1、第二章投影X射线成像系统,主要内容,2.1 X线影像设备简述 2.2 医学X射线影像设备的分类 2.3 X线的产生与特性 2.4 X线成像基本原理 2.5 医用X线电视系统 2.6 计算机X线摄影（CR） 2.7 直接数字化X线摄影系统（DR） 2.8 数字减影血管造影装置（DSA） 2.9 影响X线照片质量的因素 2.10 传统医学X射线影像设备与应用 2.11 医学X射线影像设备及其成像质量的描述指标 2.12 数字医学X射线设备与应用 2.13 对X射线影像设备的防护,2.1 X光影像设备简述,医学X射线影像设备的基本构成 医学X射线影像设备主要由三大部分构成:X射线发生装置、成像系统和
2、其他辅助装置。 1. X射线发生装置的发展 X射线发生装置主要有X射线管、高压发生器和控制台三大部分。 2. X射线成像系统的发展 3.其他辅助装置,2.1 X光影像设备简述,1.X射线管 现代X射线管的主要组成部分如图所示。 主要有：固定阳极X线管、旋转阳极X线管以及各种特殊X线管,2.1 X光影像设备简述,(一)线管的构成 .阳极：X射线管的正极，目前有两种类型的阳极：固定的和旋转的。一般的X射线管通常使用旋转阳极，因为它们必须有能力在很短的时间内产生高强度的X射线束。 阳极的作用： .阻挡高速运动的电子流产生X线，同时散热； .吸收二次电子和散乱射线。 .阴极：X射线管的负极，包括灯丝和
3、聚焦杯两部分。 从灯丝发射的电子经高压加速后撞击在靶上，此时加在两极之间的加速电压称为管电压，加速后的电子束流称为管电流。管电流的变化范围从几个到几百个毫安培。 3.玻璃壳：又称为管壳，作用是固定阳极、阴极并保持管内真空度。,2.1 X光影像设备简述,(二)X射线管的焦点 对成像质量影响最大的因素之一 实际焦点：灯丝发射的电子，经聚焦加速后撞击在阳极靶上的面积称。 有效焦点：X射线管的实际焦点在垂直于X线管长轴方向上投影的面积（effective focal spot）。 实际焦点与有效焦点的关系： 设实际焦点宽度为a，长度为b,则投影后的长度为 有效焦点=实际焦点* 阳极靶面与X线投照方向的
4、夹角,2.1 X光影像设备简述,（三）X线管的分类 固定阳极X线管 缺点：焦点尺寸大、瞬时负载功率小 优点：结构简单、价格低，在小型X线发生装置中仍被采用。 旋转阳极X线管 解决了提高功率与缩小焦点之间的矛盾。 优点：瞬时负载功率大、焦点小。 各种特殊X线管 金属陶瓷大功率X线管 三极X线管 软X线管 CT用X线管,2.1 X光影像设备简述,(四)特性与参数 特性 .阳极特性曲线:指在一定的灯丝加热电流下，管电压U 与管电流I的关系 .灯丝发射特性曲线:是指在一定管电压下，管电流与灯丝加热电流的关系。意义“要调节管电压和管电流得到所需X线的质和量，必须对空间电荷进行补偿。补偿原则：当管电压高时
5、适当减小灯丝加热电流，使管电流不随管电压的变化而变化。反之当管电压低时，适当增加灯丝加热电流。 电参数 包括灯丝加热电流，灯丝加热电压，最高管电压，最大管电流，最长曝光时间，容量，标称功率，热容量等。我们比较关注的是最高管电压和热容量 最高管电压:加在X线管两极间的最高管电压峰值(单位KV) R球管热容量：X线管处于最大冷却率时，允许承受的最大热量(单位HU) 通常所指的热容量是指阳极热容量。,2.1 X光影像设备简述,(五)管套 管套是放置X线管的一种特殊容器，现代X线管管套均为防电击，防散射，油浸式，其结构随用途不同而有所差别。 .固定阳极X线管管套 .旋转阳极X线管管套 .组合机头:为了
6、使小型X线机轻便，则将X线管，灯丝变压器及高压变压器共同组装在一个充满变压器油的密封管套中，称为组合机头,2.1 X光影像设备简述,2.高压发生器 高压发生器有称直流高压发生器，是高压电源的传统称呼，是指主要用于绝缘和漏电检测中的高压电源，现在高压电源和高压发生器已经没有严格的区别,由高压变压器、X线管灯丝变压器、高压整流器、高压交换闸及高压插座等组成。 主要作用： .把自耦变压器输入的交流电压升高数百倍，再经整流，为X线管提供产生X线所需的直流高压； .把X线管灯丝初级电路输入的交流电压降低，为X线管灯丝提供加热电压； 如配有两只以上的X线管，还要完成管电压和灯丝加热电压的切换。,2.1 X
