醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第章 數(shù)字X線設(shè)備

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1、醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第章醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第章 數(shù)字?jǐn)?shù)字X線設(shè)備線設(shè)備第1頁(yè)，共98頁(yè)。學(xué)習(xí)目標(biāo)一、掌握X線計(jì)算機(jī)攝影的基本結(jié)構(gòu)及成像原理。二、掌握數(shù)字?jǐn)z影裝置的基本結(jié)構(gòu)和成像原理。三、孰悉數(shù)字減影血管造影像裝置的基本結(jié)構(gòu)和對(duì)設(shè)備的特殊要求。 第2頁(yè)，共98頁(yè)。目錄一、概述二、計(jì)算機(jī)X線攝影裝置三、數(shù)字X線攝影裝置 第3頁(yè)，共98頁(yè)。第一節(jié) 概述第4頁(yè)，共98頁(yè)。第一節(jié) 概述 數(shù)字X X線成像設(shè)備 是指X線透射圖像數(shù)字化并進(jìn)行圖像處理再變成模擬圖像顯示的一種設(shè)備。第5頁(yè)，共98頁(yè)。數(shù)字X線成像與傳統(tǒng)增感屏、膠片成像的比較1.對(duì)比度分辨率高2.動(dòng)態(tài)范圍廣、曝光容度寬3.輻射劑量小4.圖像后處理功能強(qiáng)5.可

2、利用大容量存儲(chǔ)器存儲(chǔ)數(shù)字圖像，并可方便接入PACS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)圖像的存儲(chǔ)、傳輸和診斷。6.數(shù)字X線設(shè)備的空間分辨力（約為2040LP/cm）不如屏-膠組合（理論值為5070LP/cm）的高。第一節(jié) 概述第6頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第7頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備一、基本組成CR主要由信息采集、信息轉(zhuǎn)換、信息處理、信息存儲(chǔ)和記錄等部份組成第8頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v信息采集:IP代替膠片,以潛影的形式記憶X線圖像v信息轉(zhuǎn)換:由影像讀取裝置實(shí)現(xiàn),將潛影變?yōu)閿?shù)字圖像信號(hào)v信息處理:由計(jì)算機(jī)完成,對(duì)數(shù)字圖像進(jìn)行各種相關(guān)后處理v信息存儲(chǔ)和記錄:利用存儲(chǔ)媒介如光盤

3、等激光相機(jī)打印CT掃描機(jī)主要由硬件結(jié)構(gòu)和軟件結(jié)構(gòu)兩大部分組成第9頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備二、CRCR工作原理：v用存儲(chǔ)屏記錄X線影像，通過(guò)激光掃描使存儲(chǔ)信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，此光信號(hào)經(jīng)過(guò)光電倍增管轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)處理，形成高質(zhì)量的數(shù)字圖像。第10頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第11頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備三、影像板（一）影像板結(jié)構(gòu)v表面保護(hù)層v光激勵(lì)發(fā)光熒光層（PSL)v基板v背面保護(hù)層第12頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備表面保護(hù)層：聚酯樹脂類纖維制成，能彎曲、耐磨損、透光性好。保護(hù)熒光層不受外界溫度、濕度和輻射的影響。

4、涂布蘭色濾光層，提高清晰度第13頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備熒光成像層：用多聚體溶液把微量的二價(jià)銪的氟鹵化鋇晶體相互均勻結(jié)合涂布而成。v v它把第一次照射光的信號(hào)記錄下來(lái)，當(dāng)再次受到光刺激時(shí)，會(huì)釋放存儲(chǔ)的信號(hào)（摻入二價(jià)銪Eu 2+的氟囟化鋇BaFXEu 2+ X=Cl、Br、I）第14頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備基板：聚酯樹脂類纖維制成。保護(hù)熒光物質(zhì)層免受外力損傷。顏色：第15頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v 背面保護(hù)層：材料與表面層相同，避免IP在使用過(guò)程中的摩擦第16頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v （二）影像板工作原理v 射入IP板的X線光子被

5、IP熒光層內(nèi)輝盡性熒光體（PSL）吸收，釋放出電子，其中部分電子散布在熒光體內(nèi)呈半穩(wěn)定態(tài)，形成潛影，完成X線信息的采集和存儲(chǔ)。 v激光掃描IP板，發(fā)生光激發(fā)輝盡現(xiàn)象（光致發(fā)光現(xiàn)象），發(fā)出的熒光強(qiáng)度與第一次激發(fā)時(shí)X線的能量成正比，完成光學(xué)影像的讀出。第17頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備（三）特性1 1. .發(fā)射光譜與激發(fā)光譜由IP受激發(fā)而釋放出的光子波長(zhǎng)與光強(qiáng)的關(guān)系稱為發(fā)射光譜。最強(qiáng)波長(zhǎng)為390400nm 。PSL強(qiáng)度與讀取光波波長(zhǎng)的關(guān)系曲線稱為激發(fā)光譜。最強(qiáng)在600nm左右。第18頁(yè)，共98頁(yè)。2.2.時(shí)間響應(yīng)當(dāng)停止用激光照射熒光物時(shí)，PSL強(qiáng)度按其衰減規(guī)律逐漸終止。IP的PSL強(qiáng)度

