1、數(shù)字醫(yī)學影像技術基礎知識問答什么是數(shù)字影像？ 真正的數(shù)字影像是用許多獨立的 “數(shù)字”去表達光線(或射線)的量。也就是把一幅圖像分割成許多小的單元(像素),每個單元(像素)都用一個獨立的數(shù)字去表示。所以,真正的數(shù)字影像其實是一些數(shù)字的組合，是無可視性的。數(shù)字信息必須通過數(shù)字/模擬(D/A)轉(zhuǎn)換,才能變成一個可視的數(shù)字模擬圖像(數(shù)模圖像),數(shù)模圖像不同于傳統(tǒng)的模擬圖像：構(gòu)成圖像的每個單元的模擬量在空間是不連續(xù)的;每個單元模擬量的數(shù)值也是不連續(xù)的。數(shù)字影像是將一幅圖像分成有限個像素的小區(qū)域，每個像素的灰度平均值用一個整數(shù)來表示 240.97.4.9.15.57.101.198.220.250.237

2、.121.26.30.55.46.187.202.227.255.249.200.83.48.39.46.57.101.198.220.250.240.94.48.34.36.35.87.155.203.232.233.108.66.39.46.57.101.198.220.241.241.130.98.59.44.61.89.158.218.240.240.197.88.39.54.47.122.177.211.199.232.199.78.46.44.49.134.187.245.221.244.211.68.30.46.52.49.148.220.255.246.197.88.98.36

3、.65.101.237.248.251.245.231.148.69.45.65.74.137.219.239.237.216.85.24.27.47.44.178.200.253.223.221.78.39.46.57.66.98.220.234.211.197.98.39.46.57.45.55.170.用數(shù)字表達影像的模擬量數(shù)字影像是如何創(chuàng)建的？ 數(shù)字影像的創(chuàng)建過程與模擬影像不同:主要包括采樣和量化兩個程序：采樣-數(shù)字影像的采樣是對模擬信息的畫面用一個虛擬的采樣柵格(矩陣)的小孔穴分別采樣，每個小孔采集到的信息就是一個像素(pixel )，這個虛擬的采樣柵格定義為數(shù)字影像的矩陣尺寸( N

4、xx Ny ) (例如:一個 2360 x 3072 影像)。矩陣尺寸( Nxx Ny )及像素的大小決定了影像的分辨率,當然,還有其他因素影響分辨率。量化-采樣采集到的每個像素信息在空間是不連續(xù)的,但其數(shù)值仍然是一個連續(xù)的變量,離散程度很大,為了便于計算機處理,把采集到的像素的數(shù)值進行量化處理,即把離散的模擬信息量化為一定數(shù)量的整數(shù)數(shù)字,以減少數(shù)據(jù)的離散程度。量化的等級用比特（bit）表示。2n = n比特。28=8比特=256個等級。量化深度愈高，影像灰階就愈多，影像質(zhì)量就愈好。什么是數(shù)字影像的空間分辨率？ 對影像空間位置細節(jié)的表達能力。像素的大小影響圖像的空間分辨率,一般而言像素愈小分辨

5、率愈高.空間分辨率有多種表示方法：LP/mm - 每毫米可辨認的線對數(shù)； 例5LP/mmPixel/mm - 每毫米距離的像素數(shù)； 例10Pixel/mmm/pixel- 每個像素的大小； 例100m/ pixelDPI - 每英寸的點數(shù)； 例325DPI - 12.8Pixel/mmPPI - 每英寸的像素數(shù)； 例325PPI - 325DPI對同樣大小的影像而言，矩陣尺寸愈大，空間分辨率愈高。什么是CR？ CR（Computed Tomography）是通過IP板獲取影像信息，再通過激光掃描讀取信息并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息輸送到計算機進行處理的裝置。 影像板（Image Plant）獲取X-線信息

