直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)圖像處理方法研究

李汝佳（佛山市第一人醫(yī)院，廣東佛山528000）

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直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)圖像處理方法研究

李汝佳
（佛山市第一人醫(yī)院，廣東佛山528000）

〔摘要〕目的：探討直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)圖像處理方法及效果。方法：回顧性分析2012年1月至2014年12月對(duì)86例患者進(jìn)行胸部X線射片，采用圖像校正、圖像拼接、圖像前景處理、圖像增強(qiáng)的方式進(jìn)行圖像處理。結(jié)果：86例DR圖像采集十分順利，圖像質(zhì)量評(píng)定一級(jí)72例，二級(jí)14例，未出現(xiàn)三級(jí)圖像，完全符合臨床診斷需求。結(jié)論：直接數(shù)字化X線攝影系統(tǒng)憑借著良好的圖像處理方法可有效滿足診斷需求。

〔關(guān)鍵詞〕數(shù)字化X線；攝影系統(tǒng)；圖像處理

直接數(shù)字化X線相比傳統(tǒng)的X線攝影在成像方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，其可有效降低X射線劑量，提升圖像的分辨率、存儲(chǔ)效率，提升工作效率，節(jié)約資源等[1-2]，基于直接數(shù)字化X線處理的諸多優(yōu)勢(shì)，直接X線成像系統(tǒng)在臨床診斷疾病中具有重要的價(jià)值。

1　資料與方法

1.1一般資料

回顧性分析我院于2012年1月～2014年12月對(duì)86例患者進(jìn)行胸部X線射片，并且進(jìn)行圖像處理，其中男49例，女37例，年齡21～68歲，比較對(duì)患者進(jìn)行DR攝像處理后圖像質(zhì)量。

1.2圖像處理方法

1.2.1圖像校正

DR圖像具有動(dòng)態(tài)校正及靜態(tài)誤差校正兩種類型。① 動(dòng)態(tài)誤差校正：在采集校準(zhǔn)參考圖的同時(shí)，為有效降低或提出隨機(jī)噪音的影響，多數(shù)情況將采用多幅圖互相疊加后出現(xiàn)的取平均值算法，因?yàn)樗猩渚€條件下獲得的圖像均包含暗場(chǎng)圖像所代表的偏差誤差成分，因而任意兩幅圖進(jìn)行相加減后，就是其對(duì)應(yīng)的射線劑量差值于各像元的實(shí)際響應(yīng)；② 靜態(tài)誤差校正：靜態(tài)誤差時(shí)一種由X線光場(chǎng)劑量及分布無關(guān)的誤差，該種誤差中的瑕疵像元噪聲由于部分點(diǎn)將伴隨入射X線的變化而較為特殊，對(duì)其的校正多采用領(lǐng)域選擇性平均法，于傳感器陣列的邊緣，各像元包含8個(gè)臨近像元，拍攝過程中人體部位處于平板中部。

1.2.2圖像拼接

① 圖像配準(zhǔn)：DR系統(tǒng)攝錄的圖像經(jīng)幾何變化從而投影至另一幅圖中為圖像配準(zhǔn)。圖像配準(zhǔn)包含有以下方法：a 基于區(qū)域圖像配準(zhǔn) 該配準(zhǔn)方法在進(jìn)行配準(zhǔn)運(yùn)算時(shí)采集的是直接圖像素值，計(jì)算過程相對(duì)較為簡(jiǎn)單，方便實(shí)現(xiàn)，但計(jì)算量較為龐大，且對(duì)圖像噪音的適應(yīng)能力不強(qiáng)；b 基于不同區(qū)域的圖像配準(zhǔn) 該配準(zhǔn)通過利用傅里葉變化實(shí)現(xiàn)將圖像由時(shí)域轉(zhuǎn)變?yōu)轭l域，圖像配準(zhǔn)采用傅里葉譜；c 給予特點(diǎn)的圖像配準(zhǔn) 該配準(zhǔn)方法可更好的消除圖像畸變及噪聲所產(chǎn)生的不利影響。② 圖像融合：是一種為有效消除兩幅圖像在融合過程中所產(chǎn)生的亮度差值的有效方法，通過將已經(jīng)配準(zhǔn)好的圖像合并一幅圖，從而促使兩幅圖原有的中諜區(qū)域亮度逐漸向各自內(nèi)部變化。融合的方法主要包含：a 直接平均法對(duì)配準(zhǔn)后的兩幅圖中的重疊區(qū)所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)灰度值進(jìn)行直接疊加后計(jì)算平均，其相當(dāng)對(duì)于一幅圖像進(jìn)行了一次有效的低通波過濾；b 中值濾波法 對(duì)于配準(zhǔn)后的圖像中帶有互相重疊的地方進(jìn)行中值濾波，可在相應(yīng)的條件下克服由于直接平均法所引發(fā)的圖像細(xì)節(jié)不清晰的現(xiàn)象，但對(duì)于拼接后的圖像仍舊有明顯的拼接縫隙可能；c 加權(quán)平均法 于每幅圖像中，像素在距離圖像中心較近的地方將獲得較高的權(quán)值，然而距離較遠(yuǎn)的權(quán)值較低，經(jīng)該方法可促使圖像內(nèi)容實(shí)現(xiàn)平滑過渡，清除由于拼接過程中的痕跡；d 加權(quán)中值濾波法 該方法對(duì)重疊區(qū)域進(jìn)行加權(quán)，后對(duì)中值實(shí)施濾波處理，進(jìn)而有效消除拼接痕跡，但亦可一定程度上引發(fā)圖像處理不清晰。

