第四章 数字x线成像(医学影像成像原理)

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1、医学影像成像理论第四章数字X线成像主要内容第一节数字图像基础知识第二节计算机X线摄影第三节数字X线摄影第四节数字减影血管造影第一节数字图像基础知识数字X线成像技术是传统的X线技术与计算机技术结合的产物。图4-1数字X线成像系统框图一、数字图像概念数字图像：如果将一幅图像空间位置分成有限个像素的小区域，每个像素中的灰度平均值用一个整数来表示，这种图像信息便是数字信号，图像信息为数字信号的图像就是数字图像。与数字图像有关的基本概念：1.体素（voxel）：代表一定厚度的三维空间的人体体积单元。是一个三维的概念。2.像素（pixel）：组成数字图像的基本单元。是一个二维概念，是体素在成像

2、平面的表现。3.像素值：是像素的灰度值或强度值，一个像素只具有一个灰度值。4.矩阵（matrix）：一个横成行、纵成列的数字方阵。5.采集矩阵（acquisionmatrix）：每幅画面观察视野所含像素的数目；6.显示矩阵（displaymatrix）：监示器上显示的图像像素数目。7.视野（fieldofview，FOV）：拟进行检查容积的选定区域。8.位深(bitdepth)：又称位分辨力(bitresolution)，代表一幅图像中包含的二进制位的数量。8位深(28)表示有256种灰度或彩色组合。9.模/数(analogidata，A/D)：指把模拟信号转换为数字形式，即把连续

3、的模拟信号分解为离散的信息，并分别赋予相应的数字量级，完成这种转换的元件称模/数转换器(ADC)。10.灰阶(grayscale)：在影像或显示器上所呈现的黑白图像上的各点表现出不同深度灰色，把白色与黑色之间分成若干级，称为灰度等级，表现的灰度(或亮度)信号的等级差别称为灰阶。为适应人视觉的最大等级范围，灰阶一般只有16个刻度，但每一刻度内又有4级连续变化的灰度，共有64个连续的不同灰度的过渡等级。11.原始数据(rawdata)：由探测器直接接收到的信号，经放大后再通过A/D转换所得到的数据。12.显示数据(displaydata)：组成某层面图像的数据，亦即该层面各体素灰度值的

4、矩阵中的数据。13.动态范围(dynamicrange)：对光电转换器而言，亮度响应并非从零水平开始，也不会持续无限大的亮度，响应的有用最大与最小亮度值之比即为动态范围。14.窗口技术(windowtechnology)：是调节数字图像灰阶亮度的一种重要方法。即选择适当的窗宽和窗位来观察图像，使病变部位清晰地显示出来。15.窗宽(windowwidth，WW)：表示数字图像所显示灰阶范围，即放大的灰度范围上下限之差。16.窗位(windowlevel，WL)：又称窗水平。是图像显示中放大的灰度范围的平均值，即放大灰度范围的灰度中心值。17.空间分辨力(spatialresoluti

5、on)：又称高对比分辨力，是指图像能分辨相邻两点的能力，常用能分辨两点的最小距离来表示。通常用LP/mm表示。18.密度分辨力(densityresolution)：又称低对比分辨力，是指在低对比情况下分辨物体密度微小差别的能力。通常用百分数表示。19.时间分辨力(temporalresolution)：成像系统单位时间可采集的图像数。20.噪声(noise)：为图像中可见的斑点、细粒、网纹或雪花状的异常结构，是影响影像质量的重要因素，它掩盖或降低了某些影像细节的可见度，使获得的影像不清晰。在X线数字成像中，影像上观察到的亮度水平随机出现的波动称为噪声。从本质上分析，噪声主要是统计

6、学而不是检测性的。21.信噪比(signalnoiseratio，SNR)：在实际的信息中一般都包含有信号和噪声。用来表征信号强度同噪声强度之比的参数称为信号噪声比。SNR值愈大，噪声对信号的影响愈小，信息传递质量就愈高。22.调制传递函数(modulationtransferfunction，MTF)：是以空间频率ω为变量的函数。各个ω值都有自己的调制传递值和相位传递值。用于评价成像系统对物体成像的再现能力。23.噪声功率谱(noisepowerspectrum，NPS)：又称威纳频谱，表示图像中单位长度上噪声能量随空间频率变化的分布情况，其值是噪声自相关函数的傅立叶变换。能量是

7、指影像的微小密度差。24.量子检出效率(detectivequantumefficiency，DQE)：成像系统的有效量子的利用率。图像矩阵大小与图像关系：矩阵大小根据应用和成像系统的容量决定。一幅图像中包含的像素数目等于图像矩阵行与列数目的乘积。图像的像素数少，像素尺寸大，图像的空间分辨力低；像素数量多，图像的空间分辨力高（LP/mm）。图像的像素数是由像素大小和整个图像的尺寸决定的。像素数与像素大小的乘积决定视野（fieldofview，FOV）。图像矩阵大小固定