Ⅱ　数字X线成像技术

是以某种范畴的表达方式如实地反映另一种范畴。它的信息量变化是随时间或距离的改变而呈连续变化，将这种连续变化的信号称为模拟信号或称模拟量，由模拟量构成的图像称模拟图像。

传统的X线透视荧屏影像、普通X线照片影像以及影像增强器影像，均属于模拟影像。这些影像中的密度（或亮度）在位置上是连续函数，点与点之间的灰度是连续变化的。影像中每处亮度呈连续分布，具有不确定的值，只受亮度最大值与最小值的限制。

数字具有确定的值。影像亮度的最大值与最小值之间是离散的，影像中的每个点都具有确定的数值，此时影像就是数字影像（digital image）。数字图像的表达有两个要素，像素的大小和灰度值，存储一幅数字图像只要记录它点阵的大小和每个点的灰度即可。

将模拟量转换为数字信号的器件称为模/数（A/D转换器。模/数（A/D）转换器把模拟量（如电压、电流频率、脉宽、位移、转角等）通过取样转换成离散的数字量，这个过程称为数字化。

数字图像密度分辨力高，屏/片组合系统的密度分辨力只能达到26灰阶，而数字图像的密度分辨力可达到14bit=2×10 ¹⁴=4096个灰阶。数字图像可进行多种后处理，如，窗口技术、参数测量、图像计算、特征提取、图像识别、二维或三维重建、灰度变换、数据压缩、图像放大与反转、图像标注等，实现计算机辅助诊断，从而提高影像诊断的软阅读能力。

是由纵横排列的直线相互垂直相交而成，一般纵行线数与横行线条数相等，各直线之间有一定的间隔距离，呈栅格状，这种纵横排列的栅格就叫矩阵。矩阵越大，栅格中所分的线条数越多，图像越清晰，分辨力越强。常见的矩阵有512×512、1024×1024、2048×2048，每组数字表示纵横的线条数，两者的乘积即为矩阵的像素数量。

是矩阵中被分割的小单元。图像的数字化是将模拟图像分解为一个矩阵的各个像素，测量每个像素所在位置的衰减值（不同的灰度），并将此值转变为数字，再把每个像素的坐标位置（X轴、Y轴及Z轴）和衰减值输入计算机。每个像素必须具有三个二进制数字，第一个数字相当于线数，第二个数字相当于像素在这条线上的位置，第三个数字为灰阶信息的编码值。表示像素的浓淡程度的数值有数十至数千级，以2的乘方数bit表示。

像素是构成数字图像的最小元素，其大小决定图像的空间分辨力。普通X线照片的空间分辨力为10lp/mm，而数字图像空间分辨力仅有3～4lp/mm。但数字X线摄影中探测器的动态范围比X线照片的动态范围大得多，X线照片一般为1∶100，影像增强器为1∶500，晶体半导体探测器的数字图像为1∶10 000。

是对连续图像在一个空间点阵上取样，也就是空间位置上的数字化、离散化。图像采样的空间像素点阵，并不是随意确定的，首先要满足采样定理，使得采样后的数字图像不失真地反映原始图像信息。

就是赋予一幅空间离散图像中各像素相应的数值。在图像的数字化处理中，采样所得到的像素灰度值必须进行量化，即分成有限的灰度级，才能进行编码送入计算机内运算和处理。由于计算机一般采用二进制，其中每一个电子逻辑单元具有“0”和“1”两种状态，图像的量化和存储都是以这种逻辑单位为基础。

1. 数字图像的转换包含模/数转换和数/模转换两个过程。

2. 模/数转换（ADC）是把模拟信号转换为数字形式，即把连续的模拟信号分解为彼此分离的信息，并分别赋予相应的数字量级，完成这种转换的元件称为模数转换器。

3. 数/模转换（DAC）是模/数转换的逆变换，它把二进制数字影像转变为模拟影像，即形成视频影像显示在监视器屏幕上，完成这种转换的元件称为数/模转换器。

主要是将传统的模拟X线照片进行数字化处理，常采用的方法有：电视摄像机、胶片扫描仪、固态摄像机、图像采集卡等。胶片扫描仪是对X线照片影像进行扫描的专用设备，采集的图像分辨力较高，但采集速度较慢，扫描一幅完整的胸片通常需要几分钟。主要用于有价值的教学片和科研资料的图像数字化。

是通过某些媒介（影像增强器、荧光体等），将不可见的X线转换成可见光，再通过光电转换器将光信号转换成电信号，经模/数（A/D）转换器把电信号变成数字信号，再送入计算机进行处理。如计算机X线摄影（CR）、影像增强器-电视（I.I.-TV）系统、碘化铯非晶硅探测器系统和CCD平板探测器系统等。

主要有非晶硒平板探测器和多丝正比电离室来直接采集数字化X线图像。