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1、,医学影像检查技术,1895年德国物理学家伦琴教授发现了X线,X线就被用于人体检查,进行疾病诊断,形成了放射诊断学这一学科 1901年该项发现获得诺贝尔医学奖,医学影像发展史,迄今一百余年来，特别是近二十年，随着电子学、计算机科学的不断发展，医学影像设备不断更新，各种检查设备不断应用于临床。微电子和计算机图像技术处理的发展，能够对X线图像进行量化、处理、贮存、显示和传输的数字化X线成像技术已进入医学影像领域。 由以往单一的X线诊断学发展为包括：计算机体层摄影（Computer Tomography，CT）、磁共振成像（Magnetic Resonance Image，MRI）、超声成像（Ult
2、ra Sonography，USG）、影像核医学（Image Nuclear Medical）在内的医学影像学（Medical Imageology）,70年代兴起的介入放射学（Interventional Radiology）使医学影像发展成为诊断和治疗的综合学科。目前，介入放射学已成为医疗工作中的重要支柱 医学影像学的范畴，进一步得到了深入发展，实验影像研究已逐步开展，功能影像学、远程放射学（Teleradiology）、分子影像学正在发展与开通。,学习医学影像（技术）学的目的 了解这些成像技术的基本成像原理、方法和图像特点 熟悉和掌握图像的观察、分析与诊断原则，有利于扫描技术的完善。 掌
3、握正常人体结构和器官的影像表现，为诊断学提供更完善的价值信息，显示疾病的更多影像特征 比较不同成像技术在疾病诊断中的价值与限度,X线成像知识,一、X线成像基本原理与设备 1895年德国物理学家伦琴发现了一种能量很高、肉眼看不见、穿透力很强、能使荧光物质发光的射线，称为X线,（X线本质是一种电磁波，具有一定波长和频率，由于X线能量大，可是物质产生电离，故属于电磁波中的电离辐射，X线肉眼看不见，不带电。） X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶产生的 X线发生装置主要包括X线管,变压器,操作台,X线成像,1952年，影像增强电视系统的研制成功为提高影像亮度和清晰度，降低X线的辐射剂量做出了巨大贡献
4、，使X线诊断实现了“明室观察，隔室操作”的革命性飞跃。,X线成像,一、X线成像产生过程 向X线管灯丝供电,加热在阴级产生自由电子 当X线管两极存在高压时,两极间电势差大 电子以高速由阴极向阳极行进 轰击（阳极）钨靶而发生能量转换 1%以下的转化为X线,其余转化为热能,X线产生过程,二、X线的特性 穿透性（penetrativity） 波长短，穿透力强，能穿透一般可见光线不能穿透的各种不同密度物质X线穿透性为成像的基础。 X线波长范围0.0006-50nm,用于X线成像的波长为 0.008-0.031nm. 荧光效应(fluorescence) X线能激发荧光物质（硫酸锌镉、钨酸钙）产生肉眼可见
5、的荧光，使波长短的X线转换成波长长的荧光X线透视检查的基础,X线成像,感光效应(photosensitization) X线照射涂有溴化银的胶片感光，产生潜影，经显影定影处理黑白影像X线感光效应与穿透性为成像的基础 电离效应(ionization) X线通过任何物质都可产生电离效应,可能造成机体和细胞结构生理和生物学的改变放射治疗学的基础和放射防护的原因,X线成像,三、X线成像原理 X线成像一方面基于X线具有一定穿透性、荧光作用和感光作用 另一方面基于人体组织结构之间有密度和厚度差异 当X线透过人体不同组织结构时,被吸收的程度不同,所以到达荧光屏或胶片上的X线量有差异,因此就形成明暗或黑白对比
