硅非晶體硅成像范圍：成像范圍： 14x 14x1717像素：像素： 2,208 x 2,688 pixel 2,208 x 2,688 pixel象素尺寸：象素尺寸
13、： 160m 160m分辨率：分辨率： 3.1 lp/ mm 3.1 lp/ mm灰階度：灰階度： A/D: 14bits A/D: 14bits 大面積金屬絕緣體半導體傳感器大面積金屬絕緣體半導體傳感器操作環(huán)境：操作環(huán)境： 5 5 3535C C 303075% 75% RHRH第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備3. .多絲正比室掃描多絲正比室掃描型型DRDR（1 1）結構：）結構： 高壓電源、水平狹縫、多絲正比室、機械掃描系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、計算機控制、圖像處理系統(tǒng)等組成。（2）工作原理）工作原理 錐形X線束經水平狹縫準直后形成平面扇形X線束。通過病人被檢部位后射入水平放置的多絲
14、正比室窗口，在被探測器接收后，機械掃描裝置使X線管頭、水平狹縫及探測器沿垂直方向作均勻的同步平移掃描，到達新位置后再作水平照射投影；如此重復進行，就完成一幅圖像的采集。多絲正比室的每根金屬絲都與一路放大器相連，經A/D轉換器將電壓信號數(shù)字化后，輸入計算機進行圖像處理。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備4. .CCDCCD攝像機型攝像機型DR DR （1 1）結構：）結構：主要由熒光板、反光板、CCD攝像機、計算機控制及處理系統(tǒng)等組成。 第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備（2）工作原理 X線透過人體被檢部位后，經濾線柵濾除散射線到達熒光板，將X線圖像轉換成熒光圖像，熒光經透鏡反射后，通過鏡頭
15、聚焦將可見光投射到CCD芯片上，CCD芯片再將可見光轉換為電信號，最終獲得數(shù)字化圖像。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備CCD攝像機型攝像機型DR四、四、DRDR與與CRCR的比較的比較詳見下頁。詳見下頁。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設備DR CR成像過程 X線人體圖像采集板數(shù)字化圖像圖像處理顯示、打印 X線人體IP板閱讀器圖像采集、診斷、質量控制工作站顯示、打印 轉換過程直接數(shù)字化 間接數(shù)字化空間分辨率 4.6lp/mm2.0lp/mm像素尺寸140m127m工作效率 大大提高，成像時間約5s，超過30人次/小時同普通X線攝影，而且增加了繁瑣的人工處理過程圖像灰階等級1216bit1012bit信噪比1LP/
16、mm時DQE 55%，提供優(yōu)異的成像質量1LP/mm時DQE 13%不及400速膠片質量曝光劑量同樣質量圖像約為CR的2/3與400速增感屏感綠片組合劑量相當缺點1.技術工藝水平高，因而價格昂貴2.圖像采集板成品率較低，因而采集板尺寸受限 1.IP板間接轉換時因熒光散線導致分辨率降低2.工作過程類似暗盒攝影方式，無法提高工作效率，解放勞動力3.IP板屬消耗品，無形中增加了攝影成本 第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備目錄一、基本結構一、基本結構二、二、 影響圖像質量的因素影響圖像質量的因素三、對三、對X X線機的要求線機的要求四、四、X X線管及探測器支撐裝置線管及探測器支撐裝置五、導管床五、導管床六
17、、高壓注射器六、高壓注射器七、數(shù)字系統(tǒng)七、數(shù)字系統(tǒng)八、八、DSADSA系統(tǒng)的特殊功能系統(tǒng)的特殊功能九、圖像質量參數(shù)及檢測九、圖像質量參數(shù)及檢測十、日常維護與保養(yǎng)十、日常維護與保養(yǎng)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備一、基本結構一、基本結構v不含對比劑的影像稱為掩模像（掩模像（mask imagemask image）或蒙片或蒙片，注入對比劑后得到的影像稱為造影像或造影像或充盈像充盈像。v造影像減去掩模像得到減影像。v減影后的圖像信號與對比劑的厚度成正比，與背景無關。在減影像中，骨骼和軟組織等背景影像被消除，只留下含有對比劑的血管影像。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備視頻視頻信號信
