直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究(3)

（１）常规的Ｘ线摄影成像后由胶片来记录，需要暗室冲洗。为了提高胶片的利用

价值，影像科必须建立相应的库房来存放数量庞大的摄影胶片，即胶片的存档管理。Ｘ线胶片在管理中的错误和丢失情况时有发生，管理的数量与难度同步增长，耗费的人力、物力、财力和空间都非常大。

（２）病历资料的查询速度慢，图像传送需要大量的时间，效率低，不能满足临

床需要，如遇急诊情况问题就更加严重。

（３）传统Ｘ线摄影采用模拟合成技术，图像分辨率低，很难应用计算机来进行处

理，也不便于储存和传输，更谈不上异地医生同时观察一幅图像（如远程诊断或电话会诊），要实现多人共享更不可能。

（４）传统Ｘ线摄影需要的曝光剂量相对较大，且Ｘ线摄影一旦完成，影像质量就

不能改变，当影像的质量不符合要求时往往需要重拍，给操作者和患者带来了许多的麻烦。

（５）胶片的破损、丢失和变质所引起的信息缺失也是一个非常难解决的问题。

有关资料表明，即使一个管理制度十分完善的医院，由于胶片的借入、借出及会诊等因素，造成Ｘ线胶片的丢失率非常大。

随着医学影像技术的不断发展，对传统Ｘ线成像技术革新的要求也越来越迫切。在材料科学与计算机技术发展的带动下，计算机Ｘ线摄影（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ２

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

第１章绪论

Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ，ＣＲ）便应运而生了。在ＣＲ系统中，Ｘ射线透过人体后，剩余能量信息由具有刚性的影像板（ＩｍａｇｅＰｌａｔｅ，ＩＰ）记录，用激光光束对ＩＰ板的影像信息进行扫描读取，得到ＩＰ板上的能量分布信息后转化为数字矩阵，存储到计算机中。数字化的ｘ线图像可以进行各种计算机处理（改善影像细节、图像降噪、灰阶与对比度的调整、影像放大、数字减影等），将很多隐藏信息显示到荧屏上，图像处理系统可以用便捷的窗宽窗位来调整、设置，便于按诊断要求作适于视觉的调整。在此基础上，借助人工智能和神经网络等方法对影像作定量分析或特征提取，使计算机辅助诊断（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ．ＡｉｄＤｉａｇｎｏｓｉｓ，ＣＡＤ）工作得以实施。ＣＲ系统的Ｘ线摄影剂量比较低，是传统Ｘ线摄影的ｌ／２～２／３，摄影条件的范围宽（王骏，２００４）。其数字化图像可存储于计算机硬盘或光盘中，为医学影像存档与通讯系统（ＰｉｃｔｕｒｅＡｒｃｈｉｖｉｎｇａｎｄＣｏ咖ｕｎｉｃａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＰＡＣＳ）的应用创造了条件，也为远程医学的发展打下了基础。

ＣＲ系统使用的是数字化成像技术，可以将所得到的信息按诊断的要求进行视觉上的再处理，并可在计算机中长期保存，这种技术一经开发便得到人们的重视，现已经广泛应用于临床诊断。然而ＣＲ是一种间接转换型的Ｘ线数字成像技术，在由ＩＰ板转换到计算机数字矩阵的过程中，会发生能量转换，因而并不是Ｘ线能量信息的直接反映。

９０年代末期，一种新型的Ｘ线数字成像方式出现了，这种技术被称作直接数字化ｘ线摄影（ＤＲ）。ＤＲ系统成像没有中间的能量转换过程，Ｘ射线到达接收装置后直接转换成数字信号供计算机采集，因而大大减少了中间环节带来的不利影响，图１．３显示了两种不同的Ｘ射线转换方式。

Ｘ射线Ｘ射线

图１．３ＣＲ与ＤＲ的ｘ射线转换方式

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由于提高了Ｘ光的转换效率，ＤＲ系统可以在较低Ｘ光条件下得到较好的数字