6、衰減速度很快，不會(huì)發(fā)生采集和讀出信息的重疊。3.3.動(dòng)態(tài)范圍 直線性 特大寬容度1:10000 可以精確地檢測(cè)到每一種組織間極小X線吸收差異第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第19頁(yè)，共98頁(yè)。4.4.存儲(chǔ)信息的消退 X線激發(fā)IP后，潛影存儲(chǔ)于熒光體中，在讀取前一部分電子隨時(shí)間延長(zhǎng)將逃逸從而使第二次激發(fā)時(shí)的熒光強(qiáng)度減少，稱為存儲(chǔ)信息的消退。 IP消退很微弱，8h減少25%。受時(shí)間、溫度影響。 第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第20頁(yè)，共98頁(yè)。5.5.天然輻射的影響 來(lái)自建筑物上固定裝置、天然放射性元素、宇宙射線、IP板上微量放射性元素。 IP不僅對(duì)X線敏感，對(duì)其他電磁波也敏感，如紫外線、射線、射線射線及電

7、子線等。 長(zhǎng)期存放會(huì)產(chǎn)生小黑斑。 使用前必須激光擦除。 第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第21頁(yè)，共98頁(yè)。（四）使用注意事項(xiàng) 1.選用較大得IP來(lái)記錄X線影像，大大減少膠片尺寸的選擇次數(shù)。 2.IP再次使用時(shí)，最好重作一次光照射，以消除潛影。 3.由于IP的熒光物質(zhì)對(duì)X線得敏感度高，要求很好的屏蔽。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第22頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備四、讀取裝置（一）結(jié)構(gòu)1.暗盒型讀取裝置：將IP置入常規(guī)X線攝影暗盒類似的盒內(nèi)，它可替代常規(guī)攝影暗盒在任何X線機(jī)上使用。2.無(wú)暗盒型讀取裝置：IP在X線曝光后直接被傳送到激光掃描和潛影消除處理，供重復(fù)使用。第23頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié)

8、 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v （二）讀取裝置原理：第24頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v 讀出原理：（1）用一束微弱的激光粗掃IP，并立即算出讀出圖像的直方圖（）自動(dòng)調(diào)整光電倍增管的靈敏度及放大器的增益，再用高強(qiáng)度激光精細(xì)地讀出潛影，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，經(jīng)過(guò)各種圖像處理，獲得最佳的適合于診斷的數(shù)字X線圖像。第25頁(yè)，共98頁(yè)。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備v （三）影響圖像質(zhì)量好壞的因素1.激光束的直徑：越小越好2.光電及傳動(dòng)系統(tǒng)的噪聲3.數(shù)字化的影響取樣頻率低“馬賽克”偽影量化級(jí)數(shù)少“等高線”偽影一般數(shù)字化取樣間隔為.1像素的灰度級(jí)為8bit時(shí)，就可獲得較滿意的數(shù)字圖像第26頁(yè)，共98頁(yè)。五、計(jì)算

9、機(jī)圖象處理. .圖象處理環(huán)節(jié)v圖像讀出過(guò)程的處理：圖像讀出靈敏自動(dòng)設(shè)定，圖度自動(dòng)獲得最佳密度和對(duì)比度圖像。v圖像顯示圖像過(guò)程的處理：顯示圖像的特殊處理，以獲得較高診斷價(jià)值的圖像，也稱后處理。v圖像存儲(chǔ)和記錄過(guò)程的處理：在不影響圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上壓縮圖像，并可進(jìn)行保存和傳輸。還可用激光相機(jī)打印出圖像。第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第27頁(yè)，共98頁(yè)。2.2.圖象讀出靈敏度自動(dòng)設(shè)定為在不同X線劑量下，獲得相同圖像質(zhì)量，采用靈敏度自定設(shè)定功能。預(yù)讀程序流程：第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第28頁(yè)，共98頁(yè)。3.3.圖像后處理v灰階處理v空間頻率處理v動(dòng)態(tài)范圍壓縮v減影處理v疊加處理圖像處理：調(diào)節(jié)亮度、對(duì)比度、