18、號A /D輸輸 入 查入 查找表找表ALU幀幀 存存儲儲 器器計計 算算 機機輸輸 出出查找表查找表D/A第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字圖像硬件框圖監(jiān)視器二、影響圖像質量的因素二、影響圖像質量的因素1 1成像方式成像方式（1 1）脈沖方式脈沖方式：采用間歇X線脈沖來形成掩模像和造影像，每秒攝取數(shù)幀影像，脈沖持續(xù)時間一般大于視頻信號一幀的時間。由于曝光X線脈沖的脈寬較大（例如100ms左右）它主要用于腦血管、頸動脈、肝動脈、四肢動脈等活動較緩慢的部位。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（2 2）超脈沖方式）超脈沖方式以每秒630幀的速率進行X線脈沖
19、攝像，然后逐幀高速反復減影，具有頻率高、脈寬窄的特點 ，能以實時視頻的速度連續(xù)觀察X線數(shù)字影像或減影像，具有較高的動態(tài)清晰度。這種方式能適應肺動脈、冠動脈、心臟等快速活動的臟器，影像的運動模糊小。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（3 3）連續(xù)方式）連續(xù)方式所用X線可以是連續(xù)的，也可以是脈沖的，得到與攝像機同步的、頻率為每秒25幀的連續(xù)影像。因采像頻率高，能顯示快速運動的部位，如心臟、大血管，時間分辨力高。平板探測器無同步方面的限制，但有平板刷新頻率方面的限制。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備2 2攝影攝影X X線的穩(wěn)定性線的穩(wěn)定性 由于普遍采用脈沖影
20、像方式，必須保證前后各幀影像所接受的X線劑量恒定，要求X線機的高壓穩(wěn)定、應用高頻高壓發(fā)生器，增加附件濾過，優(yōu)化x線能譜。3 3X X線探測器線探測器對于應用I.I采集圖像的設備，X線曝光脈沖應與攝像機場同步保持一致。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備4 4噪聲噪聲 成像鏈的各個環(huán)節(jié)均會產生噪聲 。5 5偽影偽影 在成像過程中，會產生各種偽影，如：運動偽影、飽和偽影、設備性偽影等。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備三、對三、對X X線機的要求線機的要求1.大功率X線發(fā)生器采集頻率高，則分給每幅圖像曝光時間均很短；為了減少活動臟器在曝光期間的活動，多采用脈沖
21、曝光，曝光時間多在數(shù)毫秒。這就要求所用的X線機能在很短的時間內輸出足夠大的功率，從而獲得滿意的X線圖像。一般要求X線機高壓發(fā)生器的功率在80kW或以上。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備2 2. .高壓波形平穩(wěn)高壓波形平穩(wěn) 高壓發(fā)生器輸出的高壓要平穩(wěn)。為保證每幅圖像感光量均勻一致，除各照射參數(shù)一致外，還要求kV值輸出穩(wěn)定，具有良好的重復性。當前DSA均采用逆變高頻高壓發(fā)生器，容易獲得波紋較平穩(wěn)高壓。3 3. .脈沖控制脈沖控制 脈沖控制有柵控X線管方式和高壓初級控制方式。柵控管方式高壓波形陡峭，x線質量高，軟射線少。4.x4.x線管和散熱線管和散熱 要求大功率旋轉陽極x線管
22、，滿足幾個ms攝影的目的，陽極熱容量大，采用外接循環(huán)散熱器（大部分采用水做為冷卻液）滿足連續(xù)攝影的要求。DSA x線管通常有三個焦點，通過電子聚焦形成微焦點，為滿足各種放大攝影的要求。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備四、四、X X線管及探測器支撐裝置線管及探測器支撐裝置1.機架結構（1）三軸落地式C型臂結構示意圖：C臂、偏置臂、L臂分別可以繞x、y、z軸旋轉，既可以單獨運動也可以聯(lián)合運動，滿足各種成像的要求。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備三軸落地式C型臂結構示意圖天軌吊架及落地式雙C型臂第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備天軌雙C
