数字X线设备ppt课件.pptx

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1、第四章第四章 数字数字X线设备线设备4.1 概述概述4.2 计算机计算机X线摄影设备线摄影设备4.3 数字数字X线摄影设备线摄影设备4.4 数字减影血管造影设备数字减影血管造影设备12022-7-312022-7-3124.1 概述概述 数字数字X线设备是指把线设备是指把X线透射图像数字化并进行处理，线透射图像数字化并进行处理，再转换为数字图像显示的一种再转换为数字图像显示的一种X线设备。线设备。根据成像原理不同，这类设备可分为：根据成像原理不同，这类设备可分为： 计算机计算机X线摄影系统（线摄影系统（computed radiography, CR） 数字数字X线摄影系统（线摄影系统（dig

2、ital radiography, DR） 数字荧光数字荧光X线摄影系统（线摄影系统（digital fluorography, DF） DSA数字血管造影是数字血管造影是DF的典型代表的典型代表3 CR是用存储屏记录是用存储屏记录X线影像，通过激光扫描使存储信号转换为线影像，通过激光扫描使存储信号转换为光信号，再经光信号，再经A/D转换后，输入计算机处理，形成高质量的数转换后，输入计算机处理，形成高质量的数字图像。字图像。 DR可分为间接数字可分为间接数字X线摄影（线摄影（indirect DR）和直接数字）和直接数字X线摄线摄影（影（direct DR） 。IDR是先从是先从X-TV或或X

3、线胶片获得模拟图像，线胶片获得模拟图像，再利用数字化扫描仪把胶片上记录的模拟信息数字化，转换为再利用数字化扫描仪把胶片上记录的模拟信息数字化，转换为数字图像。数字图像。 DDR是采用是采用X线探测器直接将线探测器直接将X线影像变为电信号，线影像变为电信号，再转化为数字图像。再转化为数字图像。 DF是是X线被影像增强器接受后，经线被影像增强器接受后，经X-TV系统转换为模拟视频信系统转换为模拟视频信号，再经号，再经A/D转换器变换为数字图像信号，输入计算机处理，转换器变换为数字图像信号，输入计算机处理，形成高质量的数字图像。形成高质量的数字图像。4数字数字X线成像与传统的增感屏胶片成像相比：线成

4、像与传统的增感屏胶片成像相比： 改善了图像显示的质量改善了图像显示的质量 用户在获得了数字化图像后，很容易对它作各种灰用户在获得了数字化图像后，很容易对它作各种灰度处理，使它来适应显示器的动态范围。例如灰度度处理，使它来适应显示器的动态范围。例如灰度级的级的“窗口处理窗口处理”。 减少对病人的照射剂量减少对病人的照射剂量 在传统的在传统的X线成像系统中，病人的照射剂量与接受线成像系统中，病人的照射剂量与接受器的灵敏度以及胶片的曝光性能有关。在数字器的灵敏度以及胶片的曝光性能有关。在数字X线线成像系统中，上述两项约束可以放宽，只要图像中成像系统中，上述两项约束可以放宽，只要图像中信噪比足够高就可

5、以了。在低剂量照射中损失的一信噪比足够高就可以了。在低剂量照射中损失的一部分对比度可以在图像后处理中将灰度调整过来。部分对比度可以在图像后处理中将灰度调整过来。5 图像后处理功能图像后处理功能 现代数字图像处理技术可以对所获得的数字图像进行各种现代数字图像处理技术可以对所获得的数字图像进行各种有效的处理。例如，用低通滤波的方法可以去除噪声；用有效的处理。例如，用低通滤波的方法可以去除噪声；用高通滤波的方法增强图像的边缘。后面将要介绍的高通滤波的方法增强图像的边缘。后面将要介绍的DSA技技术就是在图像数字化基础上实现的。术就是在图像数字化基础上实现的。低通滤波低通滤波高通滤波高通滤波6 可利用大

