数字乳腺Ⅹ线摄影一、数字乳腺X线摄影的优势 对器件参数变化不敏感；可以预先决定精度；较大的动态范围；更适合于非线性控制；对环境温度变化敏感性低；可靠性高；系统依据时间划分进行多路传输时，有较大灵活性；纯数字系统是由大量简单通断开关组成，它基本上不随时间和温度产生漂移，系统性能始终一致。 1.密度分辨率高：屏/片组合系统的密度分辨率只能达到2*6，而数字图像的密度分辨率可达到2*10~2*12灰阶。 2.数字图像可以进行后处理：这是数字图像的最大特点。 3.数字图像可以存储、调阅、传输或拷贝 总之，数字乳腺X线摄影抗干扰能力强. 二、乳腺Ⅹ线摄影数字化的需求 1.医疗体制改革的需求：数字化可以提高检查效率；数字化可以提高检查质量、拓展更高级的临床应用；数字化可以优化卫生资源配置，降低医疗费用，减少医院开支。 2.医疗信息一体化的需求。 3.数字医疗设备市场的需求。 三、数字乳腺X线摄影的基本术语 1.硬件( hanware)与软件( software)：软件包括管理程序、数据获取程序，数据处理程序以及显示程序等。 2.原始数据( raw data)：由探测器直接接受到的信号，这些信号经放大后通过模/数转换得到的数据称为原始数据。 3.矩阵：表示一个横成行、纵成列的数字方阵 4.显示矩阵( display matrix)：为了保证显示图像的质量，显示矩阵一般等于或大于采集矩阵。 5.像素与体素( pixel voxel)：像素又称像元，系指组成图像矩阵中的基本单元，体素是一个三维的概念，像素是一个二维概念。 重建像素大小=重建视野大小/矩阵大小 像素尺寸多为正方形，若像素宽度每减少一半，则像素的总数量就要增加4倍。像素数量增加，所占据计算机内存空间加大，致使一幅完整的图像从图像处理到完全显示的全过程速度要减慢，所以，像素尺寸的减小不应该是无限制的。 6.灰阶：为适应人的视觉的最大等级范围，灰阶一般只有16个刻度。但是，灰阶的每一刻度内又有4级连续变化的灰度，故共有64个连续的不同灰度的过渡等级。 7.尼斯特频率( Nyquist frequeney)：尼奎斯特频率是数字化图像的专用术语，等于2倍像素尺寸的倒数。 四、数字乳腺Ⅹ线摄影的获取方式 数字乳腺X线摄影通常有：胶片数学化仪、计算机X线摄影(CR)、电子耦合器件( CCD)、碘化铯/非晶硅平板探测器(a-Si)、非晶硒平板探测器(a-Se)等。 1.CR系统的构成 主要由成像板、影像阅读器、影像处理工作站、影像存储系统组成。 (1)IP的构造：其外观像一块单面增感屏，由表面保护层、光激励发光(PSL)物质层、基板层和背面保护层组成。成像板上涂有一层“光激励存储荧光体(PSP)” BaFX : Eu*2+。曝光后的成像板，由于吸收X线而发生电离，在光激励荧光体的晶体中产生电子/空穴对(陷阱)。一个电子/空穴对将一个Eu*2+跃迁到激发态Eu*3+，以俘获电子的形式存储的能量形成潜影。当Eu*3+在适当波长的附加可见光能量的激励下，再返回到基态Eu时，会将俘获的能量以可见光的方式被释放出来。 (2)激光源于强度控制：固态激光源更紧凑、有效、可靠，而且持续时间也比气体激光源更长。 (3)传输环节：传输环节能够在与快速扫描方向垂直的方向上传送成像板。这个方向通常被称为慢速扫描方向、页面扫描或者交叉线扫描方向。 (4)直方图分析：一种X轴为像素值、Y轴为发生频率的图形(也就是像素值频谱)。 (5)CR的新进展：①双面阅读(成像板)：从成像板正反两面探测发射光，从而提取更多信号(提高信噪比)，基板做成透明，在屏的反面添加一套采光光学装置、光电探测器和电路。稍增加成像板厚度，在没有明显降低锐利度的同时提高X线吸收率，这可以通过信号组合参量加以控制。