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1、医学影像成像原理,第三章 计算机X线摄影,曹 琰 山东医学高等专科学校,第一节 CR成像基本条件第二节 CR系统工作流程与成像原理第三节 CR系统的图像处理第四节 CR影像质量标准与影响因素,学习目标,1.掌握 CR的成像过程；IP的结构及特性；CR的后处理方法。2.熟悉 CR的成像理论；影响CR图像质量的因素。,计算机X线摄影（Computed Radiology，CR），是以成像板（Imaging Plate，IP）作为载体，经X线曝光及信息读出处理形成数字影像的摄影技术。,CR的历史：,1983年由日本富士公司研制成功。,第一节 CR成像基本条件,CR系统由X线机、IP、影像阅读器、后处
2、理工作站和存储装置等组成。,、成像板,IP是CR成像系统的关键部件，,IP只具有记录功能，不具备影像显示功能。,IP有正反之分，从外观上看，正面如同增感屏，反面为黑色。,IP的外观：,1、IP的结构：,表面保护层,成像层（PSL物质层）,基板,背面保护层,PSL物质层：具有PSL现象的物质,表面保护层：聚酯类纤维，保护PSL物质层,PSL物质成分：含有2价铕离子的氟氯化钡结晶体,PSL结晶体颗粒直径：47m,颗粒增大，发光强，清晰度降低,称氟卤化钡铕（BaFXEu2+，X=Cl,Br,I）,基板：PSL物质的支持体，厚度在200350m,避免激光在PSL物质层和基板之间反射，基板制成黑色,背面
3、保护层：聚酯类纤维，防止使用过程中与IP之间的摩擦损伤。,2、IP的规格与类型,IP的常用规格,3543cm（1417英寸）,3535cm（1414英寸）,2530cm（1012英寸）,2025cm（810英寸）,IP的类型,ST（Standard）,HR（High Resolution）,3、IP的特性：,（2）IP可重复使用,（5）IP存储的信息易消退,（6）IP易受天然辐射的影响,（3）IP的发射光谱与激励光谱不同,（4）IP的光发射寿命期短,（1）IP可发生光发光现象,某些物质在第一次受到照射光（一次激励光）照射时，能将一次激励光所携带的信息贮存（记录）下来，当再次受到照射光（二次激励
4、光）照射时，能发出与一次激励光所携带信息相关的荧光。,（1）IP可发生光激励发光现象（PSL现象）,第一次对IP激励的光：X线,第二次对IP激励的光：激光,机制：,（2）IP可重复使用,机制：,IP的第一次激励：,IP的第二次激励：,（3）IP的发射光谱与激励光谱不同,IP的发射光谱,IP的激励光谱（激光发射光谱）,IP的发射光谱,IP的激励光谱（激光发射光谱）,（4）IP的光发射寿命期短,以Eu2+为发光中心的氟溴化钡的PSL寿命为0.8s，不发生信息的重叠。,荧光体经激励后，发射荧光的强度达到初始值的1/e所用的时间。,（6）IP易受天然辐射的影响,（5）IP存储的信息易消退,IP存储的信
5、息8h后可减少25%，摄影后抓紧读出,X线,紫外线,射线,激励,IP,IP使用前，必须进行擦除,4.IP使用注意事项,（1）IP可以重复使用；,（2）IP在8小时以上未使用，则在使用前应使用强光照射，消除可能存在的潜影；,（3）在使用中，应注意避免IP出现擦伤；,（4）由于IP中的荧光物质对放射线、紫外线敏感度远高于普通X线胶片，因此摄影前、后的IP都要屏蔽。,（5）摄影后的IP上的潜影会因光的照射而消退，所以必须避光。在8小时之内将信息读取。,（6）避光不良或漏光的IP上的图像会因贮存的影像 信息量减少而变得发白，这与普通胶片正好相反。,二、影像阅读器,CR系统的影像阅读装置：,无暗盒型,暗
6、盒型,第二节 CR系统工作流程与成像原理,一、CR系统工作流程,包括：影像信息采集、影像信息转换、影像信息处理、影像信息存储。,CR的具体工作过程：,X线,被照体,IP（成像板）,A/D转换器,工作站（影后处理装置）,储存,打印,激光阅读器（光激励发光扫描仪）,显示,光电倍增管,影像阅读器,光激励发光扫描仪（PSL扫描仪）,二、CR系统成像原理,影像信息的采集（第一象限）,影像信息的读取（第二象限）,影像信息的处理（第三象限）,影像信息的再现（第四象限）,四象限理论,第一象限：影像信息的采集,曝光量,X线的曝光量与发出的荧光在1104范围呈线性关系,第二象限：影像信息的读取,在影像读出装置（I
7、RD）中完成输出的是数字信号,第三象限：影像信息的处理,在工作站的影像处理装置（IPC）中完成，是进行图像后处理。,第四象限：影像信息的再现,通过胶片（影像记录装置IRC）的选取，使影像落在胶片的直线部。,第三节 CR系统的图像处理,CR系统的图像处理环节：,第一环节第二象限：曝光数据识别器（EDR）,第二环节第三象限：图像处理功能,第三环节第四象限：获得优质照片影像,第一环节第二象限：曝光数据识别器（EDR）,曝光数据识别器（EDR）包括：,分割表示范围的识别处理,曝光区域的识别处理,直方图分析、修正,一、与检测功能有关的处理,曝光数据识别处理流程：,曝光区域识别,用一束微弱激光预读IP，获
8、得预读出影像的直方图,与机器根据摄影部位自设的直方图相比较,以合适的条件读出,敏感度（S）和宽容度（L）,第二环节第三象限：图像处理功能,1、动态范围压缩处理,2、谐调处理（层次处理）,3、空间频率处理,4、能量减影处理,二、与显示功能有关的处理,1、动态范围压缩处理,2、谐调处理（层次处理）,调整影像对比度、影像整体密度,谐调曲线类型（GT）,旋转中心（GC）,旋转量（GA）,谐调曲线移动量（GS）,谐调曲线类型（GT）：16种,旋转中心（GC）：0.32.6,旋转量（GA）：-44,谐调曲线移动量（GS）：-1.441.44,3、空间频率处理,频率增强程度（RE）：,频率类型（RT）：12
9、类型,频率等级（RN）：09,低频等级（03）：大结构,中频等级（45）：普通结构,高频等级（69）：小结构,4、减影处理,减影方式,能量减影,时间减影DSA,能量减影,两次曝光法,一次曝光法,能量减影原理：,一次曝光法能量减影：,使用两块同样大小的IP，,夹着一0.6mm厚金属铜板。,骨组织影像,能量减影获得的图像,软组织影像,普通影像,第四节 CR影像质量标准与影响因素,一、CR影像质量标准,（1）CR的影像必须满足诊断需要,（2）CR照片信息全面,（3）IP尺寸选择合理,（4）影像放大比例一致,（5）影像整体画面美观，影像无失真变形。,（6）CR摄影时，对敏感的组织和器官尽可能屏蔽。,二、影响CR影像质量的因素,1、决定系统响应性的因素,2、CR系统的噪声,3、空间分辨力,1、决定系统响应性的因素：,进入IP的散射线,激光束在IP荧光层上的散射,激光束的扩散取决于,激光束的直径,激光在荧光层的散射,电子系统的响应特征,2、噪声,CR系统噪声,量子噪声（X线量依赖性噪声）：取决于mAs,固有噪声（非X线量依赖性噪声）,X线量子噪声：低剂量区、高剂量区,光量子噪声：,重要作用-IP的结构噪声,表 IP的信息容量和空间分辨力,3、空间分辨力,