6、不同的影像,X线成像,X线影像的形成具备以下三个条件： X线具有一定穿透性,能穿透人体的组织结构 被穿透组织结构存在密度和厚度差异,X线在穿透过程中被吸收的量不同,剩余的X线量有差别 这个有差别的剩余X线,经过显像过程就可获得有黑白对比,层次差异的X线图像,X线成像,不同人体组织结构，根据其密度的高低及其对X线吸收的不同可分为三类： 高密度：骨、钙化组织-对X线的吸收多-剩余X线量少-照片为白影,透视为黑影 中等密度：软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织及体液-剩余X线中等-照片及透视上介于白影与黑影之间 低密度：脂肪、空气-对X线的吸收少-剩余X线量多-照片为黑影，透视为白影 X线照片的白黑
7、排序：骨-肌肉-液体-脂肪-空气,X线成像,X线成像,四、X线图像特点 X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成,是灰阶图像。 在X线诊断术语中，用密度的高低表达影像的白-黑 、高密度-中等密度-低密度分别表达白、灰、黑影,X线成像,病理变化可使人体组织密度发生变化,不同组织密度的病理变化可形成相应病理X线影像 X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和,是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影像 X线束是从X线管向人体作锥形投射，因此，X线影像有一定程度的放大和失真，产生伴影,X线成像,五、X线检查技术 常规检查透视（fluoroscopy)普通X线摄影（plain
8、 film radiography) 特殊检查体层摄影（tomography)高千伏摄影（high kilovoltage radiography)软X线摄影 又称钼靶摄影（molybdenum target radiography)放大摄影 造影检查,X线成像,造影检查（contrast examination) 普通X线检查依靠人体自身组织的天然对比形成影像，对于缺乏自然对比的结构或器官可将密度高于或低于该结构或器官的物质引入器官内或其周围间隙，人为使之产生密度差别而形成影像,此即造影检查 引入的物质称为对比剂（comtrast media),X线成像,六、X线诊断的临床应用 X线具有成像
9、清晰，经济，简便的优点 胃肠道 骨肌系统 胸部(呼吸系统有循环系统),X线成像,七、X线检查的防护 技术方面 采取距离防护和屏蔽防护的原则 患者方面 选择恰当的检查方法,避免一次大剂经常照射,投照时注意范围和条件,对性腺、甲状腺等敏感器官应用铅皮加以遮盖 工作人员方面 认真执行有关放射防护标准,采取必要的防护措施,正确进行X线检查操作,定期进行计量监测和身体检查 目前公众个人全身受照射的年剂量应低于5mSv.,X线成像,普通X线成像,其摄影是模拟成像,是以胶片为介质对图像信息进行采集,显示,存储及传送 缺点是摄影技术条件要求严格,曝光宽容度小;照片上灰质固定;图像不能十分清晰显示各种不同的组织
10、与结构,密度分辨率低;且胶片的利用与管理也不便 因此,数字X线成像非常必要(digital radiography,DR),X线成像,DR的主要特点：,1.直接将X线光子转换为数字图像。2.分辨率高，图像清晰、细腻，可实时显示数字图像，成像速度快，5秒钟即可成像于屏幕，提高工作效率，减少病人等候时间3.具有影像后处理如数字减影、边缘增强、放大、黑白翻转、图像平滑等功能，可从中提取出丰富可靠的临床诊断信息，尤其对早期病灶的发现可提供良好的诊断条件。4.它能用较低的X线剂量得到高清晰的图像，同时也使病人减少了受X射线辐射的危害。,DR的发展趋势：,1.检测器的改进和提高，主要是像素单元再缩小，提高
11、图像的分辨率；提高检测器对X线的转换率，降低X线剂量。 2.研发高质量的图像处理软件，进一步提高图像质量。 3.更人性化设计，资源网络化、共享化。4.随着DDR系统地不断改进和提高，产品日渐成熟，价格地降低，它们将大部分取代CR，在近10-20年内DR和CR共存，但最终CR由DR完全取代。,悬吊式+ 立式摄 影架,DR图象显示界面：,移动式DR：,C 形 臂,第八章 数字X线摄影技术 digital radiography,DR,数字X线摄影技术,学习目标：1.说出数字X线图像的构成要素及质量参数2.阐述数字X线图像后处理的理论方法、临床应用意义；3.了解CR、DR的工作原理、结构构成、临床应