23、臂第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備天軌吊架C臂大型C形臂2.機架功能（1）角度支持：C型臂可方便地進行各種角度的透視和攝影。（2）角度記憶：當C型臂轉到需要的角度進行透視觀察時，系統(tǒng)能自動搜索并重放該角度已有的造影像，供醫(yī)生診斷或介入治療時參考；也可根據(jù)圖像自動將C型臂轉到采集該圖像時的位置重新進行透視、造影。這種技術特別有利于心、腦血管的造影，尤其是冠狀動脈介入治療手術。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（3）體位記憶技術：體位記憶能存儲多達100個體位，各種體位可事先預置，也可在造影中隨時存儲、調用，使造影程序化，加快了造影速度。（4）快速旋轉：C
24、型臂能在托架中快速旋轉運動，達到每秒4560。要求C型臂具有精確的角度重現(xiàn)性，與圖像處理軟件配合完成。（5）安全保護：C型臂支架還配有自動安全防撞裝置。計算機能根據(jù)機架、床的相對位置自動預警和控制C型臂的運動速度，利用傳感器感受周圍物體的距離，自動實現(xiàn)減速或停止。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備五、導管床五、導管床可以在水平軸平移及旋轉在垂直軸升降。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備六、高壓注射器六、高壓注射器1.結構圖2. 工作原理（1）系統(tǒng)方框圖第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影
25、設備1）流率控制：設定對比劑或生理鹽水的注射速率2）注射量控制：對比劑注射量由電路控制和檢測。為了使注射量精確，微處理器計算從增量編碼器送來的脈沖并與設定注射量比較，如果實際注射量達到設置注射量，注射就會停止。3）壓力閾值：基于安全的考慮，注射器的壓力由電路對其監(jiān)測與限制，對電機電流進行采樣并精確測量實際壓力，如果實際壓力試圖超過預置壓力，則注射流率就會被限制。4）鍵盤控制：鍵盤控制由控制面板、系統(tǒng)顯示組成。它允許進行注射編程，觀察每次注射后的結果，從處理器中讀出信息等。處理器含有微處理器、存儲芯片及其電路。微處理器直接控制鍵盤板上所有控制功能。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造
26、影設備（2）主處理器：主處理器在整個系統(tǒng)中起著主控作用，通過它的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制總線與系統(tǒng)中所有相應的電路進行通信，它提供以下功能：與鍵盤控制板接口通信（RS-422接口）；讀控制板上的注射程序；把從預編程存儲器（PPI）中來的程序送到控制板，將信息送至系統(tǒng)進行顯示。（3）伺服控制：伺服系統(tǒng)的主要功能：為注射頭電機提供電能；控制對比劑的流率、注射量及壓力；檢測實際注射流率和壓力信號；當有錯誤時使電機停止運轉。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備七、數(shù)字系統(tǒng)七、數(shù)字系統(tǒng)1.成像鏈模擬成像鏈 第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字成像鏈第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血