6、容量的光盘、硬盘存储数字影像，消除用可利用大容量的光盘、硬盘存储数字影像，消除用胶片记录胶片记录X线带来的种种不便，并可方便地接入线带来的种种不便，并可方便地接入PACS，实施联网，更高效、低耗、省时间、省空，实施联网，更高效、低耗、省时间、省空间地实现影像的存储、传输、诊断。间地实现影像的存储、传输、诊断。B综上所述，数字综上所述，数字X线设备的发展对远程放射学系统线设备的发展对远程放射学系统的发展具有决定性的影响，这些设备将成为大、中的发展具有决定性的影响，这些设备将成为大、中型医院放射科的主导设备，具有广阔的发展前景。型医院放射科的主导设备，具有广阔的发展前景。7影像信号（模拟图像）的数

7、字化影像信号（模拟图像）的数字化 数字图像显示为二维的矩阵，一幅图像矩阵中的小数字图像显示为二维的矩阵，一幅图像矩阵中的小单元叫象素，是构成数字图像的最小元素。将一幅单元叫象素，是构成数字图像的最小元素。将一幅模拟图像分割为模拟图像分割为NN（ N行行N列列 ）个象素的，这一）个象素的，这一过程称为过程称为采样采样，这就是空间分辨率（用，这就是空间分辨率（用N表示）。表示）。89 空间分辨率分别为空间分辨率分别为512、256、128、64、32、16，可见，可见采样频率低会出现采样频率低会出现“马赛克马赛克”效应效应10 用数值表示象素的值，也就是灰阶（灰度级），这一用数值表示象素的值，也就

8、是灰阶（灰度级），这一过程称作过程称作量化量化，这就是对比度分辨率。如，这就是对比度分辨率。如8位（位（8bit）量化，就是量化，就是256级灰阶。级灰阶。灰阶灰阶黑黑灰灰白白012825511A/D转换器转换器是实现是实现X线图像数字化的关键部件，对线图像数字化的关键部件，对X线影像进行采样和量化。线影像进行采样和量化。A/D转换器的采样频率越转换器的采样频率越高，数字图像的空间分辨率就越高；高，数字图像的空间分辨率就越高；A/D转换器的转换器的位数越大（量化程度越大），数字图像的对比度分位数越大（量化程度越大），数字图像的对比度分辨率就也越大，如辨率就也越大，如8位位A/D有有256级灰阶

9、，级灰阶，10位位A/D有有1024级灰阶。级灰阶。2022-7-31124.2 计算机计算机X线摄影装置线摄影装置4.2.1 分类、基本结构分类、基本结构4.2.2 影像板影像板4.2.3 读取装置读取装置4.2.5 图像存储装置图像存储装置4.2.6 评价标准评价标准4.2.7 使用注意事项和保养使用注意事项和保养 133.2.1 分类、基本结构分类、基本结构CR用存储荧光屏作面探测器。它采用用存储荧光屏作面探测器。它采用影像板影像板（image plate,IP）作探测器。）作探测器。CR与常规与常规X线摄影相比，除了信线摄影相比，除了信息数字化带来的优点外，还具有对比度分辨率高、辐息数

10、字化带来的优点外，还具有对比度分辨率高、辐射剂量小等优点。但其空间分辨率不如胶片的高。射剂量小等优点。但其空间分辨率不如胶片的高。14CR主要由信息采集、信息转换、信息处理、信息存主要由信息采集、信息转换、信息处理、信息存储和记录等部分组成。储和记录等部分组成。15163.2.2 影像板影像板CR影像不是直接记录于胶片上，而是先记录在影像影像不是直接记录于胶片上，而是先记录在影像板（板（IP）上，）上，IP可以重复使用，但它不能直接显像。可以重复使用，但它不能直接显像。3.2.2.1 结构：结构：光激励发光（光激励发光（photon stimulation light, PSL）荧光层）荧光层

11、173.2.2.2 成像原理成像原理 射入射入IP的的X线量子被线量子被PSL荧光层内的荧光层内的PSL荧光物吸收，荧光物吸收，释放出电子。其中部分电子分布在荧光物内呈半稳态，释放出电子。其中部分电子分布在荧光物内呈半稳态，形成潜影，完成形成潜影，完成X线信息的采集和存储。当激光束逐行线信息的采集和存储。当激光束逐行扫描（二次激发）已有潜影的扫描（二次激发）已有潜影的IP时，半稳态的电子转换时，半稳态的电子转换成荧光，即发生成荧光，即发生PSL现象，亦称光致发光现象。所产生现象，亦称光致发光现象。所产生的荧光强度与第一次激发时的荧光强度与第一次激发时X 线的能量精确地成正比，线的能量精确地成正

