dr的计算机控制与图像增强方法分析

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1、第1章绪论1．1医学X光摄影技术的发展1895年，德国物理学家伦琴发现X射线至今100年来，X光照相技术在临床医学上得到广泛的应用，成像技术也得到了不断的发展，目前几乎应用到所有的医院和诊所之中。早期的X线摄影技术较为简单，其图像的显示和保存都是以胶片的形式进行的，它以卤化银为主要的感光材料，这类传统的成像方式有其固有的诸多弊端(谭长生屈平等，2006)：(1)成像速度缓慢。常规的X线摄影成像技术的影像主要由胶片来记录，在成像后还需要在暗室里进行胶片的冲洗工作，这需要大量的时间，远不能满足现代医院对X线机成像效率的要求。(2)图像保存，查询困难。由于图像都采用胶片的形式来进行存储，医院影

2、像科需要建立相应的库房来保存，且在保存过程中还有可能出现胶片的损坏。如果需要在庞大的胶片库中查找病历，也需要较大的人力。(3)图像分辨率低。传统的X线摄影技术采用的是模拟合成技术，使得图像的分辨率极低，不能很好的满足临床诊断要求。(4)曝光剂量大。由于采用的模拟技术，需要在曝光过程中采用较大的剂量。且图像不能进行后处理工作，如果第一次的影像不符合要求，必须进行重拍，这极大的增加了病人所接受的X线剂量。由于胶片X光机存在上述缺点，使得对X线摄影技术更新的要求也越来越迫切。随着近些年电子技术、计算机技术和通讯技术的不断进步，X线影像技术也在朝着数字方向迈进，随之而产生的便是计算机X线摄影(C

3、omputerRadiography，CR)。CR系统主要由X线机、影像板(ImagePlate，IP)、影像阅读处理器、监视器以及存储装置等组成。其成像过程如图1所示，整个过程需要两次激发：影像板首先经X线曝光(第一次激发)，以影的方式记录下病人某一部位的X线信号。然后再将影像板送到影像阅读处理器处，在阅读处理器处经激光扫描器扫描(第二次激发)，由光电倍增管把光信号转化为电信号，再经A／D转换器转换为数字信号输出。第1章绪论略球管影像板控制计算机影像读取装置从X影像到数字信号影像处理装置各种影像处理镒墚l匕光盘、磁带I～“皇PACS图lCR系统成像过程影像记录装置从数字信号到光信号眶赢

4、CR与传统的胶片X线摄影相比，实现了X线摄影的数字化，有了质的飞跃，具有一系列的优点：它可与原有的X线摄影设备匹配工作，只需将胶片更换为影像板即可，提高了图像的分辨率和处理能力；它还能实施图像的后处理工作，如改善影像细节、图像降噪、灰阶与对比度的调整、影像放大、数字减影等，增加了显示信息的功能；降低了X线曝光剂量，其曝光剂量是传统X线摄影的I／2～2／3；图像以数字形式用磁盘或光盘存储，不再以胶片的形式存储，不仅节省了成本，还去除了因冲洗胶片所造成的污染；可以把信息传递给PACS(PictureArchivingandCommunicationSystem，PACS)系统，使得计算辅助诊

5、断(ComputerAidDiagnosisCAD)得以实施，并为远程医学的发展打下了坚实的基础。虽然CR与传统X线摄影相比有以上诸多的优点，但它也存在不足和其固有的局限性。CR的成像需要两次激发，这使得整个成像过程变得更加的繁琐和缓慢，不能很好的应付急诊的情况：CR虽实现了数字化，但它是一种间接转换型的X线数字摄影技术，它的数字化过程是IP板到计算机数字矩阵的能量转换，而不是X线能量信息的直接反映，因此在成像过程中的能量损失和噪声大大增加，进而影响CR图像分辨率。上世纪90年代，人们便开始了对直接数字化X线摄影(DirectDigitalRadiography，DR)的研究，它没有用像

6、CR一样的IP板作为中间介质的能量转换，而是在X射线到数字化探测器后直接将X射线的能量转换为计算机能读取的电信号进行数字成像，大大减少了射线的能量损失和中间环节的噪声影响，提高了X光的利用率，同时还减少了病人所接受的X线剂量，提高了图像的分辨率和对比度。此外，DR还具有成像速度快，动态范围大等特点。DR的这些优点，使得它成为了当今X线摄影技术的发展方向。2第1章绪论在我国，X光设备的引进最早是在1986年，由当时清政府的外交大使李鸿章从德国引入，1951年，上海医疗器械厂试制的200mA四管单相全波整流X光机为我国首台X光机，1958年，上海感光胶片厂研制成功并开始批量生产X光摄影胶片。

7、二十世纪六十年代，上海医疗器械厂研制生产了旋转阳极X光机。总之，我国的医用影像设备的研发和应用起步都较晚，但发展非常迅速，在上世纪九十年代已形成了较为完整的规模，但总体水平还是落后于世界现今水平很多。1．2国内外研究现状DR是临床医学中应用最为广泛的大型医疗设备之一，传统的DR系统多采用悬挂式机械，此设计占地面积大，机械姿态改变缓慢，严重影像了医生的拍片速度，于是有了近年来U型臂的诞生。在U型臂机械系统中，U型臂与平板探测器多角度电