7、光影像设备简述,.控制台 主要实现X线管在曝光过程中的管电压（kV）、管电流(mA)和曝光时间三个基本参数的控制，一般称为三钮控制台。 控制台电路必须满足X线管产生X线的下三个要求： 可调管电流 可调管电压 可调曝光时间。,2.2 医学X射线影像设备的分类,1. 按成像方式分类 （1）模拟式：传统的医学X射线影像设备采用的是模拟技术。 （2）数字式：现代数字化的医学X射线影像设备采用的是数字技术。,2.2 医学X射线影像设备的分类,2. 按机械结构方式分类 (1)固定式 (2)移动式 (3)便携式,固定式,移动式,便携式,2.2医学X射线影像设备的分类,3. 按用途分类 （1）诊断用X射线影像
8、设备 （2）治疗用X射线影像设备,胃肠诊断用X射线设备,乳腺X线摄影设备,2.2 医学X射线影像设备的分类,3. 按用途分类 （1）诊断用X射线影像设备 （2）治疗用X射线影像设备,口腔全景X线机,手术用C臂X射线影像设备,2.2医学X射线影像设备的分类,4. 按管电流量的大小分类 （1）小型X线机 （2）中型X线机 （3）大型X线机 （4）超大型X线机,2.3 X线的产生与特性,（一）X线的本质 一种电磁波，具有一定的波长和频率，具有波粒二重性，X线成像利用了它与物质相互作用时发生能量转换，突出了微粒性。 X线的波长极短、能量极大，它的波长介于紫外线和射线之间，为0.000650nm，X线诊
9、断常用的波长为0.0080.031nm。,2.3 X线的产生与特性,2.3 X线的产生与特性,（二）X线的特性 1物理特性 （1）穿透作用：穿透能力与X线光子的能量成正比，波长短的X线光子能量大、穿透能力强，另外还与被照物体的密度有关。 （2）荧光作用：当X线照射某些荧光物质(如钨酸钙等)时能激发产生荧光，荧光屏、影像增强器、增感屏等都利用了这一特性。 （3）电离作用：物体受X线照射时，使核外电子脱离原子轨道，即。自动曝光控制系统的电离室、X线放射治疗等利用了该特性。 （4）热作用 （5）干涉、衍射、反射、折射作用,2.3 X线的产生与特性,2化学特性 （1）感光作用：是X线摄影的基础 （2）
10、着色作用：使某些物质(如铂氰化钡)的结晶体脱水而改变颜色。 3生物效应 生物细胞经一定剂量X线的照射会受到抑制、损伤、坏死，生物效应既有利有弊 在X线诊断和治疗中主要利用了X线的穿透、荧光、电离、感光、生物等特性。,2.3 X线的产生与特性,（三） X射线的波粒二象性 X射线同时具有波动性和微粒性，统称为波粒二象性 。 X射线在传播时，它的波动性占主导地位，具有频率和波长，且有干涉、衍射等现象发生。 X射线在与物质相互作用时，它的粒子特性占主导地位，具有质量、能量和动量。,2.3 X线的产生与特性,（四） X射线与物质间的相互作用 （1）X射线的穿透作用。 其贯穿本领的强弱与物质的性质有关,2
11、.3 X线的产生与特性,（2）X射线的荧光作用。 X射线是肉眼看不见的，但当它照射某些物质时，如磷、铂氰化钡、硫化锌、钨酸钙等，能够使这些物质的原子处于激发态，当它们回到基态时就能够发出荧光，这类物质称荧光物质。 医学中透视用的荧光屏、X射线摄影用的增感屏、影像增强器中的输入屏和输出屏都是利用荧光特性做成的。 （3）X射线的电离作用。 X射线虽然不带电，但具有足够能量的X光子能够撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。 电离作用也是X射线损伤和治疗的基础。,2.3 X线的产生与特性,（4）X射线的热作用。 X射线被物质吸收，绝大部分最终都将变为热能，使物体温升。 （5）X射线的化学效应。