12、比，完成光学影像的完成光学影像的读出。读出。183.2.3 读取装置读取装置分类与结构分类与结构 CR系统的读取装置可分为暗盒型和无暗盒型系统的读取装置可分为暗盒型和无暗盒型 暗盒型读取装置暗盒型读取装置其特征是将其特征是将IP置于与常规置于与常规X线线摄影暗盒类似的盒内，它可以摄影暗盒类似的盒内，它可以代替常规摄影暗盒在任何代替常规摄影暗盒在任何X线线机上使用。由激光读出潜影信机上使用。由激光读出潜影信息；然后息；然后IP被传送到潜影消除被传送到潜影消除部分，经强光照射后，消除部分，经强光照射后，消除IP上的潜影，送回暗盒内，供反上的潜影，送回暗盒内，供反复使用。复使用。19读出原理读出原理

13、 存储在存储在PSL荧光物质中的图像是潜像，存储的形式为连荧光物质中的图像是潜像，存储的形式为连续模拟信号，要将其读出并转换为数字化信号，需要下续模拟信号，要将其读出并转换为数字化信号，需要下图所示的图所示的激光扫描系统激光扫描系统。受激光激发产受激光激发产生的生的PSL荧光荧光20更具体地说，存储在更具体地说，存储在IP上的潜像分两步读出：上的潜像分两步读出： 用一束微弱的激光瞬间粗略地扫描用一束微弱的激光瞬间粗略地扫描IP，并立即计算，并立即计算出潜像的出潜像的PSL发光强度的发光强度的直方图直方图；横坐标为横坐标为灰度级灰度级的值，纵的值，纵坐标为某个坐标为某个灰度级出现的灰度级出现的次

14、数次数（或百分比）。为了（或百分比）。为了便于表示，往往将纵坐标便于表示，往往将纵坐标用出现概率表示。用出现概率表示。21 在获取上述信息的基础上，自动调整光电倍增管的在获取上述信息的基础上，自动调整光电倍增管的灵敏度及放大器的增益，再用高强度的激光精细地灵敏度及放大器的增益，再用高强度的激光精细地读出潜像，并实现数字化。读出潜像，并实现数字化。影响影响CR图像质量的因素图像质量的因素 PSL物质的特性；读取系统的电、光学特性物质的特性；读取系统的电、光学特性 激光束的直径激光束的直径 光电及传动系统的噪声光电及传动系统的噪声 数字化的影像数字化的影像 A/D转换器中采样频率和量化级数。前者关

15、系着数字转换器中采样频率和量化级数。前者关系着数字图像的空间分辨率，后者关系着数字图像的对比度图像的空间分辨率，后者关系着数字图像的对比度分辨率。分辨率。223.2.4 计算机图像处理计算机图像处理B常规常规X线照片的影像特征是由照相条件、增感屏及胶片决定的，不能加线照片的影像特征是由照相条件、增感屏及胶片决定的，不能加以改变。以改变。CR系统则不同，由于使用高精度扫描及读出的数字信号可通系统则不同，由于使用高精度扫描及读出的数字信号可通过计算机进行图像处理，所以能够在大范围内改善图像质量，最终获过计算机进行图像处理，所以能够在大范围内改善图像质量，最终获得稳定、高质量的图像。得稳定、高质量的

16、图像。（1）图像处理的环节）图像处理的环节（2）图像读出灵敏度自动设定）图像读出灵敏度自动设定克服克服X线成像期间由于曝光过度或曝光不足产生的图像密度不稳定型。线成像期间由于曝光过度或曝光不足产生的图像密度不稳定型。 自动预读程序，进行直方图分析，从而自动确定自动预读程序，进行直方图分析，从而自动确定X线剂量范围，决定本次读线剂量范围，决定本次读出出IP图像的最佳条件，具体的说就是光电倍增管的灵敏度和放大器的增益。图像的最佳条件，具体的说就是光电倍增管的灵敏度和放大器的增益。（3）图像的后处理）图像的后处理 灰阶变换处理（影响对比度，拉伸灰度级）；空间频率处理（影响锐度，灰阶变换处理（影响对比

