MRU成像技术和临床应用

MRU成像技术和临床应用
MRU成像技术和临床应用

MRU成像技术和临床应用

John R. Leyendecker, MD; Craig E. Barnes, MD; Ronald J. Zagoria, MD

磁共振尿路成像(MRU)是一组成像技术,可无创性的评价尿路的病变。临床上,MRU用于评价可疑的尿路梗阻、血尿和先天畸形,以及术后解剖的改变,特别在儿童、怀孕患者,及需要避免辐射的情况。最常用的MRU技术可分为两类:静态液体MRU(简称静态MRU)和动态排泄期MRU(简称排泄MRU)。静态MRU采用重T2加权技术获得静态下的尿路影像,能够连续的重复使用(电影MRU)来更好显示尿路的全貌从而发现狭窄的部位,这项技术在集合系统扩张或梗阻的患者中应用得非常成功。排泄MRU用于经静脉注射造影剂后获得增强的排泄期影像。但要求患者肾功能良好,能够正常排泄和分泌造影剂。做排泄性MRU前的尿路准备也很重要,这能更好显示无扩张的集合系统。临床上,一般将静态和排泄MRU与传统的MRI一起应用来综合评价尿路情况。对MRU检查影像的观察要求医师对此项技术的缺点和伪影要非常熟悉。

概述

已经发展的尿路成像的技术有多种,其中只有CTU和MRU能够全面的综合评价尿路集合系统、肾实质和周围结构。虽然CTU在空间分辨率、组织分辨率和肾脏解剖的显示方面已接近极致,但MRU是一项更新的技术。MRU是一组能够无创性提供全面和特异的尿路检查的影像技术,而且无辐射。但同时,MRU的局限性和缺点是对钙化不敏感,成像时间长,对移动敏感,(与CT 和X线比较)空间分辨率低。在本文中,我们回顾最常用的MR尿路成像技术,并讨论与MRU 有关的特殊情况(如儿童患者、怀孕患者,肾功能不全、3T成像)。此外,我们还讨论MRU的临床应用范例,关于尿路结石性和非结石性的尿路梗阻、血尿、先天畸形,以及手术前后的评价。我们也讨论这项技术的局限性和常见伪影。

MRU技术

最常用的MRU技术可分为两类:(a)静态液体MRU(也称为静态MRU、T2加权MRU,或MR 水成像);(b)动态排泄期MRU(也称为增强T1加权MRU)。

静态液体MRU

T2加权技术是最先采用的MR尿路成像方法。静态MRU将尿路当作一个装有静态液体的容器,采用T2加权技术利用液体长T2驰豫时间的特性来显像。因此,静态MRU尿路成像技术类似MRCP,屏气T2加权MRU可用于厚层单激发快速自旋回波技术或类似的薄层技术(如驰豫增强半傅立叶快速采集、单激发快速自旋回波,单激发双回波)。背景组织的信号强度可通过回波时间和脂肪抑制来调节。三维呼吸门控序列应用于获得薄层数据,经后处理获得尿路的容积显示(VR)或最大密度投影(MIP)。重T2加权静态MRU类似传统的排泄性尿路造影,用于快速确定尿路梗阻。可是,确定梗阻原因常常需要额外的序列(图1)。静态MRU不需要对比剂,因此可用于显示肾功能不齐的尿路梗阻。

图1 53岁,男性,前列腺癌淋巴结转移。(a)冠状位静态MRU显示右侧输尿管远端梗阻(箭头)。(b)冠状位单激发快速自旋回波图像显示增大的前列腺和转移的淋巴结(箭头)是导致输尿管梗阻的原因。

静态MRU采用单激发快速自旋回波序列,扫描时间1-2s,在短时间内连续获得多幅图像,以电影方式显示。这个成像序列保证双侧输尿管全程处于扩张状态,有利于判断固定性的狭窄或直立扩张的输尿管节段(图2,电影1),可有效的用于明确尿路狭窄的存在。但用电影模式显示静态MRU时,在采集间隔应该留5-10s,以避免组织的射频饱和效应,这会使图像信号丢失。因为电影MRU快速并易于执行,我们使之作为MRU扫描协议常规部分。

图2 电影MRU静态液体技术显示全部输尿管的重要性。(a)冠状位厚层MRU序列,来自52岁男性,血尿,输尿管形态显示不佳。(b)冠状位厚层MRU采用同一个序列,采用多个连续厚层采集,输尿管形态显示得到改善(箭)。

