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1、DR技术基础技术基础 王福生王福生 2010.04 常规拍片工作流程分析常规拍片工作流程分析 处理胶片 43% 暗盒处理 8% 其他 16% 曝光 4% 搬运病人 11% 球管就位 5% 病人就位 13% 处理胶片和暗盒占用了操作人员大部分时间 投资效益高投资效益高 平板探测器宽广的曝光动态范围平板探测器宽广的曝光动态范围 胶片非线性感光曲线 DR线性感光 胶片非线性感光 DR的优点的优点 极大地提高工作效率 不需处理胶片和暗盒 恒定优异的图像质量 探测器具有很大的动态范围 消除因曝光条件不当而重照 现像 便于联网和图像分送 主流主流DR探测器的分类探测器的分类 非晶态硅+碘化铯 非晶态硅+氧
2、化钆 非晶态硒 CCD 非晶硒探测器成像原理非晶硒探测器成像原理 硒作为一种光电导体，可由X射线引起电荷改变(信号) 并由薄膜晶体管阵列（TFT）检测并重建图象。 非晶硅探测器成像原理非晶硅探测器成像原理 被X射线闪烁体覆盖的非晶硅将闪烁体产生的光信号转 换为电信号，由TFT检测并重建图像。 针状碘化铯和氧化钆荧光层的对比针状碘化铯和氧化钆荧光层的对比 CsI 非晶态硅非晶态硅 氧化钆 粉末涂布碘化铯 针状碘化铯 非晶态硅非晶态硅 CsI CCD探测器成像原理探测器成像原理 X射线图象被荧光屏转换为可见光，由光学系统传至 直接与CCD连接的半导体阵列上检测并重建图象。 CCD探测器探测器DR成
3、像示意图成像示意图 CCD探测器探测器DR成像示意图成像示意图(拼图拼图) 各种各种DR探测器的特点探测器的特点 Hologic有低高低非晶硒 Canon无高低低非晶硅 氧化钆 Philips Seimens GE 无高略低高非晶硅 碘化铯 生产厂家生产厂家记忆效应记忆效应灵敏度灵敏度MTFDQE类型类型 DR的基本组成的基本组成 探测器探测器 非晶态硅 探测器尺寸: 43 x 43公分 图像矩阵: 3001 x 3001 像素尺寸: 143 微米 像素深度: 14位 非晶态硅碘化铯探测器非晶态硅碘化铯探测器 非晶态硅碘化铯探测器非晶态硅碘化铯探测器 550 “) 6 m Needle dia
4、meter 高感光灵敏度 高信噪比 性能优良的预处理电路性能优良的预处理电路 预处理电路是探测器 的重要组成部分 高效率,低功耗 降低图像噪声 采用非晶态硒探测器的采用非晶态硒探测器的 DR采用非晶态硒探测器的采用非晶态硒探测器的 DR DR检查床的基本功能检查床的基本功能 遥控调整照射野(胸片架) 自动保持SID(检查床) DR检查床的基本功能检查床的基本功能 遥控操作遥控操作! 简便实用的显示功能简便实用的显示功能 可设定和显示： 曝光参数 滤片 照射野尺寸 SID 可方便插拔的活动滤线器可方便插拔的活动滤线器 成本高,效果好 减少X线剂量 避免Moire干扰伪影 部分功能演示部分功能演示
5、 方便灵活的胸片架 可升降的床面 提高效率的遥控器 灵活插拔的滤线器 跟踪功能 优化合理的工作流程优化合理的工作流程 系统根据工作清单 自动选择 - 被检部位 - 曝光条件 - 缩光器照射野 - 滤片 - 图像处理参数 优化合理的工作流程优化合理的工作流程 确认图像质量 - 位置是否正确 - 有否移动 - 调整图像范围 - 自动光栅 工具 - 左右标志 - 图像旋转 - 灰阶调整 性能优异的硬件性能优异的硬件 + 完善的处理软件完善的处理软件 理想的图像质量理想的图像质量 软件处理的重要性软件处理的重要性 实用感光度 ISO400 - 1600 未经处理数字图像 参数名称参数名称 DQE -
6、Detective Quantum Efficiency 量子探测效率 MTF - Modulation Transfer Function 调制传递函数 S /N - Signal to Noise ratio 信噪比 决定图像质量的关键因素决定图像质量的关键因素 MTF 调制传递函数调制传递函数 S/N 信噪比信噪比 DQE量子探测效率量子探测效率 Pixel size 像素尺寸像素尺寸 探测装置的特性探测装置的特性图像处理图像处理 图像质量图像质量 决定图像质量的关键因素决定图像质量的关键因素 像素尺寸像素尺寸 图像处理图像处理 DQE 与输入剂量的关系与输入剂量的关系 由于现存的测量方
