三,、CR圖像的處理技術(shù) 

 

 

傳統(tǒng)的屏-片X線(xiàn)攝影中，攝影技師是通過(guò)調(diào)整曝光參數(shù)來(lái)獲得最佳的圖像,，如將有用信息的曝光密度落于特性曲線(xiàn)的直線(xiàn)部,，診斷區(qū)以外的信息則分別位于曲線(xiàn)的肩部或趾部。在CR系統(tǒng)中,，針對(duì)該處理過(guò)程則必須對(duì)有用的圖像信號(hào)進(jìn)行編碼,，通過(guò)數(shù)字值的查找表調(diào)整以獲得最大對(duì)比敏感度。

 

CR圖像是數(shù)字化像素值矩陣,，可被計(jì)算機(jī)根據(jù)診斷的需要選擇和處理,。通常，計(jì)算機(jī)的圖像后處理包括三種類(lèi)型：即對(duì)比度處理,、空間頻率調(diào)整和特殊算法處理,。 

 

 

 

實(shí)際應(yīng)用中，不同廠家的設(shè)置可有所不同,，如對(duì)比度處理,，阿克發(fā)CR系統(tǒng)的參數(shù)值為6個(gè)，而富士CR系統(tǒng)的參數(shù)值為10個(gè)，需根據(jù)不同情況分別處理,。 

 

 

 

（一）對(duì)比度處理 

 

 

 

人體組織中,，某些部位的解剖結(jié)構(gòu)對(duì)X線(xiàn)的衰減差異微小。在CR成像后,，由于被顯示組織微小的射線(xiàn)衰減差異,，使圖像數(shù)據(jù)的固有對(duì)比度差別也較小。為了增加解剖細(xì)節(jié)的可見(jiàn)度,，通常的CR都提供對(duì)比度處理軟件,。對(duì)比處理的目的是通過(guò)處理，使其等同于傳統(tǒng)屏-片圖像,，或是增強(qiáng)診斷所需的某些部位的顯示,。 

 

由于CR系統(tǒng)生產(chǎn)廠家的不同，對(duì)比度處理的名稱(chēng)也可有所不同,。對(duì)比度處理又可被稱(chēng)為層次處理（gradation processing,。富士CR系統(tǒng)）、色調(diào)諧調(diào)（tone scaling,?？逻_(dá)CR系統(tǒng)）和多階圖像對(duì)比放大（multiscale image contrast amplification，MSICA,。阿克發(fā)CR系統(tǒng)）,。 

 

    一般而言，對(duì)比度處理有兩種方法,。最常用的技術(shù)是按照由用戶(hù)控制的查找表（look-up table,，LUT）重新變換各個(gè)像素值，對(duì)比度曲線(xiàn)的整體改變可在不同的灰階等級(jí)產(chǎn)生不同的局部對(duì)比度,。富士的CR采用四種不同的參數(shù)（GA、GC,、GT,、GS）來(lái)控制該處理過(guò)程，柯達(dá)采用兩種（平均密度和LUT起始）,，阿克發(fā)采用三種（窗左延伸,、窗右延伸和感度測(cè)量）。富士的處理方法中的GT,，是表示模擬屏/片系統(tǒng)的特性曲線(xiàn)形狀,，GC和GA分別表示增加或減少層次，GS表示改變整體亮度,?？逻_(dá)提供的LUT都是預(yù)定義的，不能分別調(diào)整。阿克發(fā)提供四種預(yù)定義的顯示功能（感度測(cè)量）,，顯示功能的變換由調(diào)整灰階直方圖的顯示窗來(lái)控制（窗左延伸,、窗右延伸）。 

 

（二）空間頻率處理 

 

 

 

    空間頻率處理的一個(gè)目的是增強(qiáng)數(shù)據(jù)中某些特性組織的顯著性,。圖像中這些被增強(qiáng)的特性,，可以通過(guò)它們特定的空間頻率來(lái)表征。有幾種技術(shù)可以達(dá)到此目標(biāo),，包括傅立葉濾過(guò)（Fourier filter）,、模糊蒙片減影（blurred-mask subtraction）和小波濾過(guò)（wavelet filtering）。PSP系統(tǒng)的早期用戶(hù),，常在一張膠片上將一幅圖像用不同的顯示方法打印兩次,，一幅顯示類(lèi)似傳統(tǒng)屏/片組合的圖像，另一幅顯示具有明顯“邊緣增強(qiáng)”的圖像,。

 

模糊蒙片減影技術(shù)的方法是：采用選定尺寸的標(biāo)準(zhǔn)卷積核對(duì)原始圖像進(jìn)行卷積處理,，產(chǎn)生一幅模糊圖像，然后在原始圖像中減去模糊圖像,，產(chǎn)生一幅包含突出高頻信息的圖像,。使用自定義的增強(qiáng)因子乘以每一像素來(lái)調(diào)制高頻信息。將結(jié)果圖像加到原始圖像并標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)組,，從而建立頻率增強(qiáng)圖像,。 

 

（三）動(dòng)態(tài)范圍控制（dynamic range control，DRC） 

 