因为静态MRU依赖集合系统内的尿液成像而不是肾脏的排泄功能,因此钆剂缩短T2的效应可成功应用于静态MRU,获得对比剂的排泄期图像(图3)。它非常适合扩张、梗阻的患者(图4,电影2)。对于尿路无扩张的患者,使用水化、利尿剂,或加压等方法,可增加尿路内的尿液容量,改善MRU影像质量,因此,无论是正常还是异常的尿液充盈的结构均可用静态MRU干预。对于无扩张的患者,MRU检查前应静脉水化(使用利尿剂),这个方法优于口服水化。此外,采集层面的选择或后处理容积重建可以帮助消除肠管或其它有液体充盈的结构器官的干扰。但在我

们的研究所,我们不采用加压方式。

图3 T2加强MRU 钆对比剂排泄的效果。冠状位排泄期单激发快速自旋回波MRI,静注钆对比剂后成像,显示低信号的尿液(箭),与对比剂缩短T2的效果有关。

排泄性MRU

排泄MRU非常类似CTU和传统的静脉尿路造影。静脉注射钆类对比剂,在排泄期采集集合系统影像。由于钆可以缩短T1驰豫时间,在T1加权上获得高信号的图像。对比剂常用的标准剂量为0.1mmol/kg,静脉注射后对比剂很快聚集在尿液中,由于重T2加权的效应(对比剂在高浓度时可产生缩短T2的效应),大量聚集在肾盂里的对比剂的表现为低信号(图5),这个效果优于使用低剂量钆对比剂(如0.01mmol/kg)的效果,因为低剂量钆对比剂和口服水化一起使用时,在扩张的集合系统里钆对比剂会被稀释和分散。但是,MRU在无药物作用的情况下,不管使用任何剂量的钆对比剂增加尿液流量的效果(这直接影响尿路的显示质量)都是不满意的。

利尿剂的使用能通过增加尿流量改善排泄MRU的影像质量,但导致钆对比剂的稀释的分布不均。利尿剂的另一个好处是扩大采集的时间窗,加强重T2的效应。一个相对低剂量的呋噻米0.1mg/kg(成人5-10mg)常规应用于MRU一般无任何禁忌症。对于标准成年人,在患者能完成检查的情况下,我们发现5mg剂量的呋噻米能产生极好的成像效果。使用利尿剂可能会加重急性尿路梗阻的症状,但发生的几率很小。Sudah等报道26例患者中有1例使用0.1mg/kg的呋噻米后由于尿钙增加出现出急性肋腹痛的症状。呋噻米使用的禁忌症包括无尿、呋噻米过敏和电解质失衡或低血压,这些在MRU前必须纠正。对磺胺类药物过敏的患者也会对呋噻米过敏。

图5 排泄期T1加权像显示钆对比剂聚集的重T2效应。右肾,85岁,男性,移行细胞癌(TCC)。(a)轴位无增强T1加权显示肾盂内肿块(箭头)。(b)轴位排泄期T1加权像,未进行水化和未使用利尿剂,由于重T2效应使得TCC部分被遮盖。

MRU使用钆对比剂的最优剂量表还未建立。Nolte-Ernsting等倡议在使用利尿剂加权的情况下钆对比剂的剂量为0.05ml/kg。虽然低于0.05mmol/kg的对比剂剂量也能获得满意的尿路图像,但会担忧不足量的对比剂会使软组织的影像下降。

最初的排泄MRU采用的是脂肪抑制3D 梯度回波序列,显示的输尿管内对比剂充盈的情况。许多带背景抑制的成像技术,如3D软组织成像如VIBE(容积内插屏气检查)、FAME(多相位Efgre3D 快速采集),THRIVE(T1加权高分辨各向同性容积检查),或容积加速肝脏检查(LAVA)或正常使用的MRA,都可采用(图6)。现代的MR成像仪都可以将肾脏、输尿管、膀胱一次性显示在3D单次屏气梯度回波的冠状位图像上。动态饱和对于MRU序列非常重要,屏气采集较呼吸触发能更好显示肾盂肾盏结构。2-4mm的屏气大范围冠状位图像在新的成像仪都可以获得(电影3)。对于不能屏气的患者,通过对输尿管节段性成像可以获得良好的空间分辨率。节段性成像、小FOV和薄层也可以获得集合系统的高分辨图像,但分辨率受到信噪比(SNR)的限制。目前已有报道采用回波平面技术的MRU,除了缩短采集时间外,这项技术能提供比传统3D梯度回波技术更多的优势。

排泄MRU要求肾脏具有良好的将钆对比剂排泄入集合系统的功能,因此,排泄MRU不能适用于评价肾功能严重衰竭和要求充分延迟的尿路梗阻的患者(图4)。对于明显扩张的输尿管,静态MRU一般适用,但使用钆对比剂有时可以帮助鉴别输尿管梗阻的部分性和完全性。

图6 比较不同序列的排泄性MRU。(a)冠状位MIP,来自屏气三维内插脂肪移植梯度回波序列(LAVA),由于采用小翻转角12°,软组织抑制最弱。(b)冠状位MIP来自三维梯度回波MRA 序列显示改善的背景组织抑制,原因是采用了大的翻转角40°。

