直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究(4)

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图１．４ＤＲ系统成像研究方向

Ｍｏｒｔｏｎｅｔａｌ（１９９４）介绍了一个基于平板矩阵的数据采集系统，并提出了平板矩阵的非零响应。Ａａｃｈｅｔａ１（１９９９）首先提出了数字化Ｘ线图像的采集和图像处理过程，他在实验中使用的是ＣＣＤ探测器，其研究重点于动态的数字化Ｘ线成像（ＤｉｇｉｔａｌＦ１ｕｏｒｏｓｃｏｐｙ，ＤＦ），并分析了系统噪声和量子噪声对图像带来的影响。Ｋａｓａｐｅｔａ１（２００２）在介绍ＣＣＤ平板探测器后，引入了直接转换方式的平板探测器，其矩阵大小为２４８０×３０７２。在分析了电路系统工作原理的基础上，他提出了暗电流（Ｄａｒｋｃｕｒｒｅｎｔ）的存在，暗电流的不均匀性分布会影响到最终的图像数据。他指出了平板探测器在胸片摄影、动态Ｘ光透视、

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

第１章绪论

乳腺摄影以及工业检测等方面都有着广泛的应用。

平板探测器的工艺限制，以及Ｘ射线能量转换过程中带来的噪声，都会造成

对ｘ线衰减信息的非完全真实性反映。ｗｉｓｃｈｍａｎｎｅｔａｌ（２００２）提出了平板探测

器的校正问题，包括系统的非零响应，像元响应的非线性，以及坏像素的处理

等。而Ｄｅｎｎｙｅｔａｌ（２００１）介绍的是一种均值滤波的方法，来消除系统的随机

噪声。２００４年，周正干等对射线检测中的平板探测器进行了分析研究，并针对

其中的影响因素提出了校准方法，在Ｘ线无损检测方面取得了很好的效果。

在Ｘ射线图像拼接方面，Ｆｕｊｉ公司为了解决脊柱侧弯的手术测量需要，开

发了用两个装有ＩＰ板暗盒同时曝光，然后进行图像拼接的技术解决了脊柱全长

摄影。Ｇｕｏ—ＱｉｎＷｅｉｅｔａｌ（２００３）在他的研究中介绍了这种方法，不过由于操作

难度较大，实用性不强，因而很少被采用。在ＤＲ系统，只需要调整病人床架的

位置，就可以快速多部位成像。

能量减影是数字化Ｘ线图像的一大亮点。Ｆｕｊｉ公司在ＣＲ能量减影时采用了

在两片ＩＰ之间加一片Ｏ．３咖Ｃｕ的滤过板，装入暗盒，一次曝光可以得到三幅

图像，一是普通标准胸片，一幅高能量胸片图像（主要是骨骼结构），另一幅减

影后的肺组织图像。由于是一次曝光，所以它的减影效果比较好。时间减影则

是将不同时间的两幅数字化胸片相减以尽早发现病变或可以进行病灶的随访比

较。由于两幅不同时间的照片位置难免有错位，在处理时会发生定位错误（Ｍｉｓｓ

Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ），Ｆｕｊｉ公司采用的是在一张照片上采用周边４个点和中央一点的

参考点校正方法，与别的公司有所不同。ＤＲ系统的能量减影涉及到复杂的Ｘ线

曝光系统的控制配合，现在只有ＧＥ公司采用。

从ＣＲ到ＤＲ的发展过程中，医疗器械生产厂家和各研究机构就在数字化Ｘ线

图像的后处理上着力研究，力图不断提高图像质量。图像组织均衡方面的软件，

女口ＡＧＦＡ公司的ＭＵＳＩＣＡ（ＭｕｌｔｉＳｃａｌｅ

公司的ＥＶＰ（ＥｎｈａｎｃｅｄＩｍａｇｅＣｏｎｔｒａｓｔＡｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ），ＫＯＤＡＫＶｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎＩｎｌａｇｅＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ），ＦＵＪＩ公司的