12、 X射线能使多种物质发生光化学反应。例如，X射线能使照相底片感光。 （6）X射线的生物效应。 生物组织经一定量的X射线照射，会产生电离和激发，使细胞受到损伤、抑制、死亡或通过遗传变异影响下一代，这种现象称为X射线的生物效应。这个特性可充分应用在肿瘤放射治疗中。,2.3 X线的产生与特性,(五)X射线的产生 高速带电粒子撞击物质受阻而突然减速时都能产生X射线。现在用于医学成像的X射线辐射源都是利用高速运动的电子撞击靶物质而产生的 . 产生X射线必须具备三个基本条件： (1)电子源，能根据需要随时提供足够数量的电子。 (2) 能够获得高速电子流，又需要两个条件：其一是有一个高电压产生的强电场，使电
13、子获得很大的功能；其二是有一个高真空度的空间，使电子在高速运动中不受气体分子的阻挡而降低能量，同时，也能保护灯丝不致因氧化而被烧毁。 (3)第三要有一个能够经受高速电子撞击而产生X射线的靶。,2.3 X线的产生与特性,(六)X线的产生及能量转换 1X线产生的三个条件:高速电子流和靶物质相互作用的结果 电子源 高速电子流 靶物质 2能量转换 诊断用X线的产生效率只有0.41.3。,2.4 X线成像原理,(一) X射线的产生装置主要包括三部分：X射线管、高压电源及低压电源，如图所示。,X线产生装置,2.4 X线成像原理,(二)X射线人体成像 使用X射线对人体进行照射，并对透过人体的X射线信息进行采
14、集、转换，并使之成为可见的影像，即为X射线人体成像。 （1）X射线影像的形成 当一束强度大致均匀的X射线投照到人体上时，X 射线一部分被吸收和散射，另一部分透过人体沿原方向传播。由于人体各种组织、器官在密度、厚度等方面存在差异，对投照在其上的X射线的吸收量各不相同，从而使透过人体的X射线强度分布发生变化并携带人体信息，最终形成X射线信息影像。X射线信息影像不能为人眼识别，须通过一定的采集、转换、显示系统将X射线强度分布转换成可见光的强度分布，形成人眼可见的X射线影像。,2.4 X线成像原理, 人体不同密度组织与X线成像的关系,2.4 X线成像原理, 人体不同厚度组织与X线成像的关系,密度和厚度
15、的差别是产生影像对比的基础，是X线成像的基本条件,2.4 X线成像原理,(二)X射线人体成像 （2）X射线的采集与显示 医用X射线胶片与增感屏 医用X射线胶片的主要特性是感光，即接受光照并产生化学反应，形成潜影（latent image）。 经过对有潜影的胶片处理（暗室处理：显影、定影等）。使胶片上的潜影转变为可见的不同灰度（gray）分布像。胶片感光层中的卤化银还原成金属银残留在胶片上，形成由金属银颗粒组成的黑色影像。人体组织的物质密度高，则吸收X射线多，在X射线照片上呈白影；反之，如果组织的物质密度低，则吸收X射线少，在X射线照片上呈黑影。,2.4 X线成像原理,(二)X射线人体成像 （2
16、）X射线的采集与显示 医用X 射线胶片与增感屏 医用X射线增感屏为荧光增感屏，增感原理：增感屏上的荧光物质受到X射线激发后，发出易被胶片所接收的荧光，从而增强对X 射线胶片的感光作用。 问题：在实际X 射线摄影中，仅有不到10%的X射线光子能直接被胶片吸收形成潜影，绝大部分X射线光子穿透胶片，得不到有效的利用。 解决办法：利用一种增感方法来增加X射线对胶片的曝光，以缩短摄影时间，降低X射线的辐射剂量。 常采用的增感措施：在暗盒中将胶片夹在两片增感屏（intensifying screen）之间，然后进行曝光。,2.5 医用X线电视系统,(一)基本信息 X-TV是将TV技术应用于医学领域的结果，
