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数字X线成像检查技术医学影像技术学教研室：第三节数字X线成像检查技术1982年日本研制出CR系统，上世纪90年代末DR系统问世，使传统的X线摄影成功地走向了数字化，实现了影像信息的数字化贮存和传输。主要介绍CR、DR系统的检查步骤、适宜曝光量、图像处理技术在摄影检查中的应用等内容。一、操作流程目前是数字X线摄影技术研究最活跃的时期。各种机型CR在数据采集类型和工作原理有所不同，但都是通过直接或间接的利用电子技术将X线信息的其它载体转变为电子载体，被探测器接收并转换为数字化信号，获得X线衰减值的数字矩阵，利用计算机进行进一步处理、显示、传输和存储，因而在操作步骤和程序方面大同小异。在实际工作中，应根据各类机器的使用说明书正确使用。在此主要介绍共性部分。1.使用前的准备①室温及湿度是否在允许范围内（温度100C～300C；相对湿度30％～75％），否则不能开机；②检查电源电压、频率变化是否在允许范围内；③检查每一部分的地线是否连接完好；④检查所有电缆是否存在不安全之处。（二）CR系统操作步骤CR系统的生产厂家很多，各有特点，但其组成和原理基本相同。一般操作步骤如下：1.开机先打开显示器，再打开扫描主机开关，等所有程序进入后方可使用。2.关机①关闭扫描主机；②关闭计算机。★3.基本使用方法①录入病人的基本信息，如姓名、性别、年龄、ID号、临床诊断、送诊科室等；②进入部位选择界面，如头部、颈、胸、乳腺、腹、骨盆、上肢、下肢等，选择被检体位所对应部位后，点击OK键，返回原界面，用条码扫描器对IP盒的条码窗口进行扫描；③将扫描后的IP盒插入扫描主机读取已记录的影像信息；④通过计算机对已获取图像进行对比度，翻转等的调整；⑤根据需要选择单幅、双幅或多幅方式、打印张数后进行打印；⑥完成了全过程，如重新开始，退出到主界面。（三）DR系统操作步骤1.启动系统必须严格按以下顺序操作：①接通配电柜电源总闸；②接通接线板电源；③接通X线机控制器电源；④接通电脑主机电源；⑤开启DR技术工作站，确认网络影像存储服务器及诊断工作站已开启；⑥开启胶片打印机；⑦对X线机进行预热；⑧系统开始正常工作。2.应用系统（1）用户登录：操作人员首先在“技师”的位置选择自己的名字，并出现对话框，要求输入有效密码并确定，登录成功后启动相应的应用程序，出现操作界面，即可使用该系统。（2）病历录入与选择：录入病历信息有：姓名、性别、年龄、编号、住院号、病区、床号、临床诊断、检查类型、送诊科室、送诊医师、技师、收费等。可根据需要进行录入，或使用条型码扫描技术一次全部录入。（3）核对病人资料并设置曝光参数：根据申请单核对病人的姓名、性别、年龄，确保无误。并按照所投照部位设置曝光条件（KV、mAs值）。（4）摆位及对准中心线：根据病人实际情况摆好投照体位，如是对FPD曝光，要调好X线发生装置到摄影床（架）距离，并将遮光器中的灯打开，对准中心线，进行对焦。（5）曝光：根据不同的投照部位采用不同的屏气方式进行曝光。如是对胸部摄影，提醒病人屏气后曝光，如是线扫描的，要点“采集”按钮，进行扫描并得图像。（6）接受或拒绝：曝光（或采集）完成后系统会自动读出数据出现图像，然后选择适当的灰度曲线类型，根据图像质量，确定是“拒绝”还是“接受”。如果拒绝就需要病人配合重新摄影，如果接受表示摄影完成。（7）图像后处理：DR工作站对每一幅图像按照操作者要求进行自动后处理。有时曝光条件及X线影像的大小不一定合适，需进行裁剪及窗宽窗位调整，对图像的灰度进行均衡调节。使X线图像达到满意效果。（8）打印胶片：根据不同的情况选择单幅及多幅打印（2张或4张）。（9）影像发送：点击“病历发送”按钮，将已拍摄的影像送入网络永久存储服务器或影像管理中心，供诊断医师随时进行调用及阅片诊断。3.