②结构化存贮荧光体(针状成像板)。③线扫描。 数字影像处理的一个目的是增强数据中特性的显著性。影像中这些被增强的特性，可以通过它们特定的空间频率来表示。有几种技术可以达到此目标，包括傅立叶滤过、模糊蒙片减影和小波滤过。 2.电子耦合器件 基于电子耦合器件( charge coupled device,CCD)的数字摄影(DR)系统结构比较简单。当前所有应用CCD技术的DR系统都是间接转换形式。 3.非晶硅平板探测器 属于间接转换型平板探测器，它主要分为2类：碘化铯+非晶硅；荧光体(硫氧化钆/铽)+非晶硅。由于荧光的散射效应在Gd2O2S荧光体上更为明显，而碘化铯晶体具有的柱状结构可有效地降低散射，因此，目前常见的非晶硅平板探测器多为碘化铯+非晶硅型。 (1)非晶硅探测器的工作原理：碘化铯(CsI)闪烁晶体受到X线照射后，将入射的X线光子转化为可见光。可见光激发碘化铯层下方的非晶硅光电二极管阵列，使光电二极管产生电流，从而将可见光转化为电信号，在光电二极管自身的电容上形成储存电荷。 (2)每一像素电荷量的变化与入射X线的强弱成正比，同时，读出阵列还将空间上连续的X线图像转化为一定数量的行和列构成的总阵列图像。点阵的密度，决定了图像的空间分辨率。 (3)这些电流信号被存储在薄膜晶体管( thin film transistor,TFT)的极间电容上。它们在运动过程中没有横向电荷散布。这产生的一种异常狭窄的点扩散响应约1um。每个薄膜晶体管(TFT)形成1个采集图像的最小单元，即像素。 (4)碘化铯能很好地吸收X线，并且在数字图像产生之前瞬间产生光学图像，这种方式被称为间接转换。当闪烁体制作得较厚时，光传播增加，可导致分辨率降低。由于其针状(或呈柱状)结构，CsI碘化铯不会像其他屏那样产生太多光散射。 4.非晶硒层存在的局限性包括 吸收X线后非晶硒层产生的K-cdge X线，会偏离原来被吸收的位置面造成伪影，伪影的程度取决于X线被吸收前在非晶硒内前行的距离。图像持留时间限制了图像的采集速度，这对全自动曝光技术带来的负面效应。 5.数字平板探测器的高级临床应用 (1)双能量减影：数字平板探测器的刷新速度可达≤0.2s，一次性采集高能和低能图像(减少呼吸伪影)，它可提供3种图像：①标准图像、软组织、骨组织影像。②软组织图像：去除肋骨，使肺部结节得到更好显现。③高密度组织图像：鉴别钙化的结节(良性)，其临床效果是：肺癌检测的敏感性提高10%，肺癌检测的特异性提高20%。 (2)组织均衡化( tissue equalization,TE)：从对x线的最低反应值到X线最高饱和值在≤60uR与≥13000uR之间。 (3)计算机辅助诊断( CAD) (4)图像无缝拼接：有两种方法，一是床体自动移动，一是图像通过计算机自动拼接 (5)骨密度测量( bone mineral densitometry,BMD)。 五、相位对比乳腺X线摄影技术 1、原理：相位对比乳腺X线摄影系统( phase contrast mammography system,PCM)利用X线折射的特性成为“相位对比技术”的理论基础。PCM系统就是在原有的吸收对比成像基础上，加上相位对比成像，从而在两种不同物质邻界处达到边缘增强的效果。采用相位对比技术，弥补X线吸收系数相近的组织间对比度的不足，将相位对比技术和传统的吸收对比技术组合起来，获得边缘增强效应，使乳腺肿瘤和周围组织之间、肿瘤组织内部以及周围正常组织之间的边缘都得到强化勾勒，最终图像精度可达25um，为发现更小的肿瘤及钙化提供可能。 2.相位对比技术在X线诊断中的运用 (1)x线的折射是相位对比技术的基本要素：X线穿透物体时会发生轻微折射，但其折射方向与可见光正好相反。 (2)相位对比带来边缘增强效应：当X线穿透相邻的不同物质时，会发生强度衰减的对比，即吸收对比；同时还会发生相位位移的对比，即相位对比。使折射线和正好通过边界的直射线在成像板上得以重合，该边界处的投影就能得到更多的剂量，从而使边界得到强化。 (3)相位对比技术只有在选择使用适当尺寸的X线焦点，适当比例的放大摄影(调整好源物距和物像距的比例)、适当的放大倍数，适当的读取精度、适当的放大再还原程序以及适当的高精度打印(硬拷贝阅读时)的情况下，才能被合理有效地运用于乳腺X线诊断。 3.PCM的控制台：专用的PCM乳腺软件，完美保持7000万像素的超大像素矩阵，将放大了1.75倍的图像在这里还原，像素尺寸由43.75um缩小到25um。拍摄全乳片时，最终图像与原始物体的比例为1:1，拍摄点片时，最终图像与原始物体的比例为1:1.5。 六、数字乳腺融合X线体层摄影 数字乳腺融合X线体层摄影( digital breast tomosynthesis,DBT)，或称全野数字乳腺融合X线体层摄影( full field breast tomosynthesis)，是一种3D成像技术。它通过多角度曝光，获得压迫固定的乳腺在不同角度下的图像，然后将其重建成一系列高分辨率的体层图像。重建出来的X线体层合成图像，消除了2D乳腺摄影成像中组织重叠和结构噪声的问题。 数字乳腺融合X线体层摄影方式，在很多方面表现出了明显的优势，如减少乳腺压迫程度、提高诊断和随查准确率，3D病变定位和对比剂增强了3D成像的可能性。 体层融合步骤的最后一步是对数据进行重建，产生可以突出显示位于一定高度的病变目标的图像，这种增强显示方式是通过彼此相邻两次摄影间适当的角度变化来实现的。图像通过特别的方式得到叠加、移位。在这里，不需要附加的体位进行数据采集，只需一组采集数据经过后处理就能产生一套完整的3D容积图像。 1.数据采集：球管旋转±15°，在总共10s的扫描时间内，每旋转3°就会进行1次曝光。每1幅图像都是将不同角度下透过乳腺的摄影数据重建成体层图像。 2.潜在的临床利益：归纳为：降低重拍率，减少活检，提高癌症探查率、降低剂量、组织定位、更快地阅读、降低压迫力、对比剂增强成像等。 3.数字乳腺融合X线体层摄影所需的系统规格 (1)±15°扫描范围历时10s。 (2)探测器和采集几何装置确保视野最大。 (3)间隔为1mm的快速重建薄层图像。 (4)总辐射剂量不大于常规乳腺摄影成像。 (5)高DQE探测器使噪声最小化。 (6)能容纳各种尺寸乳腺的大视野探测器。 (7)乳腺压力不大于常规乳腺摄影。 (8)体层融合实验表明，8幅乳腺体层融合的影像剂量才与1幅屏片乳腺摄影的剂量相同。 (9)体层三维融合的临床意义：分离重叠的组织结构，多层面显示，提高肺癌检出的敏感性和特异性10%，提高被检者流通量25%，有望替代CT和MR的部分检查，低剂量的三维立体重建显示。 七、对比增强数字乳腺摄影(CESM) 静脉内注射碘对比剂后2min(1.5ml/kg,速率3ml/s)开始对每个乳腺行CC位、MLO位摄影，5min内完成4个体位摄片，其放射剂量比标准MG检查平均高20%，压迫一次可获取低能和高能的一对图像，其减影图像的病灶征象与MRI接近，降低漏诊，提高敏感性和特异性，诊断效能接近MRI，判断需结合低能图和减影图综合分析。 八、数字乳腺X线摄影三维穿刺 数字平板乳腺穿刺操作及其与其他产品的区别是： ①明显缩短穿刺时间，减少患者痛苦； ②与CCD乳腺摄影设备相比，具备更大的可穿刺区域； ③数字穿刺的图像更加的清晰，病灶选择更加容易，可以兼容的设备更加全面，使得乳腺穿刺操作更加方便快捷，患者的痛苦更小。 