全面的MRU扫描协议

在许多患者,静态MRU、排泄MRU、及传统MRI序列一般都综合应用,提供各方面的信息有助于得出正确的诊断。一个全面的MRU扫描协议包括熟练评价肾实质,上输尿管,肾血管、膀胱,和周围结构。一个全面的“一站式”扫描协议,如表中所示,每位放射医师应该能够在30至60分钟内,依靠选择序列和先进的设备硬件来完成。一个只选择全面扫描协议中一部分序列的简略的检查应该能在30分钟内完成。我们不提倡将我们的协议作为唯一的全面的MRU检查协议,实际上,随着技术的快速进步,我们的协议也应该与时俱进。

全面的1.5T MRU扫描协议

步骤定位成像体位序列TR(ms) TE(ms)翻转角(。)矩阵层厚

无利尿剂成像腹部,盆腔三向定位器。。。。。。。。。。。。。。。

腹部,盆腔冠状位单激发快速自旋回波 8 80 。。。 320×256 8

腹部,盆腔轴位梯度回波T1加权 175 2.2/4.4+ 80 288×160 6

腹部,盆腔轴位呼吸门控脂肪抑制梯度回波T2加权可视 102 。。。 320×224 6

盆腔轴位三维脂肪抑制梯度回波最小最小 12 320×192 3

利尿剂加强扫描++ 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

使用利尿剂的增强前扫描输尿管,膀胱冠状位电影厚层MRU 8 770 。。。 256×224 60

使用钆对比剂后的扫描腹部轴位三维脂肪抑制梯度回波(增强后)最小最小 12 320×192 3

腹部轴位三维脂肪抑制梯度回波(延迟20s和45s)最小最小 12 320×192 3

盆腔轴位三维脂肪抑制梯度回波$ 最小最小 12 320×192 3

腹部轴位三维脂肪抑制梯度回波(排泄期)最小最小 12 320×192 3

盆腔轴位三维脂肪抑制梯度回波(排泄期)最小最小 12 320×192 3

腹部冠状位三维脂肪抑制梯度回波(排泄期)最小最小 12 320×192 3

盆腔冠状位三维脂肪抑制梯度回波(排泄期)最小最小 12 320×192 3

注:*采用螺旋成像技术和8通道体部线圈。这个范例只代表一种全面评价肾脏,输尿管和膀胱的扫描协议中的一种。参数可以根据患者和设备情况进行修改。

+:2,2/4.4=同相位和反相位的回波时间。

++:在用冠状位单激发快速自旋回波序列显示双侧输尿管高位梗阻的时利尿剂可忽略。

$:必须在钆对比剂排泄到膀胱前执行。

硬件和配件

要求每一篇论文中都具有本文中提到的每个经济可靠的硬件设备是不现实的,因此,我们主要介绍我们自己在硬件方面的经验。满意的MRU影像可以在1.5T或3T上获得。我们没有低于1.5T 的经验。文中所有研究均使用1.5T 的成像仪和8通道阵列体部线圈,如果无特殊要求,大部分最新的体部线圈可以在一次采集中获得全腹部和盆腔的轴位图像,我们采用腹部和盆腔分开检查的方法,每次采集使用最多的有效通道数量,使SNR最小而获得高分辨率的屏气图像。大部分的新体部线圈都与敏感性编码的螺旋成像技术兼容。采用螺旋成像技术可缩短成像时间和减少呼吸伪影。减少呼吸伪影,改善的图像质量补偿了使用螺旋技术而丧失的信噪比。我们只将螺旋成像用于加速因子2,因为更高的加速因子回导致影像质量下降。一些放射医师使用加压方法去帮助输尿管扩张,但我们没有发现加压的必要性。

患者准备

在进入成像仪前让患者排尿,提高检查的舒适度,并避免在检查过程中出现不合时宜的干扰。如果没有禁忌症(如,液量限制,充血性心衰)存在,我们在扫描前经静脉给患者250ml的生理盐水。由于肠管内容物在T1和T2加强的MRU上常常为高信号,会对图像造成干扰,我们发现使用口服阴性对比剂有助于降低肠内容物的信号,但这类对比剂的使用在MRU上并不是必须的。扫描体位一般采用仰卧位。

成像序列

T2加权成像可根据设备情况用于不同序列。对于肾脏膀胱的脂肪抑制T2加权成像,我们喜欢选用呼吸门控触发快速自旋回波序列。对于标准的非脂肪抑制T1加权成像,同相位和反相位的梯

