CR/DR和PACS技术
CR原理及其技术应用 ※CR系统的原理 ※成像板 ※CR系统的图像处理 ※CR影像的存储 ※DR
数字化医院 医院信息系统 HIS 放射信息系统 RIS 图像存储传输系统 PACS
数字化放射科 DSA PACS DICOM TELE RIS HIS
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什么是CR？ Computed Radiography，CR 计算机X线摄影 Digital Radiography，DR 数字式X线摄影 Direct Digital Radiography, DDR直接数字X线摄影
引 言 一、X线摄影发展简史 最早间接摄影 双面乳剂涂层胶片/增感 屏系统（1920’s） 金增感摄片 (1940’s) 间接摄像方式(1950’s) 碘化铯显象管(1970’s) 稀土增感屏(1970’s) 成像板(1980’s) 数字X线成像成为可能
引 言 二、X线信息数字化的类型 1. CR方式： 载体为成像板（Imaging Plate），亦即通常所说的IP板 2. DR方式： l 沿用影像增强管-电视链。成像过程：先形成视频影像， 再将视频影像数字化（DR) l 直接由探测器矩阵接收X线转化为数字影像(DDR) 3. 过渡方式： 用扫描仪或数码相机使X线片图像数字化
常规X线摄影 胶片 X球管
X线（波长短不可见） 荧光屏（激发荧光物） X线片（溴化银） 银＋ 可见光 显影 定影 银沫（黑色）
CR原理 一、CR系统的基本结构 1. 组成示意图如下： 读出 CRT 显示 图像 处理 X线管 IP 其他终端 数据 存储 PACS系统 胶 片 成 像
CR原理 2. CR系统的组成 l 信号采集部分（Acquirement of information） 成像板 l 信号转换部分（Transformation of information) 激光扫描器、光电倍增管、A/D转换器 l 信号的处理与记录部分（processing and recording of information) 信号处理：调谐处理、空间频率处理、减影处理 记录：光盘、磁光盘、胶片、硬盘等
成像板的读出模式 光电倍增管 放大器 激光 模数转换器 IP 计算机系统
CR原理 二、 CR系统的优点及其应用价值 1. X线剂量：可大大降低X线剂量 胸部投照：常规X线摄影的1/20~1/7 胃肠道造影：为常规X线摄影的1/20 泌尿与盆腔：为 1/8~1/2 2. 可与原有的X线摄影设备匹配 作
CR原理 3. 具有多种图像后处理功能 如测量（大小、面积、密度）、局部放大、对比 度转换、对比度反转、影像边缘增强技术、多幅显示 及减影等。 4. 可数字化存储 便于并入网络系统，进行图像存储与传输；省胶 片及胶片存储空间。
CR原理 三、CR系统当前的不足及缺点 1． 时间分辨力较差，不能满足动态器官和结 构的显示。 2．空间分辨力还稍嫌不足。
CR成像板 一、成像板IP的结构： IP结构的示意图如下： 保护层 荧光（成 像）层 支持层 背衬层 标记编码柄
CR成像板 二、成像板的理化性质 光致发光（PSL）现象： 荧光物质（辉尽性荧光物质） 信息（电子）存储 再次激光激发 第一次激发 释放出光量子 IP中的成像层内含有微量二价铕的Ba. FX，该晶体 即为辉尽性荧光物质
CR成像板 三、成像板的特性 （一）发射与激发光谱 光(发射光谱)激发荧光体(微量二价铕离子)产 生蓝紫光，强度依激发IP的光线的波长而改变。第 二次IP的读出光线(激发光谱)红光最佳，它可最有 效地激发PSL。
CR成像板 （二）IP的时间响应特征 荧光体被二次激发后，其发射荧光的强度 达到初始值的1/e的时间称为光发射寿命期，IP 的光发射寿命期为 0. 8μs。 （三）IP的动态范围 1： 104
CR成像板 （四）IP存储信息的消除 IP的消退现象较轻微，读出前存储 8个小时时， 荧光体的PSL量减少约 25%，随时间和温度的升高消 退增加。 （五）天然辐射的影响
CR系统的图像处理功能可分为三个主要环节 曝光数据识别处理 影像特征显示相关处理 影像信息存储与传输相关处理
CR系统的图像处理 曝光数据识别（EDR）处理 流程如下所示： 摄影程 序信息 EDR影 像数据 分割标识范围识别 照射野识别 直方图分析 确定标准的读出条件
影像信息存储与传输相关处理 CR系统的信息存储在光盘中，且可通过压缩，扩大存储 空间。 ００００００１１１１１１１１１ 24位 dup（0，6）dup（1，3）dup（0，6）dup（1，９） 8位
CR系统信息记录方式 1．激光打印胶片 2．热敏打印胶片 3．热敏打印纸 激光打印胶片是常规的记录方式，还可以同时连接 其他成像设备，如CT、MR、DSA等，形成网络，还可 通过Internet连接进行远程医疗。
DR设备
DR设备（探测器）
对比增 强 器 数模转 换 器 Computer 显示器 模数转 换 器 照像机
