影像學(xué)課件 X線重點(diǎn)2014學(xué)習(xí)資料VIP

X線產(chǎn)生的條件X線產(chǎn)生必須具備以下3個(gè)條件:電子源高速電子的產(chǎn)生電子的驟然減速燈絲加熱獲得定向直流高壓；維持管內(nèi)真空陽(yáng)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(yīng)化學(xué)效應(yīng)

生物效應(yīng)

X線質(zhì)、X線量X線質(zhì)（或稱(chēng)X線硬度）X線質(zhì)由X線的波長(zhǎng)（或頻率）決定.波長(zhǎng)又取決于管電壓的峰值.管電壓越高,波長(zhǎng)越短,穿透力越強(qiáng).X線攝影中的X線質(zhì)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(hù)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(zhì)吸收，釋放出電子。部分電子散布在熒光物質(zhì)內(nèi)呈半穩(wěn)態(tài)，形成潛影，完成Ｘ線信息的采集和存儲(chǔ)。當(dāng)用激光束逐行掃描（二次激發(fā)）已有潛影的IP時(shí)，半穩(wěn)態(tài)的電子轉(zhuǎn)換成熒光，所產(chǎn)生的熒光強(qiáng)度與第一次激發(fā)時(shí)Ｘ線的能量精確地成正比，完成光學(xué)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(chǔ)存起來(lái)，用灰色三角表示在激光的作用下，儲(chǔ)存的能量被激發(fā)出來(lái)激發(fā)出來(lái)的能量以可見(jiàn)光的形式釋放三角又變成了白色，表示儲(chǔ)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(zhǎng)與光強(qiáng)的關(guān)系稱(chēng)為發(fā)射光譜。最強(qiáng)波長(zhǎng)為390~400nm激發(fā)激光波長(zhǎng)與釋放光子強(qiáng)度的關(guān)系稱(chēng)為激發(fā)光譜。最強(qiáng)在600nm左右保證光電倍增管在400nm處有最高的檢測(cè)效率，對(duì)提高影像的信噪比很重要平板探測(cè)器DDR20世紀(jì)90年代中期出現(xiàn)平板型探測(cè)器（flatpaneldetector,FPD）：非晶態(tài)硒FPD：將X線直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；非晶態(tài)硅FPD：先經(jīng)閃爍發(fā)光晶體轉(zhuǎn)換成可見(jiàn)光，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。非晶態(tài)硒平板探測(cè)器技術(shù)參數(shù)平板尺寸：17×17（英寸）灰度等級(jí)：14bit

像素：720萬(wàn)個(gè)像素點(diǎn)分辨率：3.1LP/MM

曝光間隔：<6秒組成

封裝在暗盒內(nèi)，由集電矩陣、硒層、電介質(zhì)、保護(hù)層等構(gòu)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(duì)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(zhuǎn)換器都在探測(cè)器暗盒內(nèi)，從外部看，探測(cè)器暗盒是接收Ｘ線圖像后直接輸出數(shù)字圖像。信號(hào)讀出后，掃描電路自動(dòng)清除硒層中的潛影和電容存儲(chǔ)的電荷，以保證探測(cè)器能反復(fù)使用。非晶態(tài)硅型平板探測(cè)器

碘化銫閃爍發(fā)光晶體覆蓋在光電二極管矩陣上，每個(gè)光電管就是一個(gè)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(shí)被轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光，再由光電二極管矩陣轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，在光電二極管自身的電容上形成存儲(chǔ)電荷，每個(gè)像素的存儲(chǔ)電荷量與入射Ｘ線強(qiáng)度成正比。平板數(shù)字探測(cè)器（小結(jié)）材料種類(lèi)：CCD探測(cè)器CMOS探測(cè)器非晶硅探測(cè)器非晶硒探測(cè)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(guò)程中，激光穿到IP深部時(shí)產(chǎn)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(méi)有二次激勵(lì)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(chǔ)知識(shí)CT影像形成–“Voxel(體素)”把層厚分成很小的體積單位稱(chēng)“voxels(體素)”通常體素長(zhǎng)和寬都為1mm,與體積相對(duì)應(yīng)；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(diǎn)22222222224222222222222262222222222222222222822222222222222222222222暈狀效應(yīng)濾波反投影法優(yōu)點(diǎn)：消除了反投影法產(chǎn)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(jì)算方法就是：濾波反投影法二.X-CT基礎(chǔ)知識(shí)CT值—CT影像中每個(gè)像素所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)對(duì)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(gè)CT值圖像噪聲可用CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)表示或估計(jì):運(yùn)動(dòng)偽影&校正運(yùn)動(dòng)偽影可以用運(yùn)動(dòng)偽影重建算法(MCA)進(jìn)行補(bǔ)償Before