17、是20世纪50年代出现了X线影像增强器后的产物。 X-TV将X线透视影像通过影像增强、TV摄像和放大处理后，在X-TV监视器上显示，一般为黑白TV。 与荧光屏相比的优点： 1.影像亮度高，可实现室透视，将医生和病人从暗室中解放出来。 2.医生和病人从暗室中解放出来。 3.影像清晰。 4.影像可远远距离传送并可录像保存。 5.通过XTV获得的视频图像信号经过A/D转换、计算机图像处理后可获得数字图像。,2.5 医用X线电视系统,（二）X射线电视系统的构成： X射线电视系统主要包括X射线影像增强器、光学图像分配系统、含有摄像机与监视器的闭路视频系统与辅助电子设备。 X射线影像增强管是影像增强器的核
18、心部件。 XTV是X线机的一个成像装置，其工作受X线机的控制。 .将X线影像转换为荧光影像并使荧光影像亮度增强的器件，主要由X射线影像增强器、光学图像分配系统、外壳和小高压电源等构成。 2.摄像机头，简称摄像头，是将荧光影像转换为视频电信号的装置。 3.TV控制器，对TV图像信号进行控制、处理，由视频信号处理、同步机、电源构成。 4.监视器，是影像显示器件，主要作用是进行电光变换，实质是TV信号接收机。,2.5 医用X线电视系统,(三)X-TV的基本工作原理 穿过病人的透射X线照射到输出屏上，获得亮度较弱的荧光影像，再经过增强后输出屏上获得一个尺寸缩小的、亮度比输入屏上的亮度强数千倍及至上万倍
19、的荧光影像，输出屏上的荧光影像经过光学系统传输和校正后，被摄像管提取，从摄像管输出的视频电流信号经预放器放大、控制器进行图像信号控制、处理和放大后获得全电视信号，输送到监视器，在监视器荧光屏上显示X线透视影像。,2.6 计算机X线摄影（CR）,计算机X线摄影（Computed Radiography，CR）是将X线透过人体后的信息记录在成像板（Image Plate，IP）上，经读取装置读取后，由计算机以数字化图像信息的形式储存，再经过数字/模拟（D/A）转换器将数字化信息转换成图像的组织密度（灰度）信息，最后在荧光屏上显示。 其中，成像板是CR成像技术的关键。,2.6 计算机X线摄影（CR）
20、,1. 成像板（IP） 成像板（IP）是使用一种含有微量素铕（Eu2+）的钡氟溴化合物结晶制作而成能够采集（记录）影像信息的载体，可以代替X线胶片并重复使用2-3万次。 当透过人体的X线照射到IP板上时可以使IP板感光并形成潜影以记录X线影像信息。 成像板的构造： （1）表面保护层 （2）辉尽性荧光体层 （3）基板（支持体） （4）背面保护层,2.5 计算机X线摄影（CR）,2.5 计算机X线摄影（CR）,2.5 计算机X线摄影（CR）,2. CR 系统成像的基本过程 （1）影像信息的采集： （2）影像信息的读取： （3）与普通X摄影相比较，CR的优点是： 宽容度大，摄影条件易选择。 可降低投
21、照辐射量：CR可在IP获取信息的基础上自动调节放大增益，最大幅度地减少X线曝光量，降低病人的辐射损伤。 影像清晰度较普通片高。 对影像可进行后处理，对曝光不足或过度的胶片可进行后期补救。 可进行图像传输、存储。 由于激光扫描仪可以对IP上的残留信号进行消影处理，IP板可重复使用2-3万次。,3.CR设备的特点 1）传统x射线能摄照的部位都可以用CR设备成像，对CR图像的观察与分析也与传统x线相同。 2）CR设备拍摄条件的宽容范围较大，获取病人X射线图像所需的X射线剂量比传统方法大大减少，同时出现的不合格片很少。 3）CR设备动态特性比传统X射线系统有明显提高，CR输出的图像清晰度大大高于传统图
22、像，有利诊断。 4）图像信息可由磁盘或光盘储存，网络传输。 5）CR设备的不足在于，图像的时间分辨率不够，不能适应现代医学发展的需要，所以CR设备的发展方向就是要提高时间分辨率。,2.5 计算机X线摄影（CR）,4.CR数字化影像的形成和处理 CR设备与传统X射线设备相比优势还在于，图像处理系统可对产生的影像数字化信号进行处理，可以在一定范围内改变图像的特性。图像处理主要功能有五个：窗位处理、灰阶处理、多重处理、X线吸收率减影处理和数字减影血管造影处理。,2.5 计算机X线摄影（CR）,CR设备,窗位处理,灰阶处理,2.5 计算机X线摄影（CR）,2.5 计算机X线摄影（CR）,2.5 计算机