10、窗寬、窗位、放大反轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、距離面積測(cè)量文字注釋修改病人資料等第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第29頁(yè)，共98頁(yè)。第30頁(yè)，共98頁(yè)。圖像讀出靈敏度自動(dòng)設(shè)定 大曝光劑量例1和小曝光劑量例2第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第31頁(yè)，共98頁(yè)。六、存儲(chǔ)與記錄裝置v硬盤v光盤七、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（參考教材）八、使用注意事項(xiàng)和保養(yǎng)（參考教材）第二節(jié) 計(jì)算機(jī)X線攝影設(shè)備第32頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備第33頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備一、構(gòu)成二、分類三、工作原理四、 CR CR 與DRDR的比較第34頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備一、構(gòu)成DR由X線發(fā)生器、X線探測(cè)器、圖像處理器、圖像顯示器等組

11、成1.X線發(fā)生器：采用中、高頻逆變發(fā)生器。線探測(cè)器：是將X線信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件3.圖像處理器：其功能包括各種圖像處理，如灰階變換、黑白反轉(zhuǎn)、圖像濾波降噪、放大等。4.圖像顯示器：用于攝影圖像的重現(xiàn)閱讀第35頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備二、分類1.非晶硒平板探測(cè)器型2.非晶硅平板探測(cè)器型3.多絲正比室掃描型攝像機(jī)型第36頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備三、工作原理1.非晶硒平板探測(cè)器（1 1）結(jié)構(gòu)：基板、集電矩陣、硒層、電介層、頂層電極、保護(hù)層等組成第37頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備（2 2）工作原理入射X線光子在硒層中的產(chǎn)生電子-空穴對(duì)，在頂層電極和集電矩陣間外加

12、高電壓電場(chǎng)的作用下，電子和空穴向反方向移動(dòng)，形成信號(hào)電流，被相應(yīng)單元的接受電極所收集，形成信號(hào)電荷，每個(gè)像素都有一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管，起開關(guān)作用，在讀取控制信號(hào)的作用下，依次讀出并經(jīng)放大后被同步轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信號(hào)第38頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備2.2.非晶態(tài)硅平板探測(cè)器（1）結(jié)構(gòu)：由基板、非晶硅陣列、碘化銫層等構(gòu)成 TFTX-ray第39頁(yè)，共98頁(yè)。第40頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備（2 2）工作原理非晶硅FPD受X射線照射后，將X線圖像轉(zhuǎn)換為熒光圖像，再經(jīng)非晶硅光電二極管構(gòu)成的矩陣轉(zhuǎn)換成圖像電信號(hào)，在計(jì)算機(jī)讀出電路的控制下，依次讀出，再經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后，獲得數(shù)字圖像信號(hào)。第41

13、頁(yè)，共98頁(yè)。閃爍體GOS非晶體硅傳感器外罩閃爍體： GOS GOS傳感器: : 非晶體硅成像范圍： 14x 14x1717像素： 2,208 x 2,688 pixel 2,208 x 2,688 pixel象素尺寸： 160m 160m分辨率： 3.1 lp/ mm 3.1 lp/ mm灰階度： A/D: 14bits A/D: 14bits 大面積金屬絕緣體半導(dǎo)體傳感器操作環(huán)境： 5 5 3535C C 303075% 75% RHRH第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備第42頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備3. .多絲正比室掃描型DRDR（1 1）結(jié)構(gòu)： 高壓電源、水平狹縫、多絲正比室、機(jī)械

14、掃描系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、計(jì)算機(jī)控制、圖像處理系統(tǒng)等組成。第43頁(yè)，共98頁(yè)。（2）工作原理 錐形X線束經(jīng)水平狹縫準(zhǔn)直后形成平面扇形X線束。通過(guò)病人被檢部位后射入水平放置的多絲正比室窗口，在被探測(cè)器接收后，機(jī)械掃描裝置使X線管頭、水平狹縫及探測(cè)器沿垂直方向作均勻的同步平移掃描，到達(dá)新位置后再作水平照射投影；如此重復(fù)進(jìn)行，就完成一幅圖像的采集。多絲正比室的每根金屬絲都與一路放大器相連，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)數(shù)字化后，輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像處理。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備第44頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備4. .CCDCCD攝像機(jī)型DR DR （1 1）結(jié)構(gòu)：主要由熒光板、反光板、CCD攝像機(jī)、計(jì)

