影像學課件 X線重點2014學習資料

X線產生的條件X線產生必須具備以下3個條件:電子源高速電子的產生電子的驟然減速燈絲加熱獲得定向直流高壓；維持管內真空陽極靶X線的特性X線特性指的是X線本身的性能，它具有以下特性：物理效應化學效應

生物效應

X線質、X線量X線質（或稱X線硬度）X線質由X線的波長（或頻率）決定.波長又取決于管電壓的峰值.管電壓越高,波長越短,穿透力越強.X線攝影中的X線質在0.008nm～0.06nm.X線量X線量是指X線光子的多少,常用mAs表示.背面保護層：材料與表面層相同，防止IP摩擦損傷。影像板成像原理射入IP的Ｘ線被PSL熒光物質吸收，釋放出電子。部分電子散布在熒光物質內呈半穩(wěn)態(tài)，形成潛影，完成Ｘ線信息的采集和存儲。當用激光束逐行掃描（二次激發(fā)）已有潛影的IP時，半穩(wěn)態(tài)的電子轉換成熒光，所產生的熒光強度與第一次激發(fā)時Ｘ線的能量精確地成正比，完成光學影像的讀出。白色三角表示未曝光X線作用使電子激發(fā)，并儲存起來，用灰色三角表示在激光的作用下，儲存的能量被激發(fā)出來激發(fā)出來的能量以可見光的形式釋放三角又變成了白色，表示儲存能量已全部釋放IP的特性：發(fā)射與激發(fā)光譜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390~400nm激發(fā)激光波長與釋放光子強度的關系稱為激發(fā)光譜。最強在600nm左右保證光電倍增管在400nm處有最高的檢測效率，對提高影像的信噪比很重要平板探測器DDR20世紀90年代中期出現(xiàn)平板型探測器（flatpaneldetector,FPD）：非晶態(tài)硒FPD：將X線直接轉換成數(shù)字信號；非晶態(tài)硅FPD：先經閃爍發(fā)光晶體轉換成可見光，再轉換為數(shù)字信號。非晶態(tài)硒平板探測器技術參數(shù)平板尺寸：17×17（英寸）灰度等級：14bit

像素：720萬個像素點分辨率：3.1LP/MM

曝光間隔：<6秒組成

封裝在暗盒內，由集電矩陣、硒層、電介質、保護層等構成。集電矩陣由按陣元方式排列的薄膜晶體管（thin-filmtransistor,TFT）組成，非晶態(tài)硒層涂在集電矩陣上，對Ｘ線敏感，并有很高的解像能力。硒型FPD原理像素矩陣讀出方式由于放大器和A/D轉換器都在探測器暗盒內，從外部看，探測器暗盒是接收Ｘ線圖像后直接輸出數(shù)字圖像。信號讀出后，掃描電路自動清除硒層中的潛影和電容存儲的電荷，以保證探測器能反復使用。非晶態(tài)硅型平板探測器

碘化銫閃爍發(fā)光晶體覆蓋在光電二極管矩陣上，每個光電管就是一個像素，由薄膜非晶態(tài)氫化硅制成。Ｘ線入射到閃爍晶體層時被轉換為可見光，再由光電二極管矩陣轉換為電信號，在光電二極管自身的電容上形成存儲電荷，每個像素的存儲電荷量與入射Ｘ線強度成正比。平板數(shù)字探測器（小結）材料種類：CCD探測器CMOS探測器非晶硅探測器非晶硒探測器ThinFilmTransistorarray薄膜晶體管陣列DDR與CR的比較DDR的圖像清晰度優(yōu)于CR，主要由像素尺寸決定，CR在讀出潛影過程中，激光穿到IP深部時產生散射使圖像模糊，降低了圖像的分辨力；DDR的噪聲源比CR少，沒有二次激勵引入的噪聲，Ｓ/Ｎ高；DDR的拍片速度快于CR，拍片間隔為5s，CR拍片間隔1min以上；二.X-CT基礎知識CT影像形成–“Voxel(體素)”把層厚分成很小的體積單位稱“voxels(體素)”通常體素長和寬都為1mm,與體積相對應；體素的大小在CT圖像上的表現(xiàn)即為“pixels(像素)”?？偤头?逆投影法)

逆投影法缺點22222222224222222222222262222222222222222222822222222222222222222222暈狀效應濾波反投影法優(yōu)點：消除了反投影法產生的圖像的邊緣失銳21.5-0.53-1剖面數(shù)據(jù)濾波函數(shù)濾波后剖面數(shù)據(jù)nxnnyz濾波后的剖面數(shù)據(jù)由下列公式得出：333-1-1-1-1-1-16-2-222-2-2229-31111-3111200000000CT中最常用的成像計算方法就是：濾波反投影法二.X-CT基礎知識CT值—CT影像中每個像素所對應的物質對X射線線性平均衰減量大小的表示。CT值的定義式：人體各組織CT值約為-1000~1000HU，即約有2000個CT值圖像噪聲可用CT值的標準偏差來表示或估計:運動偽影&校正運動偽影可以用運動偽影重建算法(MCA)進行補償Before