23、X线摄影（CR）,2.5 计算机X线摄影（CR）,5. CR成像系统的发展 CR成像系统的主要改进和提高主要体现在三个方面： IP板（影像板）、IP板阅读器和软件。,2.5 计算机X线摄影（CR）,富士XG5000多用途FCR阅读器,柯达 DIRECTVIEW CR,2.6 直接数字化X线摄影系统（DR）,直接数字化X射线摄影（Digital Radiography，DR）是在具有图像处理功能的计算机控制下，采用一维或二维的X射线探测器直接把X射线信息影像转化为数字图像信息的技术。 当前DR设备主要采用二维平板X射线探测器（flat panel detector，FPD)，包括： （1）非晶态
24、硅平板探测器 先经闪烁发光晶体转换成可见光再转换为数字信号 （2）非晶态硒平板探测器 将X线直接转换成数字信号,1.数字X射线放射影像（DR）设备系统 数字X射线放射影像（DR），是直接将X射线光子通过电子暗盒转换为数字化图像，是一种广义上的直接数字化X射线影像，它可分为非直接数字放射影像（IDR）和直接数字放射影像（DDR）。而狭义上的直接数字化影像是指直接数字放射影像（DDR），采用影像直接转换技术的数字放射影像，是真正意义上的直接数字化X射线放射影像。,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,2.DR与CR成像技术的比较,3.DR设备的特点： 1）
25、DR设备具有较高的空间分辨力和低噪声率。 2）DR设备具有低的辐射剂量高的密度分辨率。 3）DR成像速度快。 4）DR设备采用直接转换技术得到数字图像，有效的解决了图像的存档、管理与传输，影像信息可用光盘刻录，成本低廉，利用网络传输方便、效率高，为医学影像实现全数字化和无胶片化奠定了基础。 DR设备的发展方向：主要是非晶硒平板检测器的不断改进和提高，重点是像素单元再缩小，提高图像的分辨率；提高检测器对X线的转换率，降低X线剂量；研发高质量的图像处理软件，进一步提高图像质量。,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,4.临床应用 （1）成像速度快、图像质量
26、高，照射剂量低 （2）高级临床应用和后处理功能也正在不断扩展 ：组织均衡、双能量减影、放大、翻转等 （3）增加了准确诊断的信心,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,2.7 直接数字化X线摄影系统（DR）,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,造影检查：通过在人体中引入对比剂（造影剂），产生对比差异，使一些组织或器官显影，消化、泌尿、循环系统的造影检查。 数字减影血管造影（digital subtraction angiography, DSA）是20世纪80年代兴起的一项医学影像技术，国内现已广泛应用于临床。 DSA技术是影像增强技术、电视技术和计算机技术相结合的产物,建立在图像相减的基
27、础上。 X射线造影所获得的图像中，仍然存在影像重叠问题，若把人体同一部位造影前、后的两帧图像相减，则可获得只反映两帧图像中有差异（造影）部分的图像，这就是所谓的减影技术。 目前，DSA是基于顺序图像的数字减影，其结果是在减影图像中消除了整个骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂充盈的血管在减影图中被显示出来，具有很强的对比度。,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,（一）DSA系统和功能 、影像增强-摄像机：把透过人体的线经影像增强管转换为可见荧光，使亮度增强5000-10000倍，再由视频摄像机变为电信号供数字化