15、算機(jī)控制及處理系統(tǒng)等組成。 第45頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備（2）工作原理 X線透過(guò)人體被檢部位后，經(jīng)濾線柵濾除散射線到達(dá)熒光板，將X線圖像轉(zhuǎn)換成熒光圖像，熒光經(jīng)透鏡反射后，通過(guò)鏡頭聚焦將可見(jiàn)光投射到CCD芯片上，CCD芯片再將可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，最終獲得數(shù)字化圖像。第46頁(yè)，共98頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備第47頁(yè)，共98頁(yè)。CCD攝像機(jī)型DR第48頁(yè)，共98頁(yè)。四、DRDR與CRCR的比較詳見(jiàn)下頁(yè)。第三節(jié) 數(shù)字X線攝影設(shè)備第49頁(yè)，共98頁(yè)。DR CR成像過(guò)程 X線人體圖像采集板數(shù)字化圖像圖像處理顯示、打印 X線人體IP板閱讀器圖像采集、診斷、質(zhì)量控制工作站顯示、打印 轉(zhuǎn)換過(guò)

16、程直接數(shù)字化 間接數(shù)字化空間分辨率 4.6lp/mm2.0lp/mm像素尺寸140m127m工作效率 大大提高，成像時(shí)間約5s，超過(guò)30人次/小時(shí)同普通X線攝影，而且增加了繁瑣的人工處理過(guò)程圖像灰階等級(jí)1216bit1012bit信噪比1LP/mm時(shí)DQE 55%，提供優(yōu)異的成像質(zhì)量1LP/mm時(shí)DQE 13%不及400速膠片質(zhì)量曝光劑量同樣質(zhì)量圖像約為CR的2/3與400速增感屏感綠片組合劑量相當(dāng)缺點(diǎn)1.技術(shù)工藝水平高，因而價(jià)格昂貴2.圖像采集板成品率較低，因而采集板尺寸受限 1.IP板間接轉(zhuǎn)換時(shí)因熒光散線導(dǎo)致分辨率降低2.工作過(guò)程類似暗盒攝影方式，無(wú)法提高工作效率，解放勞動(dòng)力3.IP板屬消

17、耗品，無(wú)形中增加了攝影成本 第50頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第51頁(yè)，共98頁(yè)。目錄一、基本結(jié)構(gòu)二、 影響圖像質(zhì)量的因素三、對(duì)X X線機(jī)的要求四、X X線管及探測(cè)器支撐裝置五、導(dǎo)管床六、高壓注射器七、數(shù)字系統(tǒng)八、DSADSA系統(tǒng)的特殊功能九、圖像質(zhì)量參數(shù)及檢測(cè)十、日常維護(hù)與保養(yǎng)第52頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備一、基本結(jié)構(gòu)v不含對(duì)比劑的影像稱為掩模像（mask imagemask image）或蒙片，注入對(duì)比劑后得到的影像稱為造影像或充盈像。v造影像減去掩模像得到減影像。v減影后的圖像信號(hào)與對(duì)比劑的厚度成正比，與背景無(wú)關(guān)。在減影像中，骨骼和軟組織等背景影像被消除，

18、只留下含有對(duì)比劑的血管影像。第53頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第54頁(yè)，共98頁(yè)。視頻信號(hào)A/D輸 入查找表ALU幀 存儲(chǔ) 器計(jì) 算 機(jī)輸 出查找表D/A第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備數(shù)字圖像硬件框圖監(jiān)視器第55頁(yè)，共98頁(yè)。二、影響圖像質(zhì)量的因素1 1成像方式（1 1）脈沖方式：采用間歇X線脈沖來(lái)形成掩模像和造影像，每秒攝取數(shù)幀影像，脈沖持續(xù)時(shí)間一般大于視頻信號(hào)一幀的時(shí)間。由于曝光X線脈沖的脈寬較大（例如100ms左右）它主要用于腦血管、頸動(dòng)脈、肝動(dòng)脈、四肢動(dòng)脈等活動(dòng)較緩慢的部位。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第56頁(yè)，共98頁(yè)。（2 2）超脈沖方式以每秒630幀的速率進(jìn)行X線脈沖

19、攝像，然后逐幀高速反復(fù)減影，具有頻率高、脈寬窄的特點(diǎn) ，能以實(shí)時(shí)視頻的速度連續(xù)觀察X線數(shù)字影像或減影像，具有較高的動(dòng)態(tài)清晰度。這種方式能適應(yīng)肺動(dòng)脈、冠動(dòng)脈、心臟等快速活動(dòng)的臟器，影像的運(yùn)動(dòng)模糊小。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第57頁(yè)，共98頁(yè)。（3 3）連續(xù)方式所用X線可以是連續(xù)的，也可以是脈沖的，得到與攝像機(jī)同步的、頻率為每秒25幀的連續(xù)影像。因采像頻率高，能顯示快速運(yùn)動(dòng)的部位，如心臟、大血管，時(shí)間分辨力高。平板探測(cè)器無(wú)同步方面的限制，但有平板刷新頻率方面的限制。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第58頁(yè)，共98頁(yè)。2 2攝影X X線的穩(wěn)定性 由于普遍采用脈沖影像方式，必須保證前后各幀影像所接受的