17、度，拉伸灰度级）；空间频率处理（影响锐度，边缘增强）；动态范围压缩边缘增强）；动态范围压缩 233.2.5 图像存储装置图像存储装置载体：硬盘、可刻录光盘载体：硬盘、可刻录光盘DVD；PACS 2022-7-31244.3 X线数字摄影装置线数字摄影装置4.3.1 构成构成4.3.2 分类分类4.3.3 工作原理工作原理4.3.4 注意事项注意事项4.3.5 CR与与DR的比较的比较25DR( digital radiography )的研究开始于上世纪的研究开始于上世纪70年代年代末，是在影像增强器末，是在影像增强器-TV系统的基础上发展起来的，系统的基础上发展起来的，利用利用A/D转换器将

18、模拟视频信号数字化，再进行计转换器将模拟视频信号数字化，再进行计算机图像处理。算机图像处理。DR的分类：的分类： 间接间接X线数字摄影装置线数字摄影装置 IDR 直接直接X线数字摄影装置线数字摄影装置 DDR1995年年11月在月在RSNA（Radiological Society of North America 芝加哥国际医学影像技术产品展）上展出芝加哥国际医学影像技术产品展）上展出了第一台性能优于了第一台性能优于CR的的DDR样机。样机。http:/www.rsna.org/4.3.1 构成构成 / 4.3.2 分类分类262018 RSNA - AI faster, safer, qu

19、antitative, precise and affordable274.3.3 工作原理工作原理1. 间接间接X线数字摄影装置线数字摄影装置IDR基本结构基本结构X线机线机图像接收器图像接收器数据采集器数据采集器图像处理器图像处理器存储器存储器系统控制器系统控制器监视器监视器I.I-TV成像链成像链A/D软件软件/硬件硬件28工作原理工作原理 IDR由影像增强器把作为信息载体的由影像增强器把作为信息载体的X线转换为可见光，线转换为可见光，再由再由CCD（一种半导体器件，具有光敏特性，即在光一种半导体器件，具有光敏特性，即在光照射下能产生与光强度成正比的电子电荷量，可形成照射下能产生与光强度

20、成正比的电子电荷量，可形成电信号电信号）或真空摄像管转换成）或真空摄像管转换成模拟视频信号模拟视频信号，再经，再经A/D转换后形成数字图像信号。转换后形成数字图像信号。光学系统光学系统A/D数字图像信号数字图像信号29目前，采用目前，采用CCD器件的器件的I.I-TV成像链系统的采样矩成像链系统的采样矩阵阵40964096像素，灰度分辨力达像素，灰度分辨力达12Bit，采样速度，采样速度已达已达64帧帧/秒。秒。IDR系统的主要缺陷系统的主要缺陷 I.I和摄像管中的光散射，引起的图像质量下降。和摄像管中的光散射，引起的图像质量下降。 I.I的视野小，边缘和中心分辩力不一致。的视野小，边缘和中心

21、分辩力不一致。30直接直接X线数字摄影装置线数字摄影装置DDRDDR指采用指采用X线探测器直接把线探测器直接把X线转换为模拟电信号线转换为模拟电信号并进行数字化的方法，不同于先获得模拟图像（可并进行数字化的方法，不同于先获得模拟图像（可见光图像），再对模拟图像进行数字化的方法。见光图像），再对模拟图像进行数字化的方法。早期的早期的DDR采用采用X线扫描投影，再经放大合成为二维线扫描投影，再经放大合成为二维图像。图像。90年代中期，年代中期，平板型探测器平板型探测器(flat panel detector FPD)型型DDR。31DDR扫描投影扫描投影DDR平板探测器平板探测器DDR非晶态硒型非