6、,形成潛影； 在CR系統(tǒng)中由激光掃描影像板的潛影信息； 存儲在影像板上的能量被釋放，發(fā)出可見熒光； 發(fā)出的可見熒光被收集并轉(zhuǎn)換成電信號； 電信號經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，獲得初始數(shù)字影像； 磷光屏經(jīng)強光擦除后可重復使用；CR有那些特點？ 流程類似傳統(tǒng)的X光攝片，易于接受、掌握；攝影條件寬容度大；重復曝光幾乎為0；影像數(shù)字化：多幅打印，長久無損保存，多終端閱讀；不受周圍環(huán)境影響：溫度、濕度；密度/對比度：不完全由kVp/mAs決定，可由計算機成像參數(shù)調(diào)整；圖像質(zhì)量可控制,圖像清晰度明顯增加，有利于微小病變的顯示檢出；圖像數(shù)字化,可利用計算機強大的處理功能；IP板敏感性高,可多次重復使用。簡述DR的

7、組成及成像原理。 平板探測器是一種采用半導體技術,將X射線能量轉(zhuǎn)換為電信號,再轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號而獲得數(shù)字圖像的裝置.它可以取代所有類型的X線檢測器,如電視影像增強系統(tǒng),點陣電影相機,圖像屏幕系統(tǒng)和其他影像板.它最突出的特點是快速輸出高質(zhì)量的數(shù)字影像.可以預測,平板檢測器為核心的DR系統(tǒng)將發(fā)展成為醫(yī)療X線攝影的主導性技術。DR的成像的簡單原理是:當X線信息照射平板檢測器時,檢測器能將射線信息實時地,快速地直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息輸出.DR的核心組成是平板檢測器。DR有那些特點？ -當X線信息照射平板檢測器時,檢測器能將射線信息實時地直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息輸出,不經(jīng)過其他中間環(huán)節(jié)(如傳統(tǒng)攝影的屏/片系統(tǒng),沖洗

8、系統(tǒng),CR的IP板,掃描系統(tǒng)等),很好地避免了信息的丟失和噪聲的增加,影像質(zhì)量有質(zhì)的飛躍;工作流程大大加快,工作效率大大提高；-DR平板檢測器的TFT的像素尺寸為0.139-0.20mm，當采集面積為43cm X 43cm時,圖像矩陣尺寸3000 X 3000,并采用直接從每一個像素的存儲電容中讀取數(shù)據(jù)確保了DR體系的高信噪比,所以DR較其他數(shù)字成像方式空間分辨率更高,清晰度更高；-DR通常采用12-14 bit的量化技術,圖像灰階深度大,密度分辨率高,所以DR圖像的層次豐富,細節(jié)顯示更清楚；DR有那些特點？-DR平板檢測器具有很高的檢測動態(tài)范圍,攝影劑量在很寬的范圍內(nèi)能獲得很好的影像質(zhì)量；-

9、DR系統(tǒng)有功能強大的影像處理軟件支持,同時很容易根據(jù)臨床需要進行圖像后處理,如圖像濾波;窗寬窗位;調(diào)諧;放大漫游;黑白轉(zhuǎn)換;數(shù)字減影;距離面積測量等等,為影像診斷的細節(jié)觀察,前后對比,定量診斷及功能診斷提供了技術支持；-DR的圖像可直接以DICOM標準處理存儲圖像,可直接進入PACS,RIS系統(tǒng);在數(shù)字化醫(yī)院的建設中,DR具有明顯的優(yōu)勢；-DR平板檢測器都配有可調(diào)節(jié)的自動曝光控制（AEC）,攝影時只需設定KV值,AEC系統(tǒng)將自動給出mAs值,方便了操作,保證了攝影質(zhì)量。-間接平板檢測器(Indirect DR)：這類IDR以GE公司的產(chǎn)品為代表,在其平板檢測器中,探測器主要由柱狀結(jié)晶的碘化銫閃

10、爍體組成.碘化銫(cesium iodide,CsI)具有高X線接受和較高的可見光光子轉(zhuǎn)換效率,把碘化銫做成細柱狀晶體并整齊排列,類似于光導纖維,使X線激發(fā)碘化銫后產(chǎn)生的可見光可按細柱狀晶體的方向傳導, 被激發(fā)的碘化銫發(fā)出的綠光被非晶硅二極管接受,并轉(zhuǎn)換為電信號.存儲于TFT存儲電容中.再通過讀出電路進行A/D轉(zhuǎn)換并輸出數(shù)字信息.-直接平板檢測器( direct DR)：帶有被照體信息的X線射入檢測器后,首先作用于非晶硒層,使其產(chǎn)生電子-空穴對,在頂電極的作用下,自由電子游離到表面,而空穴向非晶硒層下面的薄膜晶體管陣列移動,每個薄膜晶體管的尺寸為 139 x 139 m ,相當于14 x 17