7、法不同 DQE数值 可产生高达20%的差别 由于现存的测量方法不同 DQE数值 可产生高达20%的差别 图解图解MTF MTF曲线意义曲线意义 噪声对图像质量的影响噪声对图像质量的影响 噪声大小噪声大小 影响图像质量的因素影响图像质量的因素 明锐度 MTF 空间分辨率 Lp/mm 信噪比 S/N 影像细节的表现影像细节的表现 优质前置放大器优质前置放大器 预处理预处理 优良的前置放大器 解决由于像素增益的不均匀性 造成的图像信噪比下降 高压 发生器 高压 发生器 曝光控制曝光控制 探测器探测器 软件处理软件处理 预处理器预处理器 成熟的软件处理成熟的软件处理 根据临床需要对图像进行处理 高压发
8、生器高压发生器 曝光控制曝光控制 探测器探测器 软件处理软件处理软件处理软件处理 预处理器预处理器 专业图像处理机的优势专业图像处理机的优势 专业图像工作站采用 小型机 - 64位CPU - UNIX 操作系统 - 图像处理功能强大 - 图像处理速度快捷 - 工作稳定 - 先进的硬件平台决定了 先进的软件结构 图像处理方法进展图像处理方法进展 Unsharp Masking 边缘增强 Edge Enhancement UE 多频均衡 Unified Enhancement DRR 动态范围重建 Dynamic Range Reconstruction WL/WW 窗宽/窗位 Look-up t
9、ables 一次曝光即可得到从骨 骼到软组织的所有信息 调整窗宽窗位调整窗宽窗位 边缘增强边缘增强 Unsharp Masking 组合组合 蒙 像蒙 像 增 强增 强 低通滤波器低通滤波器 对比均衡处理对比均衡处理 DRR Contrast Equalization x-ray exposure mask image objekt image Film densityFilm density white black negative“ density Film Screen System white black image x-ray exposure Object density A B
10、Film densityFilm density objekt DRR DRR骨像处理骨像处理 软组织像骨组织像软组织像骨组织像 能量减影能量减影 enhanceenhanceenhanceenhance UNIQUE 多频均衡多频均衡 lowpaslowpaslowpaslowpas compose reducereducereduce 多频均衡处理多频均衡处理 0 5 10 15 20 25 30 35 40 local input contrast 0 1 2 3 4 5 6 subband 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 amplification factor han
11、d 0 5 10 15 20 25 30 35 40 local input contrast 0 1 2 3 4 5 6 subband 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 amplification factor pelvis 0 5 10 15 20 25 30 35 40 local input contrast 0 1 2 3 4 5 6 subband 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 amplification factor dorsal spine 多频均衡处理多频均衡处理(UNIQUE) 处理前 多频均衡处理多频均衡处理(UNIQUE) 处理后 胸片
12、处理胸片处理 未处理胸片 胸片处理胸片处理 经过处理的胸片 胸片处理胸片处理 处理不改变图像特征 眼见为实眼见为实 Do you trust what you see? 边缘增强边缘增强多频均衡多频均衡 多频均衡无伪影处理多频均衡无伪影处理(UNIQUE) 伪影伪影 UM Processing UNIQUE 多频均衡无伪影处理多频均衡无伪影处理(UNIQUE) 边缘增强多频均衡 UNIQUE 伪影 市场市场DR厂家的分类厂家的分类 探测器, X光机及球管均为原厂制造 - Philips, Seimens和GE等 探测器为原厂制造,X光机及球管为外配 - Hologic等 探测器, X光机及球管
