第三章 计算机X线成像 第三、四节 CR系统的图像处理、影像质量标准与影响因素

第三章计算机X线成像

第三节CR系统的图像处理

实施图像处理的三个主要环节:

第一环节:与系统检测功能有关的处理,即第二象限功能。

采用最佳阅读条件,保证在很宽的动态范围内自动获得最佳密度与对比度的影像;该环节称为“曝光数据识别”(EDR)

第二环节:显示的影像特征有关处理,即第三象限功能。

包括:动态范围压缩、谐调处理、频率处理、减影处理等。

第三环节:与影像信息的存储和传输功能有关的处理,即第四象限功能。

用于获得质量优良的照片,在不降低影像质量的前提下实施数据压缩,达到高效率的存储与传输。

一、与检测功能有关的处理

为克服曝光过度或曝光不足产生的影像密度不稳定。

第一步是由激光超高速、粗略读出影像信息,核算出光激发光量的直方图

第二步在获取上述信息的基础上,自动调节光电倍增管的放大增益,再以较强激光高精细读出影像信息。

二、与显示功能有关的处理

(一)动态范围压缩处理:压缩不需要的信号,使需要的信号清楚显示。

通过压缩处理,胸部影像中可以清楚地描绘出纵隔内的细微结构

胃肠道双重对比造影检查的影像中,对高密度区域的动态范围控制处理有利于显示充满空气部位结构的细节

乳腺摄影中,对高密度区域的动态范围压缩处理可以良好显示临近皮肤边缘部分的结构。

(二)谐调处理:主要改变影像对比度调节影像整体密度

FCR系统以16种谐调曲线类型(GT)为基础,旋转量(GA)、旋转中心(GC)、移动量(GS)为调节参数,调节对比度和光学密度。

1.谐调曲线类型(GT):是一组非线性曲线,是显示灰阶范围内各段被压缩和放大程度,类似于胶片γ值。

16种GT曲线的作用是:

A 线:产生大宽容度的线性层次;

B~J线:类似于屏-片系统,肩部是高密度区,足部是低密度区;

K~L线:血管数字减影的特别高对比度的非线性曲线;

M 线:线性黑白反转

N 线:胃肠造影专门的非线性曲线;

O 线:优化骨骼的非线性曲线;

P 线:优化胸部肺野区域产生的微小密度变化的影像。

2.旋转中心(GC):谐调曲线的中心密度设定为0.3~2.6。

改变GC即改变曲线的密度中心,可由正像变成负像。

追求ROI最清晰的显示,首先要选择好GC,将GC置于ROI中心位置;

3.旋转量(GA):主要改变影像的对比度。GA大,对比度大。

实际应用中,GA是围绕着GC进行调节。

4.谐调曲线移动量(GS):亦称灰度曲线平移,用于改变整幅影像的密度

降低GS值,曲线向右移,减小影像密度。

谐调处理时,一般GT不作改变,调整过程中先确定GC,再调整GA和GS。

(三)空间频率处理:影响影像的锐利度

1.频率等级(RN):RN=0~9,按结构尺寸设置:

低频等级(0~3):用于增强大结构,如软组织、肾脏和其它内部器官的轮廓;

中频等级(4~5):用于增强普通结构, 如肺部脉管和骨骼轮廓线;

高频等级(6~9):用于增强小结构,如微细骨结构、肾小区等。

2.频率类型(RT):用于调整增强系数,控制每一种组织密度的增强程度

3.频率增强程度(RE):FCR系统RE值为0~16。指增强程度的最大值,用以控制频率的增强程度。

4.减影处理

能量减影:利用单次或双次曝光法,将同一部位、不同能量的两幅图像,经加权减影、平滑降噪处理,获得骨或软组织的减影像。

原理:物质的原子序数不同,在不同的KV值下,有不同的吸收系数,经减影后可以减去一种组织影像,显示需要组织的影像。

减影处理:使用高能和低能射线,对所获取的影像进行加权减影,获得骨骼或软组织减影像;

两次曝光法:在曝光中切换X线的能量,将得到两幅的照片进行减影;

一次曝光法:两块IP中间放一块铜板,在同一时间曝光,再实施能量减影。

第四节 影响CR影像质量的因素

1.决定CR系统响应性的因素

(1)进入IP的散射线:散射线被荧光物质吸收使影像模糊;

(2)激光束在IP荧光层上的散射:主要取决于激光束的扩散(又依赖于激光在荧光层的散射和激光束直径)。

(3)电子系统的响应特征:光电倍增管、A/D转换器响应特征效率高,以保证整个系统的响应性。

2. 噪声(X线量子噪声、光量子噪声;固有噪声)

(1)量子噪声

①X线量子噪声:X线被IP吸收过程中产生。噪声与IP检测到的X线量成反比,常以RMS表示。

②光量子噪声:光电倍增管把荧光转换为电信号时产生。与X线剂量、IP板吸收效率、PSL的荧光发光量、集光器的效率、光电倍增管的光电转化效率成反比;

(2)固有噪声

IP的结构噪声最重要的噪声,是PSL物质的荧光体的随机分布产生的。

激光噪声、模拟电路噪声、A/D转换过程中的噪声。

【医学影像成像原理 链接】

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