20、X線劑量恒定，要求X線機(jī)的高壓穩(wěn)定、應(yīng)用高頻高壓發(fā)生器，增加附件濾過(guò)，優(yōu)化x線能譜。3 3X X線探測(cè)器對(duì)于應(yīng)用采集圖像的設(shè)備，X線曝光脈沖應(yīng)與攝像機(jī)場(chǎng)同步保持一致。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第59頁(yè)，共98頁(yè)。4 4噪聲 成像鏈的各個(gè)環(huán)節(jié)均會(huì)產(chǎn)生噪聲 。5 5偽影 在成像過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生各種偽影，如：運(yùn)動(dòng)偽影、飽和偽影、設(shè)備性偽影等。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第60頁(yè)，共98頁(yè)。三、對(duì)X X線機(jī)的要求1.大功率X線發(fā)生器采集頻率高，則分給每幅圖像曝光時(shí)間均很短；為了減少活動(dòng)臟器在曝光期間的活動(dòng)，多采用脈沖曝光，曝光時(shí)間多在數(shù)毫秒。這就要求所用的X線機(jī)能在很短的時(shí)間內(nèi)輸出足夠大的功率，從而獲

21、得滿意的X線圖像。一般要求X線機(jī)高壓發(fā)生器的功率在80kW或以上。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第61頁(yè)，共98頁(yè)。2.2.高壓波形平穩(wěn) 高壓發(fā)生器輸出的高壓要平穩(wěn)。為保證每幅圖像感光量均勻一致，除各照射參數(shù)一致外，還要求kV值輸出穩(wěn)定，具有良好的重復(fù)性。當(dāng)前DSA均采用逆變高頻高壓發(fā)生器，容易獲得波紋較平穩(wěn)高壓。3.3.脈沖控制 脈沖控制有柵控X線管方式和高壓初級(jí)控制方式。柵控管方式高壓波形陡峭，x線質(zhì)量高，軟射線少。線管和散熱 要求大功率旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極x線管，滿足幾個(gè)ms攝影的目的，陽(yáng)極熱容量大，采用外接循環(huán)散熱器（大部分采用水做為冷卻液）滿足連續(xù)攝影的要求。DSA x線管通常有三個(gè)焦點(diǎn)，通過(guò)電子

22、聚焦形成微焦點(diǎn)，為滿足各種放大攝影的要求。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第62頁(yè)，共98頁(yè)。四、X X線管及探測(cè)器支撐裝置1.機(jī)架結(jié)構(gòu)（1）三軸落地式C型臂結(jié)構(gòu)示意圖：C臂、偏置臂、L臂分別可以繞x、y、z軸旋轉(zhuǎn)，既可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)也可以聯(lián)合運(yùn)動(dòng)，滿足各種成像的要求。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備三軸落地式C型臂結(jié)構(gòu)示意圖第63頁(yè)，共98頁(yè)。天軌吊架及落地式雙C型臂第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第64頁(yè)，共98頁(yè)。天軌雙C臂第65頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備天軌吊架C臂第66頁(yè)，共98頁(yè)。大型C形臂第67頁(yè)，共98頁(yè)。2.機(jī)架功能（1）角度支持：C型臂可方便地進(jìn)行各種角度的透視和攝影。（2

23、）角度記憶：當(dāng)C型臂轉(zhuǎn)到需要的角度進(jìn)行透視觀察時(shí)，系統(tǒng)能自動(dòng)搜索并重放該角度已有的造影像，供醫(yī)生診斷或介入治療時(shí)參考；也可根據(jù)圖像自動(dòng)將C型臂轉(zhuǎn)到采集該圖像時(shí)的位置重新進(jìn)行透視、造影。這種技術(shù)特別有利于心、腦血管的造影，尤其是冠狀動(dòng)脈介入治療手術(shù)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第68頁(yè)，共98頁(yè)。（3）體位記憶技術(shù)：體位記憶能存儲(chǔ)多達(dá)100個(gè)體位，各種體位可事先預(yù)置，也可在造影中隨時(shí)存儲(chǔ)、調(diào)用，使造影程序化，加快了造影速度。（4）快速旋轉(zhuǎn)：C型臂能在托架中快速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到每秒4560。要求C型臂具有精確的角度重現(xiàn)性，與圖像處理軟件配合完成。（5）安全保護(hù)：C型臂支架還配有自動(dòng)安全防撞裝置。計(jì)算