图像，病人接受的Ｘ光剂量更小。同时，ＤＲ系统成像速度快，图像具有更高的分

辨率和对比度。ＤＲ系统的诸多优点，也使得它成为了数字化Ｘ线成像技术未来的

发展方向。

１．２ＤＲ图像处理方法研究的意义

Ｆｒｏｓｔ＆Ｓｕｉｌｌｖａｎ公司于２００４年完成了一份“全球ＤＲ市场”的市场调查报

告，这份报告称２００３年全球ＤＲ市场３．７６５亿美元，到２０１０年将增加到８．２８７

亿美元。该公司分析师ＡｎｔｏｎｌｏＧａｒｃｌａ认为，一些潜在的用户决定推迟购买ＤＲ

系统，是因为他们在等待目前的ＤＲ系统升级换代以具有更好的诊断和治疗性能。

ＤＲ系统的优越性能和其拥有的强大后处理功能是用户花大价钱买ＤＲ系统的

真正价值所在，这也是与常规Ｘ射线成像设备相比的优势。另外，仅仅有高质

量的图像可能还不足以让用户下决心选择购买ＤＲ，如果既有优秀的图像质量，

又能实现Ｘ射线低剂量辐射检查，用户才会真正乐意选择ＤＲ。在ＤＲ技术达到一

个更高水平和价格稳定之前，医院放射科大多会同时使用ＣＲ和ＤＲ系统。

与传统的Ｘ线摄影相比，直接数字化Ｘ线成像有着强大的的优势（郭长运，

２００２），简要地概括在以下几个方面：

（１）优异的图像质量和强大的后处理功能。

图像后处理技术是数字化影像提高图像质量的精髓。通过边缘增强或平滑

处理，调整窗宽窗位观察，利用放大缩小等软件功能，对不同部位，不同被检

组织进行不同的后处理，从而使图像更为清晰。从理论上说，数字化图像是由

像素来组成图像，它的空间分辨率不如传统胶片模拟图像的高，但是由于人体

肉眼对空间分辨率的感知有一定的限度，超过这个限度即不可分辨。以Ｘ线ＣＴ

为例，它的高密度分辨率是胶片无法比拟的，从图像的对比度、宽容度和所具

备的灰阶指数都优于胶片，因此，图像质量和所得到的信息远远超过胶片的模

拟图像。

（２）降低Ｘ射线剂量。图像的质量取决于它的信噪比，而这又与Ｘ射线的有效利用率有直接关系。

４

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

在数字化Ｘ射线技术的评价上，Ｘ光的量子检测效率（ＤｅｔｅｃｔｉｖｅＱｕａｎｔｕｍ

Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ＤＱＥ）常常被用到，ＤＱＥ有机结合了图像的对比度，噪声，空间分

辨率和Ｘ射线的剂量等因素，是一有效的评价指标。ＤＱＥ的数值高，说明Ｘ射线

的有效转换率高，图像的信息利用率就高。由于数字化成像板感光介质的感光

曲线与普通Ｘ光胶片不同，在对比度和宽容度上有较大的动态范围，再加上特

别是ＤＲ检测器的高灵敏度，使得数字化成像的ＤＱＥ可以从传统胶片的２０—３０％

提高到６０一７０％。从而使Ｘ射线剂量可以大大降低，ＤＲ与ＣＲ相比更为明显，可

以降低２／３以上的剂量。

（３）高效率存储。

随着计算机和信息技术的发展，数字存储的方法越来越多，其容量也越来

越大，这极大地促进了数字化图像的存储（王中锋，徐明，２００１）。目前中短期

的存储可用磁盘或磁盘阵列，这种图像在线技术使得图像调阅非常方便；长期

存储可用光盘或数字磁带，一张光盘可存储数千张无压缩图像，而数字磁带的

容量更大。数字存储的方式将以往用胶片存储的死信息变成了活信息，随时可

以再次调出并进行图像的后处理或调整窗宽窗位观察，也使得过去由于借阅胶

片而丢失的信息资料得以保存。

（４）提高工作效率。

由于数字化Ｘ线摄相可以在检查当时从显示屏上观察图像，减少了冲洗胶

片的过程，因而提高了工作效率，缩短了病人等候时间。特别对于急诊、重症

病人，尤为适用。

（５）图像传输，资料共享。

数字格式的图像可以通过网络 …… 此处隐藏：2281字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……