第九章 數(shù)字X線成像設(shè)備

主要內(nèi)容1、數(shù)字X線成像設(shè)備的分類和各自優(yōu)點缺點2、影像信號數(shù)字化過程3、A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器同圖像質(zhì)量的關(guān)系一、醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展方向提高敏感性（Sensitivity）提高特異性（Specification

）減少創(chuàng)傷性（

Invasiveness）降低成本（MinimalCost）容積乘積、數(shù)字化信息、工作流管理、PACS、遠(yuǎn)程放射學(xué)、擴展后處理功能功能成像、代謝信息、圖像融合第一節(jié)概述基因治療（Genetherapy）

、分子影像學(xué)（MolecularImaging）

常規(guī)放射數(shù)字化（DigitalRadiography）其他新技術(shù):腦磁圖（Magnetoencephalograph,MEG

）或磁源成像（MSI）光學(xué)相干（OpticalCoherenceImaging,OCT）計算機輔助診斷（ComputerAssistedDiagnosis,CAD）閱片模式二、目前數(shù)字化影像設(shè)備現(xiàn)狀

CT、MRI、DSA、US均已數(shù)字化傳統(tǒng)X線屏片系統(tǒng)（占60-70%檢查量）仍為模擬圖像，以膠片為主要成像手段三、傳統(tǒng)X線攝影的劣勢以膠片為成像介質(zhì)，集圖像采集、顯示、存儲和傳遞多個功能為一體，限制了單個功能的改進，無法對圖像進行后處理動態(tài)范圍有限，不能清晰表達(dá)組織的細(xì)微吸收差異劑量高，劑量利用率低，量子檢出率（detectivequantumefficiency，DQE）僅為20％～30％DQE=(S/Nout)2/(S/Nin)2

攝影線性差，密度分辨率低，對曝光條件要求嚴(yán)格，容許偏差小成像時間長，運行成本高昂存儲困難、空間占用大傳遞限制，檢索困難，QC困難攝影速度快

X線膠片：十幾分鐘

CR：幾十秒

DR：幾秒鐘

圖像清晰：分辨率高、灰階度寬、獲取信息量大、圖像信息丟失少、圖像無畸變

后處理功能強：窗寬窗位、放大縮小、圖像旋轉(zhuǎn)、黑白翻轉(zhuǎn)、標(biāo)記測量等多種處理獲取信息更多：動態(tài)范圍寬，一次攝影圖像中看到多種組織結(jié)構(gòu)，“真實還原”四、數(shù)字X線攝影的優(yōu)勢輻射劑量小

拍攝胸片時僅需3-5mR的照射量，比常規(guī)方式降低30%-70%，這是因為數(shù)字成像系統(tǒng)對X線的利用率高，其量子檢出率DQE可達(dá)60%以上。圖像保存方便便于遠(yuǎn)程圖像傳輸節(jié)省開支，創(chuàng)造經(jīng)濟效益五、數(shù)字X線成像設(shè)備的分類1、數(shù)字X線成像設(shè)備將X線影像數(shù)字化并進行圖像處理后，再變換為模擬圖像顯示的X線設(shè)備2、根據(jù)工作原理分類

DF（digitalfluorography，數(shù)字熒光成像）CR（computedradiography，計算機X線攝影）DR（digitalradiography，數(shù)字X線攝影）（1）DF（digitalfluorography,數(shù)字熒光成像、數(shù)字透視）X線被影像增強器接收后，經(jīng)X線電視系統(tǒng)（如攝像管）轉(zhuǎn)換為模擬視頻信號，再用A/D轉(zhuǎn)換器（如視頻采集卡）變換為數(shù)字圖像信號DF是較早的X線影像數(shù)字化技術(shù)，包括有DSA（digitalsubtractionangiography，數(shù)字減影血管造影）、DSI（digitalspotimaging，數(shù)字胃腸點片）等有存貯固定影像的功能，可行無劑量診斷影像增強器損失5％的對比度，影像質(zhì)量略差于傳統(tǒng)X線膠片攝像管動態(tài)范圍小，難發(fā)現(xiàn)微小組織差異影像增強器視野小，觀察范圍有限D(zhuǎn)F的特點：（2）CR（computedradiography，計算機X線攝影）

