医学成像技术课件--03x射线(2)和ct(1)

MedicalImaging2019/8/16二、X射线摄影（3学时）X射线的发现X射线的产生X射线的基本特性X射线的强度X射线与物质的相互作用X射线在物质中和人体内的衰减X射线摄影系统X射线摄影图像质量评价数字减影血管造影数字X射线摄影MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)X射线造影：将某种对比剂引入欲检查的器官内或其周围，形成物质密度差异，使器官与周围组织的X射线影像密度差增大（人为提高对比度），显示出器官的形态和功能的方法。减影技术：把人体同一部位造影前、后的两幅图像相减，可消去两帧图像中相同的部分，获得只反映有差异部分的图像。MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)DSA：将造影前、后的数字图像进行数字减影，在减影图像中消除骨骼和软组织结构，使浓度很低的对比剂所充盈的血管在减影图像中显示出来。MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)DSA的物理基础DSA原理示意图()0BBTTddIIe[()]0BBIITTIddddIIIe血管内注入造影剂前血管内注入造影剂后lnln()IITISIId前－后MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)DSA的基本方法时间减影能量减影混合减影MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)时间减影掩模减影图像图像序列浓度变化MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)00lnln()lnln()LLBLBTLTHHBHBTHTIIddIIdd能量减影（双能减影）利用碘在33keV附近对X射线衰减系数有明显的差异而进行加权相减00lnlnlnln()()HHLLHHLLLBLHBHBLTLHTHTSKIKIKIKIKKdKKdX射线的管电源在高低压（70－130kv）间快速切换MedicalImaging2019/8/16数字减影血管造影(DigitalSubtractionAngiography,DSA)混合减影双能减影（减小组织器官运动的影响）时间减影（减小骨骼结构的影响）MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影数字化X射线成像系统框架受试体检测器（模拟信号）X光机计算机处理D/A转换显示摄影A/D转换MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影胶片扫描系统MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影扫描投影放射摄影点扫描线扫描入射X光出射X光电信号A/D数字图像MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影计算机X射线摄影（ComputedRadiography,CR）CR系统示意图MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影CR的原理MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影IP成像的物理基础MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影exampleCR胸片MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影直接数字化X射线摄影DirectdigitizedRadiography,DDRMedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影DDR成像原理MedicalImaging2019/8/16数字X射线摄影数字化图像的后处理后处理软件CAD（ComputerAidedDiagnosis）数字图像后处理方法对比度增强：灰度变换：线性，非线性直方图修正法图像平滑技术：领域平均法选择平均法中值滤波多图像平均法频域低通滤波图像锐化频域高通滤波频域带通滤波反锐化掩模伪彩色显示代数运算ROI定量估计图像融合及三维重建MedicalImaging2019/8/16X射线摄影的缺点影像重叠。深度方向上的信息至叠在一起，引起混淆。密度分辨率低，对软组织分辨能力低。所用剂量大。MedicalImaging2019/8/16X-CTCTComputedTomography计算机断层造影术通常指X-CT(X-rayCT)MedicalImaging2019/8/16X-CTMedicalImaging2019/8/16X-CTMedicalImaging2019/8/16X-CT的优点断层成像密度分辨率高，对软组织分辨能力高。（相对于X射线成像术）投影剂量小（相对于X射线成像术）动态范围大（相对于X光片）无损检测存储方便MedicalImaging2019/8/16关键人物Radon(奥地利)MedicalImaging2019/8/16AllanM.Cormack(美国)GodfreyN.Hounsfield(英国)关键人物MedicalImaging2019/8/16CT发展历史1969Hounsfield设计成功1972英国放射学会发表1979获诺贝尔医学和生理学奖1974Ledley设计成功全身CT1989螺旋CT问世1998四层螺旋CT问世200216层螺旋CT问世200432层螺旋CT问世…….四维CTMedicalImaging2019/8/16CT发展历史MedicalImaging2019/8/16CT发展历史3mm/pixelMedicalImaging2019/8/16CT发展历史MedicalImaging2019/8/16X-CT成像的基本概念断层与解剖断面体素与像素扫描与投影CT值与灰度显示MedicalImaging2019/8/16X-CT成像的基本概念断层与解剖断面MedicalImaging2019/8/16X-CT成像的基本概念体素与像素体素：将选定层面分成若干个体积相同的立方体；数字矩阵：每个体素的X线衰减系数排列成矩阵；像素：数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块；MedicalImaging2019/8/16X-CT成像的基本概念扫描与投影扫描：用X射线束以不同的方式、按一定的顺序、沿不同的方向对划分好体素编号的受检体断层进行投照，并用高灵敏度的检测器接收透射体素后的出射X线束强度（投影）。平移扫描、旋转扫描、平移加旋转扫描投影：投照受检体后出射X线束的强度。投影函数：投影值的分布。0()lnIpldlIMedicalImaging2019/8/16X-CT成像的基本概念CT值与灰度显示wwCTk1000wwCTHU人体：－1000～1000HU衰减系数分布CT值分布灰度分布2D