13、均为外配 - Kodak, Agfa和GMM等 DR的种类的种类 单板单板DR 双板双板DR 单板多功能单板多功能DR 单板多功能单板多功能CCD探测器探测器DR 单板多功能单板多功能DR 单板多功能单板多功能DR 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 D
14、R牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) Medium (200) 10 lp/mm Regular (400) 8 lp/mm Regular+Sreen 3.5 lp/mm Flat-panel 3.5 lp/mm CR (150 pixel) 3.3 lp/mm Ranking according to resolution limit: 各种成像技术的分辨率各种成像技术的分辨率 探测器的分辨率要求探测器的分辨率要求 综合用途数字化拍片系统需 要35线对35线对分辨率(相当于胶片 加增感屏的分辨率) 143微米像素尺寸能满足要求 (1000/143/2=3.5Lp/mm) 骨骼及儿
15、童检查骨骼及儿童检查,图像放大需要高的分辨率图像放大需要高的分辨率 不同临床检查对探测器分辨率的要求不同临床检查对探测器分辨率的要求 全身(包括骨骼)摄片检查 - 30lp/cm以上 - 像素尺寸小于 167微米 胸部摄片检查 - 25lp/cm以上 - 像素尺寸小于 200微米 乳腺摄片检查 - 50lp/cm以上 - 像素尺寸小于 100微米 不同临床检查对探测器分辨率的要求不同临床检查对探测器分辨率的要求 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时
16、间问题(预览,重建,曝光周期) 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) 可靠的变频技术可靠的变频技术 高频发生器的优点: - 体积小 - 减少软射线 - X线输出均匀 高频发生器的缺点: - 工作稳定性不如传统发 生器 根据需要选择合适的逆变频率, 确保设备工作高效稳定. 工频50Hz 变频300Hz 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题
17、滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) 滤线器滤线器 栅比(10:1) 栅密度 (36lp/cm) 栅焦距 (110cm) 栅焦距 滤线器滤线器 固定滤线器通常采用60lp/cm以上的栅密度才能避免在图像上 形条状影子. 活动滤线器采用较低栅密度.既避免条状影子的产生,又减少了有 用射线的吸收.活动滤线器又称为: Bucky
18、讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求(打印,存储,查询,工作清单) DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) 讨论和总结讨论和总结 DR类型的选择 探测器的分辨率要求 发生器功率的选择 关于高压发生器的频率问题 探测器的拼接问题 滤线器的类型和参数选择 DICOM的基本要求 DR牵涉到的几个时间问题(预览,重建,曝光周期) DR牵涉到的几个时间问题DR牵涉到的几个时间问题 预览时间 曝光结束-预览图像出现 图像重建(处理)时间 曝光结束-最终图像处理完毕 曝光
19、周期 两次曝光最短间隔时间 选购选购DR时的综合评估时的综合评估 选购主流产品选购主流产品, 确保长期稳定的维修保养确保长期稳定的维修保养 注重设备的整合性注重设备的整合性, 确保高效的工作流程确保高效的工作流程 -良好的RIS连接 - 曝光条件的设定 - 照射野的设定 - 软射线滤片的设定 - 图像处理参数的设定 注重图像处理注重图像处理 -图像工作站硬件水平决定了软件水平的高低 - 完善的处理软件确保恒定优质的图像和丰富准确的诊断信息 良好的机器品质和经久耐用的良好的机器品质和经久耐用的X光管光管 -减少维持费用 品质至上品质至上 X线成像技术的巨变X线成像技术的巨变 就诊断影像领域而言就诊断影像领域而言: 数字化成像技术的出现数字化成像技术的出现, 不是为了创造一种 满足感官需要的新影像 不是为了创造一种 满足感官需要的新影像! 图像处理的最高原则 是在优化 图像处理的最高原则 是在优化(美化美化?)图像的同时图像的同时, 保持诊断信息的正确性保持诊断信息的正确性 这个世界呼唤真实这个世界呼唤真实!