以存儲屏/影像板記錄X線影像，通過激光掃描使存儲信號轉(zhuǎn)換成光信號，再用光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號，然后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，輸入計算機處理，成為高質(zhì)量的數(shù)字圖像1982年由富士膠片株式會社開發(fā)出FCR并推向市場提高了圖像的密度分辨率和顯示能力可實施圖像后處理，增加了信息功能曝光量較少、曝光條件寬容度較大存儲、傳輸方便圖像空間分辨率受限多步驟成像，設(shè)備工作效率較低CR的特點：（3）DR（digitalradiography,數(shù)字X線攝影）

廣義上的DR指將計算機數(shù)字化能力與常規(guī)X線攝影/透視裝置相結(jié)合的技術(shù)。常規(guī)X線裝置檢測到的X線信息被轉(zhuǎn)換為數(shù)字化形式，再經(jīng)強化或減影等后處理再進行成像

廣義上的DR涵蓋了CR、DF、DSA、SPR（scannedprojectradiography，掃描投影X線攝影）等各種數(shù)字X線技術(shù)廣義上的DR分類方法還不是很統(tǒng)一A.按讀出方式分類

根據(jù)X射線曝光到圖像的顯示過程，分為非直接讀出方式（nondirectreadout）和直接讀出方式（directreadout）

非直接讀出方式是指多步驟成像、需完成多次人工操作，F(xiàn)uji公司的CR就是一種非直接讀出方式

直接讀出方式是指從X射線曝光到圖像的顯示過程中沒有更多的人為干預(yù)，病人經(jīng)過X射線曝光后，醫(yī)生即可在顯示器上直接觀察到圖像

這一技術(shù)最先提出的是Swissray公司，它的產(chǎn)品稱為dDR，其中d的含義即為直接讀出（directreadout）的意思B.按轉(zhuǎn)換方式分類

根據(jù)X線信號的轉(zhuǎn)換方式，分為直接轉(zhuǎn)換方式（DirectConvert）和間接轉(zhuǎn)換方式（IndirectCovert） 直接轉(zhuǎn)換器件在接受X射線曝光照射后，X線光子直接轉(zhuǎn)換為電信號。最早是杜邦公司的DR-DirectRayTM產(chǎn)品，轉(zhuǎn)換所采用的器件主要有平板探測器（FlatPanelDetector，F(xiàn)PD）

間接轉(zhuǎn)換器件先要將X射線光子轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽猓缓笤俎D(zhuǎn)換為電信號C.按工作方式分類

分為數(shù)字透視（DigitalFluorography,DF）和數(shù)字?jǐn)z影（DigitalRadiography,DR） DF分為：用影像增強器（I.I）－攝像管采集信號和用FPD采集信號兩類DR則分為：直接放射成像（DDR，DirectDigitalRadiography）和間接放射成像（IDR，IndirectDigitalRadiography）注意！

從以上分類來看，DR是一個泛指的、廣義的概念，它包括了各類數(shù)字化X射線攝影（DigitalRadiography）技術(shù)。 單從DR這一名稱，無法了解設(shè)備的技術(shù)和性能，并且常會被由其帶來的一些模糊概念所混淆。因此應(yīng)從技術(shù)角度了解其技術(shù)基礎(chǔ)和實現(xiàn)這一技術(shù)所采用的器件，才能對設(shè)備有正確的理解。狹義的DR一般特指DF（數(shù)字熒光成像）本課程講述的DR為廣義上的DR，包含DF、CR和其他所有數(shù)字化X射線攝影技術(shù)，可以劃分為直接放射成像（DDR，DirectDigitalRadiography）和間接放射成像（IDR，IndirectDigitalRadiography）兩類

a、直接放射成像（DDR）采用X線探測器直接將X線影像直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號圖像 采用的探測器件有電離室、平板探測器FPD（aSi/aSe）等

b、間接放射成像（IDR）先獲得可見光模擬影像，再經(jīng)轉(zhuǎn)換器件轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像采用的轉(zhuǎn)換器件有I.I-TV、熒光體-CCD、熒光體-aSi/aSe、數(shù)字化膠片掃描儀等對于數(shù)字X線成像，掌握以下概念：DF（digitalfluorography，數(shù)字熒光成像，數(shù)字透視）CR（computedradiography，計算機X線攝影）IDR（indirectdigitalradiography，數(shù)字化間接放射成像）DDR（directdigitalradiography，數(shù)字化直接放射成像）DF是最先產(chǎn)生的平片數(shù)字化技術(shù)，但由于其成像質(zhì)量、信息含量等遠(yuǎn)不如傳統(tǒng)X線攝影，已逐步被淘汰CR的出現(xiàn)才真正標(biāo)志著數(shù)字化X線技術(shù)時代的到來1981年6