27、管造影設備數(shù)字減影血管造影設備 DSA DSA 采集板結構示意圖采集板結構示意圖2.圖像采集第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（1）采集幀緩存：主要是接受來自A/D轉換后的圖像數(shù)字信號，將圖像進行反轉后輸出至積分器和積分幀緩存。（2）積分幀緩存：主要實現(xiàn)圖像的降噪和圖像的保存。實時透視和電影的圖像噪聲可在這通過遞歸和非遞歸的算法進行降噪。（3）積分器：通過對輸入透視和電影圖像數(shù)據(jù)進行實時積分而完成數(shù)據(jù)的平均，實現(xiàn)降噪。（4）PCI接口：將從PCI總線傳來的控制信號傳遞給其他部分。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備3.3.計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)（1）系統(tǒng)控制
28、啟 動開關1啟動1X線機預 備光闌調整準備完畢啟 動開關2啟動2高壓注射器 啟 動脈沖曝光啟動采樣脈沖曝光結束狀態(tài)恢復 計算機系統(tǒng)控制圖像采集流程圖第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備1）啟動開關信號：啟動開關1使計算機對X線機發(fā)出曝光準備信號；同時，計算機發(fā)出光闌控制信號，使光圈孔徑縮小。啟動開關2閉合使造影過程開始，計算機啟動高壓注射器，并對X線機發(fā)出脈沖曝光啟動信號。2）聯(lián)絡信號：X線機準備完畢后，向計算機發(fā)出準備就緒信號，表示可以進行脈沖曝光。曝光開始后，向A/D轉換電路發(fā)出采樣開始信號；轉換結束后，通知計算機讀取數(shù)字信號，再次進行脈沖曝光，采集下一幀圖像。第四節(jié)第四
29、節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（2）數(shù)字圖像的輸出：主機配有標準的DICOM3.0圖像接口，通過接口可以并入醫(yī)院的PACS網絡，融入到醫(yī)院的RIS或HIS之中。圖像以國際標準DICOM3.0格式刻錄，所以可與多種媒體兼容，包括個人電腦。軟閱讀監(jiān)視器要求配備醫(yī)學圖像專用的高清晰度、黑白、高分辨力監(jiān)視器?，F(xiàn)在檢查室內的監(jiān)視器常采用多屏、分屏顯示的形式，便于隨時對照。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（3 3）圖像處理功能）圖像處理功能1）數(shù)字減影：主要包括時間減影、能量減影和混合減影等三種方式。目前主要減影方式為時間減影，即對同一部位對比劑注射前后分別采集并作減影
30、處理。2）數(shù)字電影減影：以快速短脈沖曝光進行數(shù)字圖像采集。實時成像，每秒2550幀，一般單向可達50幀/秒、雙向25幀/秒。這種采集方式用于心臟、冠狀動脈等運動部位。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備3）路徑圖技術：方法是注入少許對比劑后采集圖像，使用峰值保持技術，將此圖像與以后透視的圖像進行疊加顯示。圖像上既有前方血管的固定圖像，也有導管的走向和前端位置的動態(tài)圖像，利于指導導管及導絲更容易地送入病變部位的血管內。4）自動分析功能：在心室和血管造影后，計算機利用分析軟件實時提取與定量診斷有關的功能性信息，添加在形態(tài)圖像上。5）虛擬支架置入術：置入支架對很多疾病是很好解決方案
31、，但要取得手術成功的關鍵是正確選擇合適的置入支架。虛擬支架置入系統(tǒng)可在有待進行支架置入的病變血管部位形象地展示支架置入的效果，可清晰地模擬顯示內支架置入后的情況。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備路徑圖技術第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備主要包括：左心室體積計算和分析功能:可以算出射血分數(shù)、室壁運動、心排量、心臟重量及心肌血流儲備等功能參數(shù)。冠狀動脈分析軟件：是計算機運用幾何、密度等處理方式，測量血管直徑、最大狹窄系數(shù)、狹窄或斑塊面積、病變范圍及血流狀況等。功能性圖像：是利用視頻密度計對攝取的系列圖像繪出時間視頻密度曲線，反映功能性信息。計算出局部器官