11、 英寸的范圍內(nèi)有 2560 x 3106 個象素單元,每個象素單元均可獨立接受非晶硒層產(chǎn)生的電荷,并在控制電路的觸發(fā)下把單元儲存的電荷傳輸?shù)酵鈬x出電路,經(jīng)14比特的A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字化影像信息.由于這個過程是將X-線信息（不經(jīng)過光的轉(zhuǎn)換）直接轉(zhuǎn)換為電信息所以又稱為直接DR 或DDR.數(shù)字影像是如何輸出的？ 影像信息經(jīng)采集,量化后得到一個數(shù)字影像信息(或存儲于存儲器中的影像信息),無可視性,需要把數(shù)字信息經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換成“數(shù)字模擬影像”,再輸出到顯示屏或膠片上,才能成為可閱讀(診斷)的影像.數(shù)字影像的輸出分軟輸出和硬輸出：-輸出到顯示屏上閱讀的方式稱為軟閱讀或軟輸出,軟拷貝：-輸出到顯示屏上閱讀

12、的方式稱為軟閱讀或軟輸出,軟拷貝：隨著數(shù)字影像的發(fā)展,軟閱讀已逐漸成為一種重要的,主流的閱讀方式.軟閱讀的優(yōu)越性在于:能滿足大量影像信息的閱讀需要.現(xiàn)代數(shù)字影像捕獲技術發(fā)展迅速,影像信息數(shù)量劇增.例如CT檢查,多層快速掃描一次可獲得幾千幅圖像,傳統(tǒng)膠片閱讀方式是根本無法滿足的;.數(shù)字影像的動態(tài)范圍很寬,(通常灰階達409612bit),膠片只能輸出其中某范圍的信息,而軟閱讀能通過窗寬窗位的調(diào)節(jié),獲得更多的影像信息; 能滿足三維圖像的顯示.。-輸出到膠片或其他基材上進行透光式或反光式閱讀的方式稱為硬輸出或硬拷貝,硬閱讀。激光打印有何優(yōu)點？ -影像質(zhì)量好:由于激光束有良好的聚焦性和方向性，能量高，

13、掃描時間只有幾微秒，能很好地避免光的散射和失真，圖像矩陣尺寸可達4136X5160，灰度深度可達14bit，所以影像質(zhì)量明顯好于多幅相機及其他輸出方式；-多接口性:一臺激光打印機可以同時連接數(shù)臺影像捕獲設備，如CT，MR，DSA，CR，DR等，每臺設備的圖像信息可同時輸入打印機，無時間鎖定界限，互不干擾。可接受視頻信號及數(shù)字信號；-連續(xù)打印:打印機內(nèi)裝有多個硬磁盤作為輸入圖像的緩沖存儲及打印排隊，使圖像的輸入和打印可同步進行；-高效性:可實現(xiàn)高度自動化，將打印機與自動洗片機及藥液補充混合器連成一體，形成了打印，沖洗全自動系統(tǒng)，提高工作效率；-質(zhì)量控制:激光打印機內(nèi)配置了標準測試灰階圖及密度讀取

14、儀，可自動監(jiān)測密度，自動校正自動調(diào)節(jié)打印機參數(shù)，保證打印質(zhì)量恒定在標準水平。同時也可以根據(jù)需要調(diào)整密度，對比度，曲線形狀等，以獲得理想的圖像質(zhì)量；-文字注釋:可用選件控制終端將需要的標注文字打印在膠片上；-網(wǎng)絡化:激光打印機很容易連機并網(wǎng)，擴展功能，資源共享。激光打印機如何分類？激光打印機沒有明確的分類標準.通常可按激光光源的不同進行分類：-氦氖激光機:以氦氖氣體激光器為激光光源的激光打印機.氦氖激光的光譜波長為632.8nm其特點是激光光源衰減慢,性能穩(wěn)定.也是最早應用的應用最普遍的激光打印機,例如；KODAK公司: 100氦氖激光打印機 100XLP氦氖激光打印機AGFA公司: LR330