关闭系统主要操作是：①退出技术工作站软件，关闭技术工作站，让计算机自动关机；②退出医生工作站软件，关闭医生工作站，让计算机自动关机；③退出病历中心软件，关闭病历中心，让计算机自动关机④按照激光打印机或喷墨打印机操作手册关闭打印机；⑤按照胶片打印机操作手册关闭胶片打印机；⑥关闭X线高压；⑦关闭控制柜电源；⑧关闭计算机配电接线板电源；⑨关闭配电柜电源总闸。二、数字X线检查的参数选择与影像效果CR和DR成像系统与屏-片组合之间一个很大的区别，照片影像的密度值是屏-片组合所接受的X线量的记录，一个曝光量值只有一张一定密度值的照片影像，即照片的密度值完全取决于曝光量的大小。显然曝光量是否恰当直接影响着X线照片的质量。（一）谐调处理和空间频率处理1.谐调处理谐调处理也叫层次处理，通过旋转量（rotationamount，GA）、谐调曲线（gradationtype，GT）、旋转中心（gyrationcenter，GC）、移动量（gradationshift，GS）四个参量影响影像质量。（1）GT(谐调曲线)类型：谐调曲线是一组非线性的转换曲线，类似于屏-片组合的特性曲线，有16种曲线，A线：产生大宽容度的线性层次；B～J线：应用于头、颈、胸、乳腺、腹部。K～L线：为血管数字减影所设置的高对比度的曲线；M线：线性黑白反转；N线：为胃肠造影（GIstudy）专门设定的曲线；O线：主要用于优化骨骼的曲线；P线：主要用于优化胸部肺野区域产生的微小密度变化的影像。（2）GC（旋转中心）：表示GA围绕旋转点的密度值，在CR系统中设定为0.3～2.6，实际的应用中，选择好GC值达到医师追求兴趣区清晰显示的目的。(3)GA（旋转量）：GA的旋转主要用来改变影像的对比度在CR系统中GA的值是-4～4，当GA=1.0时，表示所选择的谐调曲线上无对比变化，相当于屏-片组合中H-D曲线r=1时，输入与输出影像的对比。GA越大，对比度越高，GA越小，对比度越小在实际的应用中，GA总是围绕着GC进行调节输入输出(4)GS（移动量）：亦有称作灰度曲线平移，GS用于改变整幅影像的密度。GS=-1.44～1.44，利用微细调节来获得最优化密度。曲线向右移可以减小影像密度，曲线向左移增加影像密度。这4个参数在进行处理图像时，一般GT不作改变，其它3个参数依感兴趣区的密度和对比度作调整或不作调整；在调整过程中，先确定GC，然后再调整GA和GS。应用4个参数可以获得达到诊断目的的影像对比度，光学密度及黑白反转的效果等。2.空间频率处理空间频率处理技术是一种边缘锐利技术，它是通过对频率响应的调节来显示边缘组织的锐利轮廓。在屏-片组合中，频率越高，频率响应越小，而在CR系统中是根据图像的显示效果的需要来控制频率的响应，如若提高影像高频成分的频率响应，就增加了此部分的频率响应，通过频率等级（frequencyrank，RN）频率增强（degreeofenhancement，RE）频率类型（frequencytype，RT）3个参数影响影像质量。（1）RN（通过频率等级）：即对空间频率范围的分级。低频等级（0～3）：用于增强大结构，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，肺部和骨骼轮廓线；高频等级（6～9）；用于增强小结构，比如微细骨结构、肾小区等。（2）RE（频率增强）：RE用以控制频率的增强程度。在CR系统中，其值为0～16。（3）RT（频率类型）：频率类型用于调整增强系数，以控制每一种组织密度的增强程度。在CR系统中，共设有F、P、Q、R、S、T、U、V、W、X、Y、和Z等12种类型。（二）动态范围控制与能量减影1.动态范围控制胸片摄影中的肺野和纵隔区域的密度差异太大，尽管采取了许多的措施如用铝过滤器、计算机处理技术对X线在吸收上的差异作了一些补偿，但胸片的信息诊断范围总不能达到一个理想的程度。但CR或DR系统的动态压缩处理将完全能够解决这一问题。CR系统的动态压缩处理是在谐调处理和空间频率处理前期自动进行的。