32、實質血流灌注參數(shù)。這些參數(shù)，可在早期發(fā)現(xiàn)病灶，實施治療。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備八、八、DSADSA系統(tǒng)的特殊功能系統(tǒng)的特殊功能1 1旋轉旋轉DSADSA 它利用C型臂的兩次旋轉動作，第一次旋轉采集一系列蒙片像，第二次旋轉時注射對比劑、曝光采集充盈像，在相同角度采集的兩幅圖像進行減影，以獲取序列減影圖像2 2歲差運動歲差運動DSADSA DSA的另一種運動形式。它利用C型臂和偏置臂兩個方向的旋轉，精確控制其轉動方向和速率，形成了X線管焦點在同一平面內的圓周運動，探測器在C型臂的另一端做相反方向圓周運動，從而形成歲差運動（進動）。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)
33、字減影血管造影設備3 33D-DSA3D-DSA 3D- -DSA是近幾年在旋轉DSA技術上發(fā)展起來的新技術，是旋轉血管造影技術、DSA技術及計算機三維圖像處理技術相結合的產物。4 4RSM-DSARSM-DSA 實時模糊蒙片（real-time smoothed mask，RSM）DSA是DSA的另一種減影方式。它是利用間隔很短的兩次曝光，第一次曝光時增強器適當散焦，獲得一幅適當模糊的圖像，間隔33毫秒再采集一幅清晰的造影圖像，兩者進行減影可以獲得具有適當骨骼背景的血管圖像。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備3D-DSA第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設
34、備5 5步進步進DSADSA 步進DSA即下肢血管造影的跟蹤采集。其主要技術環(huán)節(jié)是：控制床面移動速度分段采蒙片像，以同樣程序分段采集血管造影圖像，計算機減影后拼接連成長腿，并實時顯示DSA圖像。6 6自動最佳角度定位系統(tǒng)自動最佳角度定位系統(tǒng) 從兩個投影角度大于45的血管圖像，計算出兩條平行走向的血管在360球體范圍內的最佳展示投射角度。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備7 7C C型臂體層成像型臂體層成像 C型臂體層成像是平板探測器DSA與體層技術結合的產物。是利用C型臂快速旋轉采集數(shù)據(jù)重建出該處的體層圖像。一次旋轉可獲
35、得區(qū)域信息，重建出多個層面的圖像。8 83D3D路徑圖路徑圖 三維路徑圖技術則是對該部位行血管重建，形成三維血管圖像后，對三維血管圖像的旋轉，C型臂隨著圖像的轉動自動地跟蹤，自動調整為該投射方向的角度，這樣使透視圖像與三維圖像重合，可以最大程度顯示血管的立體分布，以利于引導導管或導絲順利地進入到欲進入的血管內。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備DSA斷層第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備九、圖像質量參數(shù)及檢測九、圖像質量參數(shù)及檢測1 1圖像質量參數(shù)圖像質量參數(shù) 圖像質量參數(shù)主要包括空間分辨率、低對比度分辨率、對比度和空間的一致性以及對比度線性四部分。 （
36、1）空間分辨率：是指DSA系統(tǒng)對相鄰高對比度物體或血管的分辨能力?？臻g分辨率可用調制傳遞函數(shù)（modulation transfer function，MTF）來描述。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備（2）低對比度分辨率：相對于常規(guī)X線透視、攝影設備來說，DSA系統(tǒng)的低對比度分辨能力有很大提高。系統(tǒng)的低對比度分辨能力主要受幾何放大倍數(shù)、像素大小、X線線質和X線輻射量等因素的影響。（3）對比度和空間的一致性：對比度一致性：即使覆蓋血管的組織的密度和厚度變化很大，也能使這些血管圖像的對比度相同?？臻g一致性:是指成像視野內系統(tǒng)的放大倍數(shù)是一致的。如果系統(tǒng)空間一致性得不到滿足，圖像就會產生嚴重畸變。（4）對比度線性：是指DSA系統(tǒng)能使圖像的對比度與碘對比劑的厚度成正比，而不受X線劑量的影響。十、日常維護與保養(yǎng)十、日常維護與保養(yǎng)1.表面、外觀、地面的及時清潔。2.活動部位的潤滑。第四節(jié)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設備數(shù)字減影血管造影設備
醫(yī)學影像設備學第4章 數(shù)字X線設備