12、用操作；4.结合临床，灵活运用数字X线图像的后处理技术，提高影像质量。,数字X线摄影技术,5.理解并掌握CR、DR的操作步骤及临床应用。6.学会应用PACS影像工作站检索、查询、浏览、影像信息再处理需要掌握以下几点：（1）数字X线成像技术；（2）数字图像的质量参数：矩阵、像素、密度分辨率、空间分辨率、灰阶、图像尺寸、SNR；（3）数字图像处理包含的内容（4）CR系统结构组成（5）IP的概念及分型qqaaaaaaaaaa,数字X线摄影技术,（6）数字化成像与传统X线摄影比较（7）PACS的概念,第一节 数字X线成像基础知识 第二节 计算机X线摄影 第三节 数字X线摄影 第四节 数字成像技术应用
13、第五节 PACS简介 第六节 数字X线摄影及阅片的一般指导,本章所属节,DR成像基本原理和设备 数字X线成像是将普通X线摄影装置或透视装置与计算机相结合,使X线信息由模拟信息转换为数字信息依其结构上的差别分为: 计算机成像(computer radiography,CR)数字X线荧光成像(digital fluorography,DF)，多用数字电片系统，消化道胃肠造影多用，又称DSI点片系统。平板探测器(flat panel detectors)数字X线成像(DDR),X线,PACS,典型的数字X线成像系统基本结构,被照体,影像板,影像读取装置 X线影像-数字信号,影像处理装置 各种影像处理
14、,影像记录装置 数字信号-光信号,控制计算机,荧光,影像存储装置 光盘 磁带,激光打印机,胶片,第一节 数字X线成像基础知识,屏片方式摄影,存储,数字技术,模拟技术,数字方式摄影,图像后处理,动态范围宽,一张片子,一、模拟图像与数字图像,非量化的模拟图像：传统X线照片是X线透过人体组织器官后空间位置的平面投影，记录的信息是连续的模拟信息，每一小单元的灰度值随曝光强度和显影时间的增加在一定范围连续变化，形成从白色到黑色的连续函数的灰度信号的图像。 数字量化的数字图像：人为地将非量化的模拟图像分成有限个“像素”的小区域，这个像素的灰度平均值用一个二进制整数数字来表示，形成图像信息为数字量化的图像，
15、即数字图像。量化后的二进制整数灰度值又称灰度值即灰阶。灰阶有2N决定，N称位（bit),用来表示像素的灰度精确度。例如210灰度级表示灰度范围从1-1024级。灰度范围又图像的灰度分辨力、对比度分辨力、密度分辨力。N数大，图像表现出的灰阶范围大，图像的对比度分辨力就高。常用灰度级为210-12.,一、模拟图像与数字图像,模拟图像与数字图像转换的关键部件：A/D转换器。 作用：把模拟图像信号（灰度)分解成彼此分离的信息，把图像的连续灰度分离成不连续的灰阶，并赋予每个灰阶相应的二进制整数，二进制转换器的位数多，数字化精度高，灰度范围大，对比度分辨力高。无限量地增加灰度数，量子噪声随之升高，会引起S
16、NR的下降。,模拟信号,随时间和距离连续变化,信号采样,信号量化,数字图像,A / D,二、数字成像的基本概念,1矩阵：数字图像所有像素阵列数字图像矩阵，是一个整数数值的2维数组。采样一个点获得一个数字，采样点不是随意的，一般将投影平面长宽均分成若干小格来形成，如图是一个6X6的矩阵。常用的矩阵有320320、512512、10241024等。,二、数字成像的基本概念,2像素组成矩阵的基本单位（小格），具有数量值和大小值。像数数目=阵列行X列数。如3108X3108每个像数大小约0.139mmX0.139mm数量值用二进制位数表示，如256X256（28），表示为8bit。数量值与大小值关系为对于432mmX432mm的探测面积采样矩阵与像素大小(mm)关系256X256 （28） 1.69X1.69512X512 （29） 0.84X0.841024X1024（210） 0.42X0.42,