乳腺X线摄影体位设计在乳腺摄影体位的选择中，内外斜位( MLO)和头尾位(CC)是所有乳腺X线摄影中常规采用的体位。 一、内外斜位(MLO) 暗盒托盘平面与水平面呈30°~60°，使暗盒与胸大肌平行。X线束方向从乳腺的上内侧面到下外侧面。角度必须调整到与被检者体型相适应(影像探测器与胸大肌角度平行)以利于最大量的组织成像。 二、90°侧位 90°侧位(也称直侧位，真侧位)是最常用的附加体位。90°侧位也可用来证实中立依赖性钙化(如含钙奶块，奶粒)。当一个病变已经确定存在，与外内侧位相比较，最为适宜的侧位是内外侧位，它能提供病变至影像探测器间的最小距离，以减小几何模糊。 三、定点压迫位 定点或锥形压迫是一个应用较多的简单技术，特别有助于密集组织区域的模糊或不明确的发现物。 四、放大位( magnification,M) 有助于对病灶密度或团块的边缘和其他结构特征进行更加精确地评估，有利于对良恶性病变进行区分。放大位还对钙化点的数目、分布和形态具有更好的显示。此技术还可以用于在常规体位中不容易发现的病变。放大位所用X线管焦点的测量一般采用0.1mm，放大率为1.5~2倍。由于放大位乳腺摄影采用空气间隙和微焦点技术，这会导致被检者曝光的时间相对更长，从而增加辐射剂量。 五、夸大头尾位( XCCL） 夸大头尾位能显示包括大部分腋尾的乳腺外侧部分的深部病变。 六、乳沟位( cleavage,CV) 乳沟位(双乳腺压迫位)是用于增加乳腺后内深部病变显示的体位。
所谓盲区，即乳腺摄影体位中未能显示的乳腺部分。内外斜位(MLO)的盲区位于乳腺的后部内侧，头尾位(CC)的盲区位于乳腺外侧部分，侧位(ML)的盲区位于乳腺的内外上部，侧斜位(MLO)与轴位(CC)不能形成正交。可供解决的方法有： 1.无异常阴影时，常规取内外斜位(MLO)和头尾位(CC)。 2.有异常阴影时，并可触摸到肿物时，加放大摄影及辅助位。 3.有异常阴影，而触摸不到肿物时可加辅助位，怀疑肿瘤时穿刺活检. 八、人工(植入物)乳腺成像CC位的5个步骤 1.让被检者从腰部以上向前倾，用手指向前牵拉乳腺组织，使其替换后方的植入物，然后让被检者站直。 2.让被检者将她的对侧手放在乳腺下，并紧靠在肋骨上。 3.轻轻牵拉乳腺组织将其放在暗盒托盘上，并用手的边缘按住下部组织，紧贴在滤线器的边缘。 4.让被检者前倾身体，紧靠在手上(有利于对植入物的进一步替换)。 5.进行压迫(可向前牵拉乳腺组织，有利于压迫)。 1、双能减影要求平板探测器的刷新率至少是 A.500ms B.400ms C.300ms D.200 ms E.100 ms 答案：D 2、直接转换型平板探测器中，存储电流信号的元件是 A.极间电容 B.光电二极管 C.场效应管 D.模数转换器 E.非晶晒层 答案：A 3、非晶硅平板探测器中，将X线转换成光信号的材料是 A. CsI B. a-Se C.CCD D. BaFBr E.CaWO4 答案：A 4.非晶硅平板探测器中，为减少光散射，碘化绝晶体形状加工成 A.扁平状 B.针状 C.颗粒状 D.圆柱状 E.粉状 答案：B 5.相位对比乳腺摄影系统(PCM)使图像精确度达到 A.10um B. 25um C. 0. 5mm D.1mm E.5mm 答案：B 6.关于像素的叙述，正确的是 A.像素是构成图像最小的单位 B.像素是体积元的略语 C.像素是三维的概念 D.像素又称为体素 E.采样野相同，矩阵越大，像素越少 答案：A 7、关于体层融合技术的描述，错误的是 A.类似于传统的直线断层 B.用数字探测器替代屏片系统 C.用于乳腺成像方面具有显著优势 D.可进行三维重建显示 E.总体剂量远低于单次摄影曝光剂量 答案：E |
|
|