24、機(jī)能根據(jù)機(jī)架、床的相對(duì)位置自動(dòng)預(yù)警和控制C型臂的運(yùn)動(dòng)速度，利用傳感器感受周圍物體的距離，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速或停止。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第69頁(yè)，共98頁(yè)。五、導(dǎo)管床可以在水平軸平移及旋轉(zhuǎn)在垂直軸升降。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第70頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備六、高壓注射器1.結(jié)構(gòu)圖第71頁(yè)，共98頁(yè)。2. 工作原理（1）系統(tǒng)方框圖第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第72頁(yè)，共98頁(yè)。1）流率控制：設(shè)定對(duì)比劑或生理鹽水的注射速率2）注射量控制：對(duì)比劑注射量由電路控制和檢測(cè)。為了使注射量精確，微處理器計(jì)算從增量編碼器送來(lái)的脈沖并與設(shè)定注射量比較，如果實(shí)際注射量達(dá)到設(shè)置注射量，注射就會(huì)

25、停止。3）壓力閾值：基于安全的考慮，注射器的壓力由電路對(duì)其監(jiān)測(cè)與限制，對(duì)電機(jī)電流進(jìn)行采樣并精確測(cè)量實(shí)際壓力，如果實(shí)際壓力試圖超過(guò)預(yù)置壓力，則注射流率就會(huì)被限制。4）鍵盤控制：鍵盤控制由控制面板、系統(tǒng)顯示組成。它允許進(jìn)行注射編程，觀察每次注射后的結(jié)果，從處理器中讀出信息等。處理器含有微處理器、存儲(chǔ)芯片及其電路。微處理器直接控制鍵盤板上所有控制功能。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第73頁(yè)，共98頁(yè)。（2）主處理器：主處理器在整個(gè)系統(tǒng)中起著主控作用，通過(guò)它的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制總線與系統(tǒng)中所有相應(yīng)的電路進(jìn)行通信，它提供以下功能：與鍵盤控制板接口通信（RS-422接口）；讀控制板上的注射程序；把從預(yù)編程存儲(chǔ)

26、器（PPI）中來(lái)的程序送到控制板，將信息送至系統(tǒng)進(jìn)行顯示。（3）伺服控制：伺服系統(tǒng)的主要功能：為注射頭電機(jī)提供電能；控制對(duì)比劑的流率、注射量及壓力；檢測(cè)實(shí)際注射流率和壓力信號(hào)；當(dāng)有錯(cuò)誤時(shí)使電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第74頁(yè)，共98頁(yè)。七、數(shù)字系統(tǒng)1.成像鏈模擬成像鏈 第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第75頁(yè)，共98頁(yè)。數(shù)字成像鏈第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第76頁(yè)，共98頁(yè)。 DSA DSA 采集板結(jié)構(gòu)示意圖2.圖像采集第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第77頁(yè)，共98頁(yè)。（1）采集幀緩存：主要是接受來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)字信號(hào)，將圖像進(jìn)行反轉(zhuǎn)后輸出至積分器和積分幀緩存。（2）積分幀緩

27、存：主要實(shí)現(xiàn)圖像的降噪和圖像的保存。實(shí)時(shí)透視和電影的圖像噪聲可在這通過(guò)遞歸和非遞歸的算法進(jìn)行降噪。（3）積分器：通過(guò)對(duì)輸入透視和電影圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)積分而完成數(shù)據(jù)的平均，實(shí)現(xiàn)降噪。（4）PCI接口：將從PCI總線傳來(lái)的控制信號(hào)傳遞給其他部分。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第78頁(yè)，共98頁(yè)。3.3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（1）系統(tǒng)控制啟 動(dòng)開關(guān)1啟動(dòng)1X線機(jī)預(yù) 備光闌調(diào)整準(zhǔn)備完畢啟 動(dòng)開關(guān)2啟動(dòng)2高壓注射器 啟 動(dòng)脈沖曝光啟動(dòng)采樣脈沖曝光結(jié)束狀態(tài)恢復(fù) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)控制圖像采集流程圖第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第79頁(yè)，共98頁(yè)。1）啟動(dòng)開關(guān)信號(hào)：?jiǎn)?dòng)開關(guān)1使計(jì)算機(jī)對(duì)X線機(jī)發(fā)出曝光準(zhǔn)備信號(hào)；同時(shí)，計(jì)算機(jī)發(fā)出光闌