28、处理。 2、对数放大-模数变换：把电视摄像机的输出信号转换为数字图像矩阵。采用对数放大器的目的是形成线性灰阶，即用对数放大特性来压缩影像中亮的部分的对比，扩展影像中暗的部分的对比。 3、存储器 (1)存储器1：注入对比剂前的数字图像矩阵存于存储器1内作为掩模(mask)。 (2)存储器2：注入对比剂后的数字图像矩阵存于存储器2内。 (3)显示存储器：经运算逻辑电路使两图像对应部分进行数字相减，则得出减影图像矩阵，并存于显示存储器中。 4、图像处理机：一块快速图像处理机，实时处理图像系统和摄像曝光控制，在处理图像系列时，全部原始数据数字化后存储于磁盘中。,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,
29、(二)DSA的物理基础 数字减影血管造影是将造影前、后获得的数字图像进行数字减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂所充盈的血管在减影图像中显示出来，有较高的图像对比度 。 DSA中用来数字化并相减的信号取自射频摄像机的输出端，由透过人体后的X线强度决定，强度信号服从指数递减规律。 减影信号强度只与对比剂（血管）的厚度成正比，与骨和软组织的结构无关，即减影后的图像中消掉了软组织和骨等对图像的影像，突显造影血管。,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,（二）DSA的基本方法 数字减影血管造影有三种基本方法：时间减影、能量减影、混合减影。 1.时间减影 在对比剂进入欲显示血管区
30、域之前，利用计算机技术采集一帧贮存在存贮器内，作为掩模（mask），也称蒙片。它与在时间上顺序出现的充有对比剂的血管图像（称为充盈图像）一点对一点的进行相减。相同固定的图像部分（例如软组织和骨骼）就被消除，而对比剂通过血管引起的密度变化就会被突出地显示出来。减影图像突出了对比剂影像的对比度。,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,时间减影方式：序列方式、电影方式和路径图方式。 (1)序列方式：事先设定对比剂注射时间，设定各阶段采集速率、序列总长度。序列开始后自动在对比剂注射前采集mask,开始注射对比剂，按计划对对比剂充盈像逐一进行减影处理，实时显示血管充盈对比剂减影像。整个过程中线按计划脉
31、冲发生，采集。由于线剂量较强，输出图像SNR高，图像质量好，是一种普遍采用的方式。 适用：脑血管、颈动脉、腹部、四肢等活动少的部位的检查。 (2)电影方式：随着技术的进步，已经能进行25-50帧、512*512矩阵的图像采集，使活动脏器的检查达到实用阶段，这一采集速率达到了电影摄像的速度，代替了昂贵、复杂的线电影检查，称之为电影方式。 适用：心脏、冠脉、大血管等活动脏器的检查。 (3)路径图方式：,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,2.能量减影 在欲显示血管引入碘对比剂后，分别用略低于和略高于碘K-缘减影的能量（33keV）的X射线能量曝光，将这两种能量条件下曝光的影像进行数字减影处理，
32、可以突出减影影像中碘的对比度，消除其他无关组织结构对图像的影响，这种减影方式被称为能量减影。 3.混合减影 在上述两种减影方法的基础上发展的另一种减影法称为混合减影。混合减影可以避免在单纯能量减影中遇到的问题。这种方法中，在对比剂到达前或到达后都做高能和低能的图像。先做高能和低能像的减影来得到一系列的双能减影图像。在这些双能减影图像中软组织像已经被消除了。再用时间减影法处理这些双能减影图像以消除骨骼等背景。由于软组织像是用能量减影法消除的，因此软组织的运动将不会产生影响。,（四）影响图像质量的因素 1.成像方式：脉冲影像方式和连续影像方式 2.投照X线的稳定性:要求X线机的高压稳定、脉冲时序稳