15、0氦氖激光打印機 LR5200氦氖激光打印機 KONICA公司: LI-10A氦氖激光打印機 LI-21氦氖激光打印機等.-半導體激光打印機:在半導體物理發(fā)展的推動下,半導體激光器得到了快速發(fā)展,首先獲得應用的是不同波長的半導體紅外激光發(fā)生器,后來又開發(fā)了670nm波長的半導體紅激光發(fā)生器.由于半導體激光器具有電注入,調(diào)制速率高,壽命長,體積小,使用方便等優(yōu)點,使其獲得了更快的發(fā)展。例如：KODAK公司MLP190H激光打印機 激光波長:670nm 2180 激光打印機 激光波長:670nm 969HQ 激光打印機 激光波長:790nm 1120 激光打印機 激光波長:820nm KELI16

16、0 激光打印機 激光波長:820nmFUJI公司: IM2636 激光打印機 激光波長:780nm IM3543 激光打印機 激光波長:780nm IM D 激光打印機 激光波長:780nm 什么是“干式打印”？ 數(shù)字影像經(jīng)不同的打印(硬拷貝)設備，直接在媒介(膠片)上成像，不需沖洗加工的方法都可稱為干式打印。由于干式打印輸出快速，簡便，無環(huán)境污染等優(yōu)點，近10年來，在醫(yī)療數(shù)字影像領域獲得了飛速發(fā)展。目前，干式打印的技術種類很多，成像原理也各不相同，打印質(zhì)量也有差異。激光熱成像打印（PTG）技術的原理是什么？干式膠片首先經(jīng)由激光曝光，成像層的鹵化銀晶體感光生成潛影，然后熱敏性銀源(有機羧酸酸銀

17、)在加熱(120左右，15”)及潛影銀的催化下，分解并還原成金屬銀沉積在潛影上，還原銀的多少與潛影的大小(曝光多少)成正比;穩(wěn)定劑保證了影像的穩(wěn)定性;調(diào)色劑使顯影銀影像獲得黑色的色調(diào)。PTG干式打印機的種類有哪些？ 目前市場主要的PTG干式打印機有下列幾種： KODAK： DV8700；DV8150；DV8900；DV6800 FUJI： DRY PIX 4000;DRY PIX 7000KONICA：DRYPRO 752; DRYPRO 771; DRYPRO 793數(shù)字影像有那些優(yōu)勢得到更好的影像質(zhì)量，減少曝光原因而產(chǎn)生的重照保留“ 原始 ” 影像成像速度快: S/F體系:約10分鐘 CR

18、:幾十秒 DR:幾秒鐘;圖像清晰: 數(shù)字影像具有很高的密度分辨率計算機軟件技術可對圖像進行窗寬,窗位,放大縮小,圖像旋 轉(zhuǎn),黑白反轉(zhuǎn), 圖像 旋轉(zhuǎn), 標記測量等多種處理; 獲取信息更多:由于數(shù)字系統(tǒng)動態(tài)范圍廣,一次拍攝可以看到多種組織;圖像保存方便:硬盤,磁盤,光盤等多種保存形式;圖像可以采用多種方式輸出,并可利用DICOM網(wǎng)絡技術實現(xiàn)圖像的遠程傳送,異地會診;提高工作效率,減少開支,創(chuàng)造更好的經(jīng)濟效益及社會。什么是HIS? 醫(yī)院信息系統(tǒng)（HIS）的定義：醫(yī)院信息系統(tǒng)(Hospital Information System,HIS)在國際學術界已公認為新興的醫(yī)學信息學(Medical Informatics)的重要分支。美國該領域的著名教授Morris.Collen于1988年曾著文為醫(yī)院信息系統(tǒng)下了如下定義：利用電子計算機和通訊設備，為醫(yī)院所屬各部門提供病人診療信息和行政管理信息的收集、存儲、處理、提取和數(shù)據(jù)交換的能力，并滿足所有授權(quán)用戶的功能需求。什么是PACS？ PACS（picture archiving and communication systems）全稱為醫(yī)學影像存檔與通訊系統(tǒng)。是近年來隨著數(shù)字成像技術、計算機技術和網(wǎng)絡技術的進步而迅速發(fā)展起來的、在全面解決醫(yī)學圖像的獲取、顯示、存貯、傳送和