28、控制信號(hào)，使光圈孔徑縮小。啟動(dòng)開關(guān)2閉合使造影過(guò)程開始，計(jì)算機(jī)啟動(dòng)高壓注射器，并對(duì)X線機(jī)發(fā)出脈沖曝光啟動(dòng)信號(hào)。2）聯(lián)絡(luò)信號(hào)：X線機(jī)準(zhǔn)備完畢后，向計(jì)算機(jī)發(fā)出準(zhǔn)備就緒信號(hào)，表示可以進(jìn)行脈沖曝光。曝光開始后，向A/D轉(zhuǎn)換電路發(fā)出采樣開始信號(hào)；轉(zhuǎn)換結(jié)束后，通知計(jì)算機(jī)讀取數(shù)字信號(hào)，再次進(jìn)行脈沖曝光，采集下一幀圖像。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第80頁(yè)，共98頁(yè)。（2）數(shù)字圖像的輸出：主機(jī)配有標(biāo)準(zhǔn)的圖像接口，通過(guò)接口可以并入醫(yī)院的PACS網(wǎng)絡(luò)，融入到醫(yī)院的RIS或HIS之中。圖像以國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)格式刻錄，所以可與多種媒體兼容，包括個(gè)人電腦。軟閱讀監(jiān)視器要求配備醫(yī)學(xué)圖像專用的高清晰度、黑白、高分辨力監(jiān)視器?，F(xiàn)在檢

29、查室內(nèi)的監(jiān)視器常采用多屏、分屏顯示的形式，便于隨時(shí)對(duì)照。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第81頁(yè)，共98頁(yè)。（3 3）圖像處理功能1）數(shù)字減影：主要包括時(shí)間減影、能量減影和混合減影等三種方式。目前主要減影方式為時(shí)間減影，即對(duì)同一部位對(duì)比劑注射前后分別采集并作減影處理。2）數(shù)字電影減影：以快速短脈沖曝光進(jìn)行數(shù)字圖像采集。實(shí)時(shí)成像，每秒2550幀，一般單向可達(dá)50幀/秒、雙向25幀/秒。這種采集方式用于心臟、冠狀動(dòng)脈等運(yùn)動(dòng)部位。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第82頁(yè)，共98頁(yè)。3）路徑圖技術(shù)：方法是注入少許對(duì)比劑后采集圖像，使用峰值保持技術(shù)，將此圖像與以后透視的圖像進(jìn)行疊加顯示。圖像上既有前方血管的固定

30、圖像，也有導(dǎo)管的走向和前端位置的動(dòng)態(tài)圖像，利于指導(dǎo)導(dǎo)管及導(dǎo)絲更容易地送入病變部位的血管內(nèi)。4）自動(dòng)分析功能：在心室和血管造影后，計(jì)算機(jī)利用分析軟件實(shí)時(shí)提取與定量診斷有關(guān)的功能性信息，添加在形態(tài)圖像上。5）虛擬支架置入術(shù)：置入支架對(duì)很多疾病是很好解決方案，但要取得手術(shù)成功的關(guān)鍵是正確選擇合適的置入支架。虛擬支架置入系統(tǒng)可在有待進(jìn)行支架置入的病變血管部位形象地展示支架置入的效果，可清晰地模擬顯示內(nèi)支架置入后的情況。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第83頁(yè)，共98頁(yè)。路徑圖技術(shù)第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第84頁(yè)，共98頁(yè)。第85頁(yè)，共98頁(yè)。主要包括：左心室體積計(jì)算和分析功能:可以算出射血分?jǐn)?shù)、室壁運(yùn)

31、動(dòng)、心排量、心臟重量及心肌血流儲(chǔ)備等功能參數(shù)。冠狀動(dòng)脈分析軟件：是計(jì)算機(jī)運(yùn)用幾何、密度等處理方式，測(cè)量血管直徑、最大狹窄系數(shù)、狹窄或斑塊面積、病變范圍及血流狀況等。功能性圖像：是利用視頻密度計(jì)對(duì)攝取的系列圖像繪出時(shí)間視頻密度曲線，反映功能性信息。計(jì)算出局部器官實(shí)質(zhì)血流灌注參數(shù)。這些參數(shù)，可在早期發(fā)現(xiàn)病灶，實(shí)施治療。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第86頁(yè)，共98頁(yè)。第87頁(yè)，共98頁(yè)。八、DSADSA系統(tǒng)的特殊功能1 1旋轉(zhuǎn)DSADSA 它利用C型臂的兩次旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，第一次旋轉(zhuǎn)采集一系列蒙片像，第二次旋轉(zhuǎn)時(shí)注射對(duì)比劑、曝光采集充盈像，在相同角度采集的兩幅圖像進(jìn)行減影，以獲取序列減影圖像2 2歲差運(yùn)動(dòng)