33、定以及采样时间的合理和准确。 3.曝光与图像采集的匹配同步 4.噪声：对比度增加时噪声也会增加，主要包含：X线噪声、视频系统噪声（摄像机）、量子化噪声（A/D转换）以及散射线引起的噪声等。增大曝光剂量可减少噪声，另积分技术可在剂量不明显增大的情况下减少噪声。 5.设备性伪影：条纹伪影、旋涡伪影（投影系统不稳定造成）和软件伪影原因造成（.丢失的高频信息以低频形式重现，形成条纹伪影；2.当空间频率过高时容易产生过冲伪影；.X线束的密度不均匀、探测器几何尺寸的偏差等产生X线束的几何伪影；.X线束硬化产生的伪影等）。,（五）DSA设备的特点 1）更加智能化，处理数据的速度更快。 2）实现了无胶片的处理
34、方式。 3）使用的X射线剂量更低，减少了对患者的辐射伤害。 4）给病人造成的创伤小，医生操作简便。 5）图像显示、处理能力强。 6）随着技术进步，DSA有了长足发展，如旋转DSA、三维（3D）成像等，都是近年来的进步。,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,2.8 数字减影血管造影装置（DSA）,（四）DSA设备的临床应用 1.血管及其病变显示更清晰 2.选择性或超选择性插管，可显示直径在200m以下的血管及小病变 3.能够观察血流的动态图像 4.仅用较低浓度的对比剂，且用量少 5.特别适用于心脏大血管检查 6.了解心内解剖结构异常 7.观察大血管病变：主动脉夹层、主动脉瘤、主动脉缩窄、主动
35、脉发育异常等 8.显示冠状动脉、头部及颈部动脉病变,影响X线照片质量的因素 （密度、对比度、锐利度、失真度） 1X线照片的密度 （1）概念：胶片乳剂膜的卤化银在X线(穿透人体的剩余射线)的作用下，经冲洗还原为银原子后照片的黑化程度，称为X线照片的密度(黑化度)。 X线照片密度使用了光学密度这一物理量。以光强度I0入射照片，经照片吸收后透过的光强度为I，则透光率PI/I0，而阻光率是透光率的倒数，所以阻光率SI0 /I， 光学密度DlgSlg(I0 /I)，如某点的透过率为1/10，阻光率为10，则D1。,2.9 影响X线照片质量的因素,毫安秒：毫安秒与密度成正比。 当毫安秒过小、过大时，密度值
36、变化较复杂. 管电压：密度与管电压的n次方成正比，n在2.04.5，n的大小由管电压、胶片的类型、被照部位厚度等因素决定。 mAs照片密度，kV 照片对比度 被照体厚度、密度：越厚、密度越高，密度越小。 焦片距：感光效应与焦片距的平方成反比，减小焦片距可以增加感光效应，但加大了影像模糊和放大失真。,2.9影响X线照片质量的因素,增感屏:增感屏的增感率越高照片密度越大 胶片感光度:感光度大的胶片，照片密度高 照片冲洗因素：显影液配方、显影时间、显影液温度、显影液的老化程度都会对照片密度产生一定影响。 照片的本底灰雾：本底灰雾是指胶片未经曝光直接进行显影、定影处理所得照片的密度。它包括片基密度(未
37、经曝光直接定影后的照片密度，一般小于0.07)和化学灰雾，其和小于0.2。,2.9影响X线照片质量的因素,2.X线照片的对比度 （1）照片对比度(光学对比度)：X线照片上相邻组织的密度差异。 （2）影响X线照片对比度的因素（射线、被照体、屏片） 射线因素 (a)管电压：低千伏摄影时，骨、肌肉、脂肪等组织的吸收差异较大，X线照片对比度较高，高千伏时对比度较低。 (b)mAs：理论上，mAs对照片对比度没有直接影响,但是由于增加了毫安秒势必使照片密度加大，照片上原来密度较低的影像就会显示在胶片特性曲线的直线部分，从而改变对比度。 (c)散射线：产生灰雾而降低照片对比度,2.9影响X线照片质量的因素