22、晶态硒型非晶态硅型非晶态硅型非晶态硒非晶态硒：将：将X线直接转换为数字信号。线直接转换为数字信号。非晶态硅非晶态硅：X线先经闪烁发光晶体转换成可见光，线先经闪烁发光晶体转换成可见光， 再转换为数字信号的。再转换为数字信号的。321.扫描投影扫描投影DDR 点扫描法点扫描法 X线束逐点对人体扫描。闪烁晶体（碘化钠）探测器线束逐点对人体扫描。闪烁晶体（碘化钠）探测器内将内将X线转换成可见荧光后，被反光材料反射到光电线转换成可见荧光后，被反光材料反射到光电倍增管变倍增管变 成电信号，输出电脉成电信号，输出电脉 冲序列信号，经冲序列信号，经A/D 转换为数字信号，构成一幅二维图像。转换为数字信号，构成

23、一幅二维图像。电脉冲信号电脉冲信号数字图像数字图像像素像素33点扫描法的优点是光散射体积小，减少了光散射引起点扫描法的优点是光散射体积小，减少了光散射引起的图像质量下降；缺点是机械运动复杂，扫描时间长。的图像质量下降；缺点是机械运动复杂，扫描时间长。 线（扇）形扫描法线（扇）形扫描法 X线经狭缝准直成线束或扇束，在任意线经狭缝准直成线束或扇束，在任意 在任一瞬间只照射人体某一薄层，探测在任一瞬间只照射人体某一薄层，探测 器输出按器输出按“行行”分布的电信号，扫描一次分布的电信号，扫描一次 的电脉冲序列信号经的电脉冲序列信号经A/D转换后，变成转换后，变成 数字图像中数字图像中“行行”。 342

24、.DDR使用的使用的X线探测器线探测器 气体电离室探测器气体电离室探测器 由许多单元组成一行的直线阵列，每个单元构成一由许多单元组成一行的直线阵列，每个单元构成一个像素，大小个像素，大小0.5mm0.5mm，惰性气体惰性气体1cm探测器阵列探测器阵列收集极平面收集极平面放大器放大器金属丝，流金属丝，流过电离电流过电离电流35 非晶态硒型平板探测器非晶态硒型平板探测器 封装在类似胶片夹的暗盒内，主要由集电矩阵、硒层、封装在类似胶片夹的暗盒内，主要由集电矩阵、硒层、电介质、定层电级和保护层。集电矩阵由电介质、定层电级和保护层。集电矩阵由薄膜晶体管薄膜晶体管(thin-film transistor

25、,TFT)呈矩阵型排列，非晶态硒涂呈矩阵型排列，非晶态硒涂抹在集电矩阵上，它对抹在集电矩阵上，它对X线敏感，有很高的解像能力。线敏感，有很高的解像能力。36硒型硒型FPT的工作原理的工作原理顶层电极顶层电极集电矩阵集电矩阵入射入射X X线光子在硒层线光子在硒层中产生电子空穴对中产生电子空穴对TFT存储电荷存储电荷储存电荷量与入储存电荷量与入射射X线强度成正线强度成正比，每个比，每个TFT就就成为一个采集图成为一个采集图像的最小单元：像的最小单元：像素像素。37像素信息的读取像素信息的读取 TFT像素的尺寸直接决定图像的空间分辨率，如每个像像素的尺寸直接决定图像的空间分辨率，如每个像素素139m

26、139 m，在，在17 14的范围内有多少像素的范围内有多少像素? 1 英寸英寸2.5400 厘米厘米 行像素行像素: 17 2.54 10-2 / (13910-6) = 3106 列像素列像素: 14 2.54 10-2 / (13910-6) = 2558 1714 英寸非晶硒数字平板探测器的像素英寸非晶硒数字平板探测器的像素 3106 2558数字图像数字图像入射入射X线线硒型探测器暗盒硒型探测器暗盒A/D38 非晶态硅型非晶态硅型FPD 把碘化铯闪烁发光晶体覆盖在光电二极管矩阵上把碘化铯闪烁发光晶体覆盖在光电二极管矩阵上, ,每每个光电管就是一个像素，由薄膜非晶态氢化硅制成。个光电管

27、就是一个像素，由薄膜非晶态氢化硅制成。入射入射X线线数字图像数字图像可见光可见光电信号电信号A/D393.DDR实例实例 多丝正比扫描投影多丝正比扫描投影X线机线机金属丝金属丝放大器放大器探测器探测器40 平板探测器平板探测器DDR 非晶态硒非晶态硒FPD和非晶态硅和非晶态硅型型FPD都封装在暗盒内都封装在暗盒内41FPD安装在立式胸片架上，安装在立式胸片架上，X线束锥形成像线束锥形成像 1714 英寸非晶硒直接数字平板探测器英寸非晶硒直接数字平板探测器4243444546474.DDR与与CR的比较的比较 DDR的图像清晰度优于的图像清晰度优于CR DDR的噪声源比的噪声源比CR少，少，S/