PACS的基本结构及应用
PACS的定义 l Picture Archiving and Communication System图像归档与传输系统 对数字化医学影像数据流及其应用实施自动化管理的一套专业化网络系统 l Digital Imaging and COmmunication in Medicine(DICOM) 医学数字影像通信标准
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PACS的历史与发展 背景 l 20世纪 70年代末CT、MR、DSA、CR、DR等 数字化医学成像设备进入临床应用。 l 数字化医学影像有易查找、易传输、省空间、 省费用、可多拷贝、永久保存的优越特性。 l 20世纪 70至 80年代计算机技术的高速发展及数 字通讯技术的建立和发展。
PACS的历史与发展 l 非标准阶段: 20世纪 80年代初至 90年代初 点对点连接；特定公司的网络；视频采集的网络 l 标准阶段： 1993年以后 DICOM标准的颁布，PACS步入了正常和快速发展的时代
PACS的基本结构和组成 l 影像采集（Modalities) 影像存储和管理(Archiving) 影像 作站(Workstation) 硬拷贝输出(Hardcopy output) DICOM标准(Digital Imaging Communication in Medicines) 网络架构(Network architecture) l 其他亚系统 l l l
采集系统 DSA PACS DICOM TELE RIS HIS
数据库管理：影像属性；影像存储的位置、库结构； 管理系统 影像存取过程 作流管理：自动路由 根据用户设定的影像流向大逻辑或规 则，自动地将特定的影像转送到指定 的目的地（如服务器或 作站）
存 储 系 统 短期存储（高速缓存），目的是确保高速系统响应 存量：MR、CT 500 Kbit/幅；胸片12 Mbit/幅；DSA 1 GB/人 长期存储： (CD/DVD/D LT jack box) 1. online 不需人 介入，系统 自动处理 2. offline 需人 介入后系统才 能自动处理
作站 CT、MR、US等 ﹥ 512× 8 -bit CR、DR等 ﹥ 1024× 12 -bit 影像诊断；影像后处理；影像浏览
l 影像诊断 作站 用于影像部门诊断报告和会诊目的 关键的因素是软拷贝、多显示分辨率、 影像后处理功能满足诊断报告所需即可 CT、MR、US等﹥ 1024× 768× 8 -10 bit CR、DR等﹥ 2048× 10 -12 bit
l 影像后处理 作站 用于影像部门进行医学影像后处理操作目的 特点是丰富的影像后处理软件和功能 对显示分辨率无特殊要求 1024× 8 -10 bit的分辨率即可
l 影像浏览 作站 用于临床科室进行医学影像浏览 应包括基础的医学影像处理如：窗宽、窗位 调节/CT值测量/长度测量/标注/动态回放等 SVGA显示分辨率，通常采用Web方式实现， 可省去医学影像软件投资 1024× 768× 8 -10 bit
PACS的基本结构和组成 硬拷贝输出 Laser Film Printer Paper Printer
PACS的基本结构和组成 DICOM标准 • 提供不同医学影像系统间标准的通讯接口 • 为用户实施系统构建时提供最大的灵活性和可靠性 • 影像设备间通讯实现即插即用“plug and play”
PACS的基本结构和组成 网络架构 • 以太网、快速以太网等 • 协议：TCP/IP；DICOM • 布局 • 传输介质：Cable；Switch等
PACS的基本结构和组成 其他亚系统和结构 • 远程放射学系统 • 网关和接口
医学影像网络系统的应用 l 医学影像数字化存储（无胶片存储） l 医学影像数字化传输和软拷贝显示 l 医学影像临床诊疗服务系统（“网上借片”） l 医学影像远程会诊系统
医学影像数字化存储（无胶片存储） 传统胶片存储 数字化影像存储 • 保存： 省钱 • 影像质量随时间而降低， 难于长期保存，易丢失 • 永久无损保存 • 仅一个拷贝 • 可随时产生新的拷贝 • 管理： • 占用空间和人力 • 不易查询 • 管理 • 空间和人力占用极少 • 在线查询，方便快捷
医学影像数字化传输和软拷贝 l 传统模式： l 数字化模式： 费时，低效 l 可靠性差 l l 快捷、方便、可靠 l 效率高 l 不受时间和地理位置的 限制
医学影像临床诊疗服务系统 （网上借片系统） • 直接、实时、可靠 • 不受时间地理位置限制 • 多用户、多拷贝实时并发处理 • 便于实施安全管理和控制 • 影像与诊断信息同步浏览 • 不需要特殊的影像显示软件系 统，技术实现容易 医院效率提高和改善
医学影像远程会诊系统 PACS 1 Internet PACS 2
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