38、,3.X线照片的锐利度 几何模糊： (a) X线管的焦点：焦点越小，半影越小，锐利度越高。 要尽量选择小焦点，增加焦体距，减小体片距。,2.9影响X线照片质量的因素,4X线照片的失真度 照片的失真度：物体影像与实际物体在几何尺寸和形状上的改变程度。 失真度有两方面的含义：放大与变形。 影响失真度的因素 焦体距：越大，放大越小。 体片距：越小，放大越小。 被照部位的摆放：被照部位的长轴应尽量与胶片平面平行，以减小变形。 焦点与被照体的相对位置：将被照体置于焦点的正下方，可以减小歪斜失真。,2.9影响X线照片质量的因素,2.11 医学X射线影像设备及其成像质量的描述指标,(一)医学X射线影像设备的
39、主要描述指标 （1）X射线光源尺寸 （2）X射线管的电压和电流 （3）X射线剂量 （4）信噪比 （5）可探测的量子效率(DQE) （6）动态曝光范围 （7）调制传递函数(MTF),2.11 医学X射线影像设备及其成像质量的描述指标,(二)医学X射线影像设备成像质量的主要描述指标 （1）对比度 （2）空间分辨率 （3）图像的灰度级 （三）影响X射线影像设备成像质量的主要因素 （1）散射线 （2）曝光条件 （3）信号转换过程 （4）图像的后处理,2.12 传统医学X射线影像设备与应用,特点： 1. 历史悠久，检查费用较低，应用广泛。 2. 照射剂量大，分辨率受限。 3. 影像不能后处理，不利于存储
40、和传输。,医生看胶片诊断,模拟图像,胶片的存储,2.12 传统医学X射线影像设备与应用,1. 传统医学X射线影像设备在临床诊断中的应用 (1)应用范围 1）用于骨与关节疾病的诊断 2）用于胃肠疾病的诊断 3）用于呼吸系统疾病的诊断 4）用于其它疾病的诊断,肩关节脱位,乙状结肠扭转,支气管肺炎,2.12 传统医学X射线影像设备与应用,(2)应用类型 1）X射线透视机 2）X射线摄影机,X射线透视机,X射线摄影机,获得数字化图像的方法 获得数字化图像的方法主要有两种类型，一个是把传统的X射线胶片上的模拟信息数字化，另一个是直接从检测装置获得数字化的图像。 传统的X射线胶片数字化 常用的方法有两个：
41、 一是通过电视摄像机扫描X射线胶片，并对获得的视频信号进行模数转换从而得到数字化图像，特点：获取图像的速度快，操作简单，价格便宜，但图像质量一般； 二是主要采用电荷耦合器件（CCD，Charge-Coupled Device,一种固体成像设备）实现图像的数字化，图像质量优于视频扫描系统，但转换时间较长。,2.12数字医学X射线影像设备的应用,2.直接从检测装置获得数字化的图像 最简单的实现方法是类似胶片视频扫描系统，直接从监视器获得模拟输出，然后用捕捉帧的方法将其转化为数字图像。另一种实现方法是在现有成像设备的基础上改进图像接收部件，如使用影像板或者数字荧光X线摄影，由于不用改变现有的检查过程
42、，因此容易实现。,2.12数字医学X射线影像设备的应用,1. 图像质量高 2. X射线剂量减少 3. 实时显示、调整图像 4. 可实现无胶片化 5. 易于管理 6易于融入PACS系统 7. 智能化处理,2.12数字医学X射线影像设备的应用,清晰的数字图像,计算机实时成像,处理后的图像,DR设备具有代表性的装置,2.12数字医学X射线影像设备的应用,Hologic EPEX DR系统,国内东软数字医疗生产的 DR设备,2.12数字医学X射线影像设备的应用,数字X线成像的优点 诊断资料更多，背影杂波极低 曝光剂量减少，感光宽容度大 可藉电脑处理，影像选择增强 数码摄影系统，资料存储光盘 日后储存传输，可进PACS系统 Picture Archiving Commnicating System,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,2.12数字医学X射线影像设备的应用,日立 TU-6000设备图,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,2.12数字医学X射线影像设备的应用,日立 TU-6000成像图,1. 数字医学X射线影像设备在医学诊