28、N信躁比高信躁比高 DDR的拍片速度快于的拍片速度快于CR DDR的的X线转换效率高于线转换效率高于CR DDR的使用寿命比的使用寿命比CR长长 DDR有升级为透视的能力，有升级为透视的能力，CR取代胶片取代胶片2022-7-31484.4 数字减影血管造影装置数字减影血管造影装置4.4.1 基本结构基本结构4.4.2 影响图像质量的因素影响图像质量的因素4.4.3 对对X线机的要求线机的要求4.4.4 X线球管及探测器支撑装置线球管及探测器支撑装置4.4.5 导管床导管床4.4.6 高压注射器高压注射器4.4.7 数字系统数字系统4.4.8 DSA系统的特殊功能系统的特殊功能4.4.9 图像

29、质量参数及检测图像质量参数及检测4.4.10 日常维护与保养日常维护与保养 DSA是上世纪是上世纪80年代兴起的年代兴起的 一种医学影像学新技术，是一种医学影像学新技术，是 计算机与常规计算机与常规X线血管造影线血管造影 相结合的一种新型检查方法。相结合的一种新型检查方法。减影技术的基本内容是把人减影技术的基本内容是把人 体同一部位的两帧影像相减，体同一部位的两帧影像相减， 从而得出它们的差值部分，从而得出它们的差值部分， 不含对比剂的影像称为掩模不含对比剂的影像称为掩模 像或蒙片，注入对比剂后得像或蒙片，注入对比剂后得 到的影像称为造影像或充盈像。到的影像称为造影像或充盈像。图像后处理图像后

30、处理由由DSA的物理基础可知：减影后的图像信号与对比剂的物理基础可知：减影后的图像信号与对比剂的厚度成正比，与对比剂和血管的吸收系数有关，与的厚度成正比，与对比剂和血管的吸收系数有关，与背景无关。在减影图像中，骨骼和软组织等背景影像背景无关。在减影图像中，骨骼和软组织等背景影像被消除，只留下含有对比剂的血管影像。被消除，只留下含有对比剂的血管影像。DSA数字数字减影工作站减影工作站对数变换处理（对数放大）对数变换处理（对数放大） 造影图像在进行减影处理以前，应进行对数变换。造影图像在进行减影处理以前，应进行对数变换。由由于于X线在穿过人体时其强度在人体内以指数关系衰减，线在穿过人体时其强度在人

31、体内以指数关系衰减，直接减影的同一血管在与骨组织有重叠或与骨组织无直接减影的同一血管在与骨组织有重叠或与骨组织无重叠时所得的对比度是不一样的，因此，在减影前须重叠时所得的对比度是不一样的，因此，在减影前须进行对数变换，这样在减影后可得到一致的血管图像。进行对数变换，这样在减影后可得到一致的血管图像。对数变换可利用对数放大器（模拟信号而言）或置于对数变换可利用对数放大器（模拟信号而言）或置于A/D转换器后的数字查找表来实现。转换器后的数字查找表来实现。对数放大器作用：压缩图像中亮的部分的对比（类似对数放大器作用：压缩图像中亮的部分的对比（类似防止过度曝光），扩展图像中暗的部分的对比（类似防止过度

32、曝光），扩展图像中暗的部分的对比（类似黑夜中拍照的亮度增强）。黑夜中拍照的亮度增强）。对比度增强处理对比度增强处理 在影像减影过程中，如骨、肌肉、软组织等人体组织，由在影像减影过程中，如骨、肌肉、软组织等人体组织，由于对比度较大已被消除，而相对对比度较小的血管像则被于对比度较大已被消除，而相对对比度较小的血管像则被留下来。由于相减处理后所得到的对比度数值都比较小，留下来。由于相减处理后所得到的对比度数值都比较小，为了更好地观察，应进行增强对比度的处理。为了更好地观察，应进行增强对比度的处理。数字减影处理是为了更清晰地观察血管和突出血管影数字减影处理是为了更清晰地观察血管和突出血管影像，以利于对