動(dòng)態(tài)范圍控制處理是CR的一種專(zhuān)用后處理技術(shù),，作用是可選擇性地壓縮或強(qiáng)化圖像中的低密度區(qū)域,，并且該處理與對(duì)比度和空間頻率處理無(wú)關(guān)。它主要用于優(yōu)化胸部X線(xiàn)攝影中縱隔和膈下區(qū)及四肢的顯示,。 

 

動(dòng)態(tài)范圍控制（dynamic range control,，DRC）處理的方法是將一幅原始的模糊蒙片用于抑制圖像中的高頻信息，然后采用專(zhuān)用的查找表（LUT）匹配所選區(qū)域（低,、高密度區(qū)域）,，經(jīng)加權(quán)后的模糊圖像再返回到原始數(shù)據(jù)，用以增強(qiáng)低信號(hào)區(qū)域（縱隔和膈下）或高信號(hào)區(qū)域（空氣,、皮膚邊緣）的圖像對(duì)比,。DRC處理的方法是可選的，即每一解剖部位菜單下有三個(gè)用戶(hù)可選參數(shù)：卷積核尺寸,、曲線(xiàn)類(lèi)型和加權(quán)因子,。 

 

（四）體層偽影抑制技術(shù) 

 

X線(xiàn)體層攝影中，由于興趣層面位置移動(dòng)的影響,，可產(chǎn)生模糊陰影（如條狀陰影）,。通過(guò)偽影抑制處理,，可降低直線(xiàn)體層攝影中模糊圖像的對(duì)比度，直至消除模糊圖像,。 

 

偽影抑制處理采用了一種新的圖像處理算法,，常需在諧調(diào)處理和空間頻率處理之前運(yùn)行。一般,，CR系統(tǒng)中的偽影抑制處理有三個(gè)參數(shù)可供調(diào)節(jié),，即ORN（偽影抑制處理等級(jí)）、ORT（偽影抑制處理類(lèi)型）和ORE（偽影抑制處理的增強(qiáng)程度）,。 

 

（五）能量減影（energy subtraction） 

 

傳統(tǒng)DSA的減影方式有時(shí)間減影和能量減影兩種方式,。由于CR系統(tǒng)在采集圖像信息的速度較慢，故時(shí)間分辨力不高,。所以,，在CR的組織減影中一般都采用能量減影的方式。 

 

CR中能量減影的具體方法是：選擇性地去掉圖像中的骨骼或軟組織的信息,，在同一部位同一次曝光中獲得的一幅高能量圖像和一幅低能量圖像,，由于這兩幅圖像中的骨骼與軟組織信號(hào)強(qiáng)度不同，通過(guò)計(jì)算機(jī)加權(quán)減影（weighted subtraction）,，可實(shí)現(xiàn)兩幅圖像的減影,。結(jié)果圖像中與骨骼相一致的信號(hào)被消除，得到軟組織圖像,；或者,，與軟組織相一致的信號(hào)被消除，得到骨骼組織的圖像,。 

 

在CR系統(tǒng)中,，能量減影又可分為一次曝光法和兩次曝光法。 

 

1．兩次曝光能量減影法 

 

兩次曝光能量減影法是利用兩種不同的X線(xiàn)能量（即選擇不同的kV）,，在兩塊不同的圖像板中對(duì)同一被照體進(jìn)行曝光,，對(duì)所得兩幅不同能量的圖像進(jìn)行減影。當(dāng)兩次曝光減影應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)部位（如胸部）時(shí),，在兩次的曝光中由于肺血管的搏動(dòng)可導(dǎo)致血管圖像的移動(dòng),，減影后圖像中仍有可能留下血管的圖像，在能量減影中這種現(xiàn)象稱(chēng)為移動(dòng)偽影,。所以，兩次曝光減影方法對(duì)運(yùn)動(dòng)的解剖結(jié)構(gòu)不能達(dá)到滿(mǎn)意的減影效果,。 

 

2．一次曝光能量減影法 

 

一次曝光能量減影法是利用兩塊IP,，中間夾一塊與IP尺寸相同的銅濾過(guò)板，一次曝光后可同時(shí)獲得兩幅能量不同的圖像,，隨后將這兩幅圖像再進(jìn)行減影,。在實(shí)際的應(yīng)用中,，一般采用0.5~1mm厚的銅板作為濾過(guò)，銅前面的IP作為低能量板,，銅后面的IP作為高能量板,。曝光后通過(guò)加權(quán)減影而獲得減影圖像。一次曝光減影法只采用一次曝光,，曝光時(shí)間短能很好地克服胸部和其它動(dòng)態(tài)器官的運(yùn)動(dòng)偽影,。 

 

     一次曝光能量減影法，穿過(guò)銅板到達(dá)后面IP的X線(xiàn)曝光劑量大約是上面的1/5~1/10,，因而X線(xiàn)的量子噪聲增加,，其圖像中的噪聲是前后IP的總和。為了避免噪聲過(guò)量,，必須增加曝光劑量,，但同時(shí)也增加了被檢查者的皮膚吸收劑量。在一次曝光能量減影法中,，獲得較高質(zhì)量的減影需具備以下條件：X線(xiàn)曝光的能量差要足夠大,；IP的檢測(cè)效率要高；IP的檢測(cè)線(xiàn)性要好,；散射線(xiàn)的影響要盡可能減小,。