32、DSADSA DSA的另一種運(yùn)動(dòng)形式。它利用C型臂和偏置臂兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)，精確控制其轉(zhuǎn)動(dòng)方向和速率，形成了X線管焦點(diǎn)在同一平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，探測(cè)器在C型臂的另一端做相反方向圓周運(yùn)動(dòng)，從而形成歲差運(yùn)動(dòng)（進(jìn)動(dòng)）。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第88頁(yè)，共98頁(yè)。3 33D-DSA3D-DSA 3D- -DSA是近幾年在旋轉(zhuǎn)DSA技術(shù)上發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，是旋轉(zhuǎn)血管造影技術(shù)、DSA技術(shù)及計(jì)算機(jī)三維圖像處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。4 4RSM-DSARSM-DSA 實(shí)時(shí)模糊蒙片（real-time smoothed mask，RSM）DSA是DSA的另一種減影方式。它是利用間隔很短的兩次曝光，第一次曝光時(shí)增強(qiáng)器

33、適當(dāng)散焦，獲得一幅適當(dāng)模糊的圖像，間隔33毫秒再采集一幅清晰的造影圖像，兩者進(jìn)行減影可以獲得具有適當(dāng)骨骼背景的血管圖像。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第89頁(yè)，共98頁(yè)。3D-DSA第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第90頁(yè)，共98頁(yè)。5 5步進(jìn)DSADSA 步進(jìn)DSA即下肢血管造影的跟蹤采集。其主要技術(shù)環(huán)節(jié)是：控制床面移動(dòng)速度分段采蒙片像，以同樣程序分段采集血管造影圖像，計(jì)算機(jī)減影后拼接連成長(zhǎng)腿，并實(shí)時(shí)顯示DSA圖像。6 6自動(dòng)最佳角度定位系統(tǒng) 從兩個(gè)投影角度大于45的血管圖像，計(jì)算出兩條平行走向的血管在360球體范圍內(nèi)的最佳展示投射角度。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第91頁(yè)，共98頁(yè)。第四節(jié) 數(shù)字

34、減影血管造影設(shè)備第92頁(yè)，共98頁(yè)。7 7C C型臂體層成像 C型臂體層成像是平板探測(cè)器DSA與體層技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。是利用C型臂快速旋轉(zhuǎn)采集數(shù)據(jù)重建出該處的體層圖像。一次旋轉(zhuǎn)可獲得區(qū)域信息，重建出多個(gè)層面的圖像。8 83D3D路徑圖 三維路徑圖技術(shù)則是對(duì)該部位行血管重建，形成三維血管圖像后，對(duì)三維血管圖像的旋轉(zhuǎn)，C型臂隨著圖像的轉(zhuǎn)動(dòng)自動(dòng)地跟蹤，自動(dòng)調(diào)整為該投射方向的角度，這樣使透視圖像與三維圖像重合，可以最大程度顯示血管的立體分布，以利于引導(dǎo)導(dǎo)管或?qū)Ыz順利地進(jìn)入到欲進(jìn)入的血管內(nèi)。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第93頁(yè)，共98頁(yè)。DSA斷層第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第94頁(yè)，共98頁(yè)。九、圖像質(zhì)

35、量參數(shù)及檢測(cè)1 1圖像質(zhì)量參數(shù) 圖像質(zhì)量參數(shù)主要包括空間分辨率、低對(duì)比度分辨率、對(duì)比度和空間的一致性以及對(duì)比度線性四部分。 （1）空間分辨率：是指DSA系統(tǒng)對(duì)相鄰高對(duì)比度物體或血管的分辨能力?？臻g分辨率可用調(diào)制傳遞函數(shù)（modulation transfer function，MTF）來(lái)描述。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第95頁(yè)，共98頁(yè)。（2）低對(duì)比度分辨率：相對(duì)于常規(guī)X線透視、攝影設(shè)備來(lái)說(shuō)，DSA系統(tǒng)的低對(duì)比度分辨能力有很大提高。系統(tǒng)的低對(duì)比度分辨能力主要受幾何放大倍數(shù)、像素大小、X線線質(zhì)和X線輻射量等因素的影響。（3）對(duì)比度和空間的一致性：對(duì)比度一致性：即使覆蓋血管的組織的密度和厚度變化很大，也能使這些血管圖像的對(duì)比度相同?？臻g一致性:是指成像視野內(nèi)系統(tǒng)的放大倍數(shù)是一致的。如果系統(tǒng)空間一致性得不到滿足，圖像就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重畸變。（4）對(duì)比度線性：是指DSA系統(tǒng)能使圖像的對(duì)比度與碘對(duì)比劑的厚度成正比，而不受X線劑量的影響。十、日常維護(hù)與保養(yǎng)1.表面、外觀、地面的及時(shí)清潔。2.活動(dòng)部位的潤(rùn)滑。第四節(jié) 數(shù)字減影血管造影設(shè)備第96頁(yè)，共98頁(yè)。第97頁(yè)，共98頁(yè)。謝謝！第98頁(yè)，共98頁(yè)。