33、病变的诊断。为了提高血管图像的可视像，以利于对病变的诊断。为了提高血管图像的可视性，图像信号的幅值应进行放大，放大倍数在性，图像信号的幅值应进行放大，放大倍数在510倍倍之间。随着信号被放大的同时，图像中的噪声也被放之间。随着信号被放大的同时，图像中的噪声也被放大。由于原始图像的信号幅值远大于噪声信号，因此，大。由于原始图像的信号幅值远大于噪声信号，因此，图像噪声不太明显。当图像经减影处理后，由于血管图像噪声不太明显。当图像经减影处理后，由于血管信号的幅值（血管像的对比度较低）仅为原始图像信信号的幅值（血管像的对比度较低）仅为原始图像信号中的一小部分，即信号幅度大大缩小，这时噪声信号中的一小部

34、分，即信号幅度大大缩小，这时噪声信号反而占了信号的主要部分。号反而占了信号的主要部分。当原始图像具有很高的当原始图像具有很高的信噪比时，最后现实的减影图像才具有较高的清晰度信噪比时，最后现实的减影图像才具有较高的清晰度。一一 基本结构和影响图像质量的因素基本结构和影响图像质量的因素1.基本结构基本结构 DSA系统中数字图像部分的硬件结构图：系统中数字图像部分的硬件结构图：视频视频信号信号A/D输输 入入查找表查找表帧存储器帧存储器ALU计算机计算机输输 出出查找表查找表减运算减运算D/A监视器监视器I.I-TV对数变换对数变换图像增强图像增强2.影像图像质量的因素影像图像质量的因素成像方式成像

35、方式 脉冲减影方式采用间脉冲减影方式采用间 歇歇X线脉冲来形成掩模线脉冲来形成掩模 像和造影像。像和造影像。脑血管，颈动脉，肝动脉，脑血管，颈动脉，肝动脉，四肢动脉等活动较慢的部四肢动脉等活动较慢的部位。位。超脉冲影像方式：超脉冲影像方式： 每秒每秒630帧，实时视频帧，实时视频肺动脉，冠状动脉，肺动脉，冠状动脉，心脏等快速活动的脏器。心脏等快速活动的脏器。投照投照X线的稳定性线的稳定性曝光与图像采集的匹配同步曝光与图像采集的匹配同步噪声噪声 X线噪声，视频系统噪声，量子化噪声，散射线线噪声，视频系统噪声，量子化噪声，散射线引起的噪声，存储噪声引起的噪声，存储噪声设备性伪影设备性伪影二二 DS

36、A对设备的特殊要求和技术措施对设备的特殊要求和技术措施1.X线发生和显像系统线发生和显像系统 X线管，高压发生器，影像增强器，电视摄像机，线管，高压发生器，影像增强器，电视摄像机，光学系统和监视器。（光学系统和监视器。（IDR系统）系统）X线发生装置线发生装置 要求要求X线管能承受连续脉冲曝光的负荷量；高压发线管能承受连续脉冲曝光的负荷量；高压发生器能产生稳定的直流高压，采用中频和高频技术。生器能产生稳定的直流高压，采用中频和高频技术。影像增强器影像增强器 通常采用可变视野的影像增强器，根据造影需要灵通常采用可变视野的影像增强器，根据造影需要灵活选用。平板型增强器。活选用。平板型增强器。光学系

37、统光学系统 为适应为适应X线剂量范围大（即输入光量变化范围大），线剂量范围大（即输入光量变化范围大），要求使用大孔径、光圈可自动调节的镜头。要求使用大孔径、光圈可自动调节的镜头。电视摄影机电视摄影机 保证输出高信躁比、高保真的视频信号。保证输出高信躁比、高保真的视频信号。CCD摄摄像机。像机。监视器监视器X线影像亮度的自动控制线影像亮度的自动控制 控制控制I.I的输出光量；控制光学系统的输出光量；的输出光量；控制光学系统的输出光量；X线剂量管理线剂量管理 删控技术；光谱过滤技术；脉冲透视技术；图像冻删控技术；光谱过滤技术；脉冲透视技术；图像冻结技术结技术2.机械系统机械系统 机架，导管床；机架