After金屬偽影金屬，

例如黃金，

幾乎完全吸收X線輻射，

應此產生“放射狀的陰影”，

從而在整個重建圖像上導致顯著的條狀偽影?？捎脙A斜機架角度避開或掃描前去除病人體外隨帶的金屬物質，以及使掃描層面避開金屬性物體。部分容積效應5mm

條紋狀偽影—也稱部分容積偽影，

經常發(fā)生在多骨組織結構。

這是因為高原子序數(shù)或吸收系數(shù)大的物體(骨骼)僅僅部分在被斷層面里,resultinginhighcontrasterrors.123123部分容積效應5mm

2mm選擇薄的層厚能預防偽影的發(fā)生,因為高對比度組織結構只有一小部分被包括；但同時卻增加了噪聲水平，等于損失了密度分辨率。容積偽影&校正2x2mm結合幾個薄的層厚(減少部分容積偽影)來形成厚的層厚(減少像素噪聲并提供最佳密度分辨率)。5mm射線束硬化效應由X線球管發(fā)出的X射線束是具有不同能量的、連續(xù)的光譜，通過物體后光子能量的改變由該物質的衰減系數(shù)決定，而有效能轉移到高端一值這一現(xiàn)象，稱為“線束硬化”.在所看到的圖像中表現(xiàn)為條狀或環(huán)狀偽影。線束硬化&校正

“環(huán)狀”偽影可以用“線束硬化校正”補償。w/ocorrectionw/correction嚴重的環(huán)狀偽影homogeneuousCTvalues掃描系統(tǒng)誤差由于環(huán)境、系統(tǒng)本身等種種原因，對相同強度的入射X線，探測器不可能始終輸出同樣的掃描信號。當探測器輸出錯誤信號甚至無信號，會導致圖像中的“環(huán)狀偽影”?？赏ㄟ^每天開機或連續(xù)幾小時不工作后，作系統(tǒng)校正測量及其定期地作系統(tǒng)維護來防止，而一旦排除不了，須由維修工程師來解決!2D層厚3D容積

常規(guī)vs.螺旋CT...在掃描過程中，X線管連續(xù)地圍繞受檢者旋轉，與此同時承托著受檢者的病床勻速的向機架的掃描孔內推進(或勻速地離開掃描孔)，這樣X射線束在受檢者身上勾畫出一條螺旋線軌跡，因此稱之為螺旋CT。螺旋線限定了人體組織的一段容積，所以這一技術也叫作容積掃描。螺距與層厚螺距:

機架旋轉一周床運動的距離

（定義一）螺距=掃描-圈床移距離掃描線束寬度（定義二）螺距層厚:

斷層的厚度層厚第四節(jié)數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)（2）移動性偽影校正處理：掩模像與造影像配準良好，是保證DSA檢查質量的前提。影像配準不良的原因是病人身體移動，腸內氣體的運動和心臟的搏動。更換掩模法能校正體動、腸內氣體引起的偽影；像素移位法能校正體動偽影；心臟減影能校正搏動性偽影。下面介紹這三種方法。