2.能量减影传统的减影方式有时间减影和能量减影二种方式。由于CR系统在采集影像信息的速度较慢，故时间分辨力不高，所以，在组织的减影中一般都采用能量减影的方式。能量减影的具体实施就是有选择地去掉影像中的骨骼或软组织的信息，在同一部位同一次曝光中获得的一幅高能量影像和一幅低能量影像，由于这两幅影像中的骨骼与软组织信号强度不同，通过计算机加权减影来实现这二幅图像的减影。结果是与骨骼相一致的信号被消除，得到软组织影像；同样，与软组织相一致的信号被消除得到了骨骼组织的影像。★（4）减影处理能量减影原理图高能信号Q2骨骼4软组织2低能信号Q1骨骼8软组织3软组织10软组织像加权减影QS=2×Q2-Q10骨骼4骨组织像加权减影Qb=2×Q1-3×Q21234CR系统的应用（一）头颈部的应用1.头颅外伤2.鞍区病变3.耳部4.鼻窦病变5.喉部GAGTGCGSRNRTRE影像A0.600.60.635T0.5影像B0.9A0.60.205T5.0GAGTGCGSRNRTRE影像A1.2G0.90.45Q1.0影像B1.0A0.90.45Q6.0（二）胸部的应用放射科日常的X线摄影中，胸部是检查率最高的部位，也是密度反差最大的部位，从气体到骨骼，传统的X线屏-片组合成像能够清晰显示肺组织，但纵隔区域却难以让人满意，重叠的组织或病变难以分辨，影响对胸部疾病的诊断。CR或DR系统，由于安装了针对胸部成像的动态范围压缩技术、能使纵隔区域和肺野一样清晰地显示重叠的影像信息，且通过空间频率处理后能够突出某一组织或病变的特征，这样就减少了漏诊，提高了诊断的准确性。对于肺野的病变如肺炎、肺结核、胸膜改变以及肺癌等更能够得到很好地显示，并对肿块状的病变可以提供大小、面积的测量，从而获得更有利于诊断的依据。GAGTGCGSRNRTRE影像A1.2E1.6-0.144R0.5影像B0.9A1.6-0.424R4.0GAGTGCGSRNRTRE影像A0.9E1.6-0.164R0.5影像B0.7A1.5-0.584R5.0影像C-1.3A1.50.664R5.0（4）肺部肿瘤通过用P线可清晰显示肿块的外形和内部结构（4）肺部肿瘤使用线性黑白反转技术清晰显示肿块的边缘、内部结构密度的均匀度以及与肺内血管的关系.（4）肺部肿瘤肿瘤内部的结构显示（4）肺部肿瘤（5）纵隔淋巴瘤ba（6）肺野和胸膜病变（7）肺结核使用线性黑白反转技术（M线）病灶周围较为光滑，与周围血管界限明显。（8）局部放大显示微小病灶（三）泌尿系统检查泌尿系统的造影检查，主要目的是突出阳性对比剂充盈的肾盂、肾盏、输尿管和膀胱的情况，其固有的动态范围决定了影像上不可能清晰的显示软组织及密度不高的阴性肾结石。CR系统可以压缩泌尿系统显示影像结构中的高密度影像，且可运用谐调处理和空间频率处理来改善软组织结构显示的密度层次及锐利度，从而大大改善泌尿系统中软组织的分辨力。（四）胃肠道的应用在胃肠道双对比造影检查中，CR系统显示的胃小区、微小病变、粘膜皱壁、十二指肠球部及结肠无名沟等结构明显优于传统的X线造影影像：①肠系统解剖结构及其病变。运用谐调处理技术提供的灰度翻转功能，对一些常规的负像显示方式下易被忽略的微小病变和兴趣区的结构能够清晰地显示出来，对影像诊断提供一些难得的帮助；②肠道的检查中，空间频率处理尤为重要，它的边缘增强效果更能突出胃肠道中的微小结构，从而产生更强的对比效果；③在常规的胃肠检查中，由于使用硫酸钡这种高密度的对比剂，造成检查影像的高反差，常规X线检查中的胶片的动态范围不可能兼顾如此大的密度跨度，且对影像高密度部分也不可能显示出信息，而CR系统可以实施动态范围的压缩技术，使高密度区的结构（充钡部分）和低密度区的结构（充气部分）都能清晰显示。GAGTGCGSRNRTRE影像A1.2D0.70.03Q1.0影像B1.1A0.8-0.013Q5.0GAGTGCGSRNRTRE影像A1.5D0.6-0.025Q1.0影