38、，导管床；C型臂型臂体位记忆技术体位记忆技术自动跟踪回放技术自动跟踪回放技术3.图像数据采集和存储系统图像数据采集和存储系统 该系统的一般结构在前已示出，由于该系统的一般结构在前已示出，由于DSA要求要求25帧帧/秒以上的实时减影，如此高的处理速度只能依秒以上的实时减影，如此高的处理速度只能依靠专用硬件来实现。靠专用硬件来实现。 动态存储器。动态存储器。4.计算机系统计算机系统 在在DSA中，计算机主要用于控制和图像后处理。中，计算机主要用于控制和图像后处理。系统控制系统控制 图像后处理图像后处理 启动启动开关开关1启动启动1X线机线机预备预备光阑光阑调整调整准备准备完毕完毕启动启动2启动启动

39、开关开关2脉冲曝脉冲曝光启动光启动高压注射高压注射器启动器启动曝光曝光结束结束采样采样脉冲脉冲状态状态恢复恢复启动开关信号，联络信号启动开关信号，联络信号Artis Q.zen floor落地型医用血管造影落地型医用血管造影X射线机适用于血管射线机适用于血管造影检查和介入治疗。造影检查和介入治疗。产品特点：产品特点：1. GIGALIX球管，热容量高达球管，热容量高达7300kHU；晶体硅平板探测；晶体硅平板探测器（器（FD 2630）；）；2. 可根据临床需求选配多种检查床（标准床、步进床、倾可根据临床需求选配多种检查床（标准床、步进床、倾斜床、斜床、OR床）床）3. syngo DynaC

40、T：通过重建：通过重建Artis系统旋转采集获得的投影系统旋转采集获得的投影数据，在导管室内即可完成断面成像；数据，在导管室内即可完成断面成像；4. syngo DynaCT Cardiac：用：用Artis血管造影系统心脏旋转血管造影系统心脏旋转造影获得的影像，在造影获得的影像，在DynaCT中进行中进行3D心室和心脏血管的心室和心脏血管的重建；重建；5. syngo Embolization Guidance功能：计划和引导栓塞；功能：计划和引导栓塞；6. syngo 3D Roadmap：可以实现将三维重现图像实时叠加：可以实现将三维重现图像实时叠加于透视图像，进行介入手术的实时引导。于

41、透视图像，进行介入手术的实时引导。4.4.3 对对X线机的要求线机的要求4.4.4 X线球管及探测器支撑装置线球管及探测器支撑装置4.4.5 导管床导管床https:/ Q.zen biplane双向系统医用血管造影双向系统医用血管造影X射线机适用于血管造影检查和射线机适用于血管造影检查和介入治疗。介入治疗。 产品特点：产品特点：1. GIGALIX球管，热容量高达球管，热容量高达7300kHU；晶体硅平板探测；晶体硅平板探测器（器（FD 2630）；）；2. 可根据临床需求选配多种检查床（标准床、步进床、倾可根据临床需求选配多种检查床（标准床、步进床、倾斜床、斜床、OR床）；床）；3. 病人

42、覆盖范围不小于病人覆盖范围不小于180cm；4. syngo DynaCT：通过重建：通过重建Artis系统旋转采集获得的投影系统旋转采集获得的投影数据，在导管室内即可完成断面成像；数据，在导管室内即可完成断面成像；5. syngo DynaCT Cardiac：用：用Artis血管造影系统心脏旋转血管造影系统心脏旋转造影获得的影像，在造影获得的影像，在DynaCT中进行中进行3D心室和心脏血管的心室和心脏血管的重建；重建；6. syngo Embolization Guidance功能：计划和引导栓塞；功能：计划和引导栓塞；7. syngo 3D Roadmap：可以实现将三维重现图像实时叠加：可以实现将三维重现图像实时叠加于透视图像，进行介入手术的实时引导于透视图像，进行介入手术的实时引导2.DSA处理的新技术处理的新技术三维血管图像的形成过程：三维血管图像的形成过程：自动跟踪回放技术自动跟踪回放技术本章完732022-7-31