1）更換掩模（再蒙片）法：是DSA中最重要的影像配準方法，其原理是在造影劑流過要檢查的血管時，產生一個曝光脈沖序列，假定第一次曝光是被設定的掩模像曝光，其后則為造影像曝光。如果第一幀影像攝制后，發(fā)生病人移動，接著再攝制一系列影像，那么減影像會因移動偽影而變得模糊。在這種情況下，可選擇第之幀像作掩模像減去后面的造影像，以保證減影對之間配準良好。由于沒采用初始的掩模，所以稱為更換掩模。更換掩模時，操作者要仔細觀察造影的系列影像，通過試湊法決定較理想的減影對，一般選擇造影團塊到達之前瞬時的影像與造影劑峰值的影像進行配對。第四節(jié)數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)2）像素移位：是一種通過計算機程序消除移動偽影的技術。假如在兩幀影像獲取之間人體移動，兩個影像的減影就會產生配準不良的偽影。為了改善減影對的配準，可將掩模的局部或全部像素向相反方向移動一定距離，使對應像素更好地配準。因為病人的移動是在三維空間進行的，而像素移動只在二維空間的影像上進行，因此像素移位改善偽影的能力有限。圖3-27是像素移位的示意圖，其中，圖（1）是兩幅影像的疊加，虛線表示第一幅影像，僅含有一個骨結構，實線表示第二幅影像，除骨結構外還含有充盈碘造影劑的動脈血管，在二幅影像獲取期間骨結構發(fā)生了移動。圖（2）表示兩幅影像之一向左移動，使骨信號互相對準，減影后僅剩下動脈。2）界標：界標技術主要為DSA的減影影像提供一個解剖學標志，對病變區(qū)或血管做出精確定位。由于減影像只顯示含有造影劑的血管影像，解剖定位不明顯，就用一幀亮度已增強的DSA減影與原始的蒙片重合，這樣可同時顯示血管和參考結構，即為界標影像，骨骼或軟組織等結構作為標記。1）更換掩模（再蒙片）法：是DSA中最重要的影像配準方法，其原理是在造影劑流過要檢查的血管時，產生一個曝光脈沖序列，假定第一次曝光是被設定的掩模像曝光，其后則為造影像曝光。如果第一幀影像攝制后，發(fā)生病人移動，接著再攝制一系列影像，那么減影像會因移動偽影而變得模糊。在這種情況下，可選擇第之幀像作掩模像減去后面的造影像，以保證減影對之間配準良好。由于沒采用初始的掩模，所以稱為更換掩模。更換掩模時，操作者要仔細觀察造影的系列影像，通過試湊法決定較理想的減影對，一般選擇造影團塊到達之前瞬時的影像與造影劑峰值的影像進行配對。第四節(jié)數(shù)字減影血管造影系統(tǒng)2）像素移位：是一種通過計算機程序消除移動偽影的技術。假如在兩幀影像獲取之間人體移動，兩個影像的減影就會產生配準不良的偽影。為了改善減影對的配準，可將掩模的局部或全部像素向相反方向移動一定距離，使對應像素更好地配準。因為病人的移動是在三維空間進行的，而像素移動只在二維空間的影像上進行，因此像素移位改善偽影的能力有限。圖3-27是像素移位的示意圖，其中，圖（1）是兩幅影像的疊加，虛線表示第一幅影像，僅含有一個骨結構，實線表示第二幅影像，除骨結構外還含有充盈碘造影劑的動脈血管，在二幅影像獲取期間骨結構發(fā)生了移動。圖（2）表示兩幅影像之一向左移動，使骨信號互相對準，減影后僅剩下動脈。實現(xiàn)機制之DICOM3.0DICOM3.0是目前醫(yī)學影像設備共同遵循的圖像保存與傳輸?shù)膰H標準。DICOM文件通常包含一個DICOM文件頭和至少一個圖像數(shù)據(jù)的集合,其中DICOM文件頭包含病人的有關信息(如姓名、ID號、性別、出生日期等)、檢查的相關信息(如圖像產生日期、時間、設備類型、設備廠家等)、文件大小等數(shù)據(jù),其大小與其包含的信息直接相關。圖像數(shù)據(jù)部分存儲數(shù)字醫(yī)療設備的原始圖像數(shù)據(jù),其大小因不同設備而異。為了便于存儲與傳輸DICOM3.0標準允許對DICOM圖像的圖像數(shù)據(jù)部分進行壓縮,支持JPEG壓縮(包括基于離散余弦變換的有損壓縮和基于差分脈沖編碼調制的無損壓縮)和游程編碼(RLELossless)兩種壓縮方式[1]。實現(xiàn)機制之文件系統(tǒng)目前應用的PACS大部分是基于文件系統(tǒng)的。某個病人的某次檢查的所有DICOM圖像數(shù)據(jù)以文件形式單獨存放在文件服務器上為該次檢查建立的某一個文件夾下,而其相關信息即病人信息、醫(yī)生信息、影像費用、診斷分析等文字信息及該圖像的物理存儲路徑以記錄的形式仍舊存儲在關系數(shù)據(jù)庫服務器中,這些記錄起著索引的作用,兩者以圖像文件的名稱建立對應關系,這樣做使圖像數(shù)據(jù)分離出來,存儲和管理方式更加靈活。客戶端查詢某個病人的圖像時,首先從數(shù)據(jù)庫服務器上查詢相關圖像物理存儲的絕對路徑,然后登陸文件服務器,從相關路徑下取回圖像。PACS圖象資料作為患者健康信息，其使用應掌握以下原則醫(yī)療目的原則

除法律規(guī)定的特殊情況外，患者醫(yī)療保健信息應當且只應當供醫(yī)療目的之用。未經授權任何其他目的使用患者信息的行為均不具有正當性信息保護原則

未經患者本人或其有權代理人明確同意或授權不應當將患者的