ｉｍａｇｅＭＦＰ（Ｍｕｌｔｉ—ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ），ＰＨＩＬＩＰＳ公司的ＮＩＱＵＢ（ｕｎｉｆｉｅｄ

ｑｕａｌｉｔｙｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ）。它们的共同特点是：根据不同部位自动地使每幅图像

最优化，确保始终如一的高质量图像，也就是消除原曝光图像中过亮及过黑的

区域，降低细节损失，从而提供高细节对比度，显示更佳解剖结构和协调的图８

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

第１章绪论

像。

Ｐｅｔｅｒｅｔａｌ（１９８３）最早提出了拉普拉斯金字塔（ＬａｐｌａｃｉａｎＰ”ａｍｉｄ）图像

编码方法，用于对图像进行多层次小波分解。ＰｉｅｔｅｒＶｕｙｌｓｔｅｋｅ于１９９９年将其

应用于ＣＲ图像增强，发展成为了ＭＵＳＩＣＡ算法。

胸部摄影是ＤＲ图像的主要应用之一，管卫（２００７）研究了胸部数字化Ｘ线影

像（ＤＲ）中肺部小结节的自动检测技术及临床应用。此外，Ｘ线图像在乳腺图像

中微钙化检测，以及乳腺癌的检测分析（刘伟，２００５）中也有一定的应用，特

殊构造的Ｘ线机还可用于牙周病的检查（刘晓峰，２００１）。

以上介绍的是数字化Ｘ线图像在不同方面的应用和研究进展，由于ＤＲ系统

是在最近１０年才发展起来的，对于数字化Ｘ线图像的更多的研究重点于ＣＲ，以

及其它各种应用方面的研究，如乳腺摄影、牙齿Ｘ光检测、工业无损检测等。

为此，有必要对ＤＲ成像方法及其在影像诊断方面的应用进行系统研究，以促进

ＤＲ成像系统的性能提高和应用普及。

１．４ＤＲ图像处理中的关键问题

由于上节介绍的ＤＲ系统具有诸多特性，ＤＲ技术涉及到多个学科，对ＤＲ系

统成像的研究具有很大的自由度。具体来说，根据数字化Ｘ线图像的形成过程，

ＤＲ系统图像处理的研究方向主要包括：

（１）平板探测器材料的研究。平板探测器是Ｘ光转换为电子信号的关键部件，

平板数字探测器研制成功并应用于临床诊断在成像技术上是一个飞跃。数字探

测器代替了传统Ｘ线设备由影像增强器、光学系统和模数转换器构成的影像链。

由直接数字化代替传统的模数转换。因而避免了影像链上诸多环节对影像产生

的影响，减少了图像的噪音和失真，提高了影像的对比度和分辨率，通过调节

窗宽窗位，扩展了影像的动态范围。在进一步提高探测器的量子检测效率（ＤＱＥ）

的同时，需要保持大面积平板象元响应的可靠性，这方面的研究涉及到材料科

学和电子电路，并且和产品的加工工艺水平密切相关。

（２）控制系统的优化。ＤＲ系统的一个显着特点就是成像速度快，能加快医院

影像科的图像采集和处理流程，包括动力装置和成像环节，ＤＲ系统有很多参数９

直接数字化X线摄影系统图像处理方法研究

第ｌ章绪论

需要控制。高压发生器控制着Ｘ射线球管发射的Ｘ线剂量，通常情况下，这部

分的参数调节是手动操作的，操作技师需要在输入病人信息后，根据拍摄部位

来调节电流、电压参数，工作较为繁复。信息的自动录入是医院ＰＡＣＳ的发展趋

势，ＤＲ系统作为医院影像科的主要检查设备之一，也有进一步完善自身操作流

程的需求。

（３）图像采集。ＤＲ系统图像采集需要和Ｘ射线发射系统有很好的配合， …… 此处隐藏：2193字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……