1.2.3圖像前景處理

圖像經(jīng)由二值化處理后，仍舊需要進(jìn)一步確定X線照射的視野，即圖像的曝光區(qū)域，通常情況下該區(qū)域?yàn)橐?guī)則的矩形區(qū)域，因而我們多采取逐行掃描方法進(jìn)一步尋找矩形的四條邊，由于矩形的中心始終為平板探測(cè)器的中心區(qū)域，因而矩形區(qū)域是上下、左右所構(gòu)成的區(qū)域，僅需要尋找矩形區(qū)域的上行、下行、左列及右列的位置即可。

1.2.4圖像增強(qiáng)

鈍化蒙片法可對(duì)圖像進(jìn)行高通濾波以提升原圖像中高頻分量的比重，進(jìn)而更好地增強(qiáng)圖像的邊緣及細(xì)節(jié)，傳統(tǒng)的鈍化蒙片法首先對(duì)圖像進(jìn)行低通濾波獲取一幅模糊的圖像，后經(jīng)該圖像減去模糊圖像。但該方法具有兩個(gè)缺陷：① 對(duì)噪聲非常敏感，當(dāng)圖像存在一定噪聲時(shí)，獲得的增強(qiáng)圖像可出現(xiàn)比較明顯的不期望性扭曲；② 該圖像有較大的對(duì)比度獲取更大的增強(qiáng)作用，但對(duì)于原本的對(duì)比度具有較弱的增強(qiáng)作用，可能引發(fā)圖像整體增強(qiáng)后出現(xiàn)過多的偽影。該項(xiàng)技術(shù)利用一種圖像增強(qiáng)后獲得圖像增強(qiáng)疊加顯示圖像，給予一定的疊加圖像的乘積因子，獲得圖像的整體性效果，為更好的獲得細(xì)節(jié)增強(qiáng)圖像，選擇一種經(jīng)由原圖像中采樣后進(jìn)行高通濾波，采用差值的方式將處理后的圖像轉(zhuǎn)變?yōu)樵械膱D像尺寸。

2　結(jié)果

86例患者的DR圖像采集均十分順利，圖像質(zhì)量評(píng)定一級(jí)72例，二級(jí)14例，未出現(xiàn)三級(jí)圖像，完全符合臨床診斷需求。

3　小結(jié)

DR系統(tǒng)成像無中間能量轉(zhuǎn)換過程，經(jīng)X射線抵達(dá)接收裝置后將直接轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)采集，因而極大地減少了由于中間環(huán)節(jié)所帶來的不利影響，提升了X線的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)DR系統(tǒng)更高的分辨率、更快的成像速度、更低的X線輻射劑量、優(yōu)異的圖像質(zhì)量及強(qiáng)大的后處理功能充分體現(xiàn)了DR的優(yōu)勢(shì)[3]。臨床影像醫(yī)師應(yīng)認(rèn)真掌握?qǐng)D像校正、圖像拼接、圖像前景處理及圖像增強(qiáng)技巧，更好地提升X線質(zhì)量，服務(wù)于臨床診斷及隨訪。

［參考文獻(xiàn)］

［1］ 王曉華，劉東聲，宣曉，等.數(shù)字化胸片處理參數(shù)對(duì)接塵者數(shù)字化X線胸片圖像的影響[J].中華勞動(dòng)衛(wèi)生職業(yè)病雜志，2013，31（5）:351-355.

［2］ 林創(chuàng)魯，程韜波，周松斌，等.數(shù)字化X線醫(yī)學(xué)圖像增強(qiáng)處理器研究[J].現(xiàn)代制造工程，2011，（4）:84-87.

［3］ 林建華，陳德基，陳焱淼，等.數(shù)字X線攝影和計(jì)算機(jī)X線攝影的應(yīng)用比較與評(píng)價(jià)[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)計(jì)算機(jī)成像雜志，2004，10 （2）:136-138.

收稿日期：2015-04-29

〔中圖分類號(hào)〕TP391.41

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1002-2376（2015）09-0006-02