After金屬偽影金屬，

例如黃金，

幾乎完全吸收X線輻射，

應(yīng)此產(chǎn)生“放射狀的陰影”，

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

條紋狀偽影—也稱(chēng)部分容積偽影，

經(jīng)常發(fā)生在多骨組織結(jié)構(gòu)。

這是因?yàn)楦咴有驍?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(yīng)5mm

2mm選擇薄的層厚能預(yù)防偽影的發(fā)生,因?yàn)楦邔?duì)比度組織結(jié)構(gòu)只有一小部分被包括；但同時(shí)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(jié)合幾個(gè)薄的層厚(減少部分容積偽影)來(lái)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(yīng)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(guò)物體后光子能量的改變由該物質(zhì)的衰減系數(shù)決定，而有效能轉(zhuǎn)移到高端一值這一現(xiàn)象，稱(chēng)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(bǔ)償。w/ocorrectionw/correction嚴(yán)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(duì)相同強(qiáng)度的入射X線，探測(cè)器不可能始終輸出同樣的掃描信號(hào)。當(dāng)探測(cè)器輸出錯(cuò)誤信號(hào)甚至無(wú)信號(hào)，會(huì)導(dǎo)致圖像中的“環(huán)狀偽影”。可通過(guò)每天開(kāi)機(jī)或連續(xù)幾小時(shí)不工作后，作系統(tǒng)校正測(cè)量及其定期地作系統(tǒng)維護(hù)來(lái)防止，而一旦排除不了，須由維修工程師來(lái)解決!2D層厚3D容積

常規(guī)vs.螺旋CT...在掃描過(guò)程中，X線管連續(xù)地圍繞受檢者旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)承托著受檢者的病床勻速的向機(jī)架的掃描孔內(nèi)推進(jìn)(或勻速地離開(kāi)掃描孔)，這樣X(jué)射線束在受檢者身上勾畫(huà)出一條螺旋線軌跡，因此稱(chēng)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(shù)也叫作容積掃描。螺距與層厚螺距:

機(jī)架旋轉(zhuǎn)一周床運(yùn)動(dòng)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(dòng)性偽影校正處理：掩模像與造影像配準(zhǔn)良好，是保證DSA檢查質(zhì)量的前提。影像配準(zhǔn)不良的原因是病人身體移動(dòng)，腸內(nèi)氣體的運(yùn)動(dòng)和心臟的搏動(dòng)。更換掩模法能校正體動(dòng)、腸內(nèi)氣體引起的偽影；像素移位法能校正體動(dòng)偽影；心臟減影能校正搏動(dòng)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(zhǔn)方法，其原理是在造影劑流過(guò)要檢查的血管時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)曝光脈沖序列，假定第一次曝光是被設(shè)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(dòng)，接著再攝制一系列影像，那么減影像會(huì)因移動(dòng)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(duì)之間配準(zhǔn)良好。由于沒(méi)采用初始的掩模，所以稱(chēng)為更換掩模。更換掩模時(shí)，操作者要仔細(xì)觀察造影的系列影像，通過(guò)試湊法決定較理想的減影對(duì)，一般選擇造影團(tuán)塊到達(dá)之前瞬時(shí)的影像與造影劑峰值的影像進(jìn)行配對(duì)。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(guò)計(jì)算機(jī)程序消除移動(dòng)偽影的技術(shù)。假如在兩幀影像獲取之間人體移動(dòng)，兩個(gè)影像的減影就會(huì)產(chǎn)生配準(zhǔn)不良的偽影。為了改善減影對(duì)的配準(zhǔn)，可將掩模的局部或全部像素向相反方向移動(dòng)一定距離，使對(duì)應(yīng)像素更好地配準(zhǔn)。因?yàn)椴∪说囊苿?dòng)是在三維空間進(jìn)行的，而像素移動(dòng)只在二維空間的影像上進(jìn)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(gè)骨結(jié)構(gòu)，實(shí)線表示第二幅影像，除骨結(jié)構(gòu)外還含有充盈碘造影劑的動(dòng)脈血管，在二幅影像獲取期間骨結(jié)構(gòu)發(fā)生了移動(dòng)。圖（2）表示兩幅影像之一向左移動(dòng)，使骨信號(hào)互相對(duì)準(zhǔn)，減影后僅剩下動(dòng)脈。2）界標(biāo)：界標(biāo)技術(shù)主要為DSA的減影影像提供一個(gè)解剖學(xué)標(biāo)志，對(duì)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(qiáng)的DSA減影與原始的蒙片重合，這樣可同時(shí)顯示血管和參考結(jié)構(gòu)，即為界標(biāo)影像，骨骼或軟組織等結(jié)構(gòu)作為標(biāo)記。1）更換掩模（再蒙片）法：是DSA中最重要的影像配準(zhǔn)方法，其原理是在造影劑流過(guò)要檢查的血管時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)曝光脈沖序列，假定第一次曝光是被設(shè)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(dòng)，接著再攝制一系列影像，那么減影像會(huì)因移動(dòng)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(duì)之間配準(zhǔn)良好。由于沒(méi)采用初始的掩模，所以稱(chēng)為更換掩模。更換掩模時(shí)，操作者要仔細(xì)觀察造影的系列影像，通過(guò)試湊法決定較理想的減影對(duì)，一般選擇造影團(tuán)塊到達(dá)之前瞬時(shí)的影像與造影劑峰值的影像進(jìn)行配對(duì)。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(guò)計(jì)算機(jī)程序消除移動(dòng)偽影的技術(shù)。假如在兩幀影像獲取之間人體移動(dòng)，兩個(gè)影像的減影就會(huì)產(chǎn)生配準(zhǔn)不良的偽影。為了改善減影對(duì)的配準(zhǔn)，可將掩模的局部或全部像素向相反方向移動(dòng)一定距離，使對(duì)應(yīng)像素更好地配準(zhǔn)。因?yàn)椴∪说囊苿?dòng)是在三維空間進(jìn)行的，而像素移動(dòng)只在二維空間的影像上進(jìn)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(gè)骨結(jié)構(gòu)，實(shí)線表示第二幅影像，除骨結(jié)構(gòu)外還含有充盈碘造影劑的動(dòng)脈血管，在二幅影像獲取期間骨結(jié)構(gòu)發(fā)生了移動(dòng)。圖（2）表示兩幅影像之一向左移動(dòng)，使骨信號(hào)互相對(duì)準(zhǔn)，減影后僅剩下動(dòng)脈。實(shí)現(xiàn)機(jī)制之DICOM3.0DICOM3.0是目前醫(yī)學(xué)影像設(shè)備共同遵循的圖像保存與傳輸?shù)膰?guó)際標(biāo)準(zhǔn)。DICOM文件通常包含一個(gè)DICOM文件頭和至少一個(gè)圖像數(shù)據(jù)的集合,其中DICOM文件頭包含病人的有關(guān)信息(如姓名、ID號(hào)、性別、出生日期等)、檢查的相關(guān)信息(如圖像產(chǎn)生日期、時(shí)間、設(shè)備類(lèi)型、設(shè)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(guān)。圖像數(shù)據(jù)部分存儲(chǔ)數(shù)字醫(yī)療設(shè)備的原始圖像數(shù)據(jù),其大小因不同設(shè)備而異。為了便于存儲(chǔ)與傳輸DICOM3.0標(biāo)準(zhǔn)允許對(duì)DICOM圖像的圖像數(shù)據(jù)部分進(jìn)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(diào)制的無(wú)損壓縮)和游程編碼(RLELossless)兩種壓縮方式[1]。實(shí)現(xiàn)機(jī)制之文件系統(tǒng)目前應(yīng)用的PACS大部分是基于文件系統(tǒng)的。某個(gè)病人的某次檢查的所有DICOM圖像數(shù)據(jù)以文件形式單獨(dú)存放在文件服務(wù)器上為該次檢查建立的某一個(gè)文件夾下,而其相關(guān)信息即病人信息、醫(yī)生信息、影像費(fèi)用、診斷分析等文字信息及該圖像的物理存儲(chǔ)路徑以記錄的形式仍舊存儲(chǔ)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中,這些記錄起著索引的作用,兩者以圖像文件的名稱(chēng)建立對(duì)應(yīng)關(guān)系,這樣做使圖像數(shù)據(jù)分離出來(lái),存儲(chǔ)和管理方式更加靈活?？蛻?hù)端查詢(xún)某個(gè)病人的圖像時(shí),首先從數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上查詢(xún)相關(guān)圖像物理存儲(chǔ)的絕對(duì)路徑,然后登陸文件服務(wù)器,從相關(guān)路徑下取回圖像。PACS圖象資料作為患者健康信息，其使用應(yīng)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(yīng)當(dāng)且只應(yīng)當(dāng)供醫(yī)療目的之用。未經(jīng)授權(quán)任何其他目的使用患者信息的行為均不具有正當(dāng)性信息保護(hù)原則

未經(jīng)患者本人或其有權(quán)代理人明確同意或授權(quán)不應(yīng)當(dāng)將患者的