度回波序列可以有效的发现肾上腺肿块、肾透明细胞癌内的脂类物质,以及特征性的一些平滑肌脂肪瘤。对于输尿管的电影成像,厚层、重T2加权单激发快速自旋回波序列类似用于MRCP的序列。这个序列扫描时间一般为10-15分钟,5-10秒的预防组织饱和的间隔。采集的厚层数根据情况而定。

对于增强的肾脏T1加权成像,三维内插脂肪抑制梯度回波序列结合螺旋成像就足够。使用相同的成像参数和屏气进行增强前后成像,同时采集增强前的剪影数据用于评价实质肿块的强化。在动脉期采集增强数据可以评价肾动脉。两次采集后,我们快速采集输尿管膀胱成像以获得在对比剂进入膀胱前的膀胱壁增强图像(图7)。这个步骤可避免影响膀胱肿瘤观察的混杂伪影(图8)。排泄期图像可在增强后5分钟采集,限于无梗阻和肾功能正常或轻微不全的患者。我们常规在轴位和冠状位显示排泄期的输尿管。在冠状位成像时让患者将手举高过头可避免卷褶伪影。

图7低位尿路上皮乳头状癌。72岁,男性,血尿。(a)轴位脂肪抑制梯度回波T1加权像(LAVA),在对比剂进入膀胱前,显示膀胱壁上强化的小的肿瘤病灶(箭头)在为强化的尿液背景下显示更清晰。(b)VR仿真膀胱镜显示一个小的和一个较大的膀胱壁肿瘤(箭头)。

要考虑的因素

1.儿童患者

儿童患者对MRU的技术有特定的要求,包括小的物理范围,不一致的屏气,过快的心跳和呼吸频率。我们大部分的儿童患者小于6岁并且要求镇静。镇静下的患者可以在平静呼吸下成功的完成检查,但要求使用呼吸门控。事实上,我们的儿童MRU扫描协议也在不断改进。对于排泄MRU,我们用10ml/kg的生理盐水来水化患者,在注射对比剂前用0.1mg/kg的呋噻米(最大5mg)。在高位梗阻的儿童患者,静态MRU可显示无功能的集合系统。静态MRU相对于排泄MRU有独特的优势,后者在输尿管的过程中由于梗阻和肾功能不全的时,常常出现问题。在儿童患者,实行冠状位动态对比增强扫描可以改善血管结构的显示,如UPJ梗阻的交叉血管。这个方法也可以用于肾脏、输尿管和膀胱。时间信号强度曲线可成功的用于评价肾梗阻,类似利尿剂加强的肾脏核素显像,但基于节段性的肾皮质和髓质信号强度变化而计算出来的曲线可能会因为无自动软件而增加时间的消耗。初步的研究已经显示MRU的有效性,特别在依靠利尿剂加强的排泄性MRU的时间信号强度曲线来诊断膀胱输尿管反流,这项检查时间约40分钟。

图8尿路上皮乳头状癌。68岁,男性,MRU检查显示右侧肾积水。轴位增强脂肪抑制梯度回波T1加权像,显示明确的膀胱肿瘤(乳头状上皮癌)(箭头),靠近右输尿管膀胱开口。肿瘤几乎被混合对比剂的尿液掩盖。因此,膀胱增强图像应该在对比剂进入膀胱前采集。

2.怀孕患者

对比增强MRU一般不用于怀孕妇一般采用静态MRU检查即可,电影MRU对于显示输尿管全程和固定性的狭窄比较有效。在怀孕后期,左侧卧位成像有助于减轻子宫对下腔静脉的压力。Roy 等报道在17例怀孕的患者中静态MRU可以很好的显示输尿管扩张和梗阻的水平,有利于鉴别怀孕期的生理性和病理性的梗阻。生理性肾积水的MRU表现描述包括中段输尿管受压,在盆腔边缘变窄,内未见充盈缺损(图9)。如果管腔在另一水平变窄,则提示其它诊断可能,如输尿管结石可表现为低于受压水平的输尿管狭窄,在电影上表现为间断性的充盈和排空。在生理性狭窄和输尿管膀胱开口之间的的管腔充盈则提示输尿管远端结石。在急性结石性梗阻时,可以显示肾脏和肾周的水肿。

图9生理性肾积水。28岁,女性,在第二孕期。(a)厚层静态MRU显示在盆腔边缘变细狭窄的右输尿管(箭)。(b)矢状位单激发快速自旋回波MRI显示右侧输尿管位于妊娠子宫和右腰大肌之间,受压处边缘光滑的逐渐性狭窄(箭)。

3.肾功能不全

由于静态MRU的成像依赖集合系统内的液体,与肾功能无关,因此能做MRI检查的患者一般都能做静态MRU检查,但后者在集合系统无扩张时价值不大。排泄MRU的成像依赖排泄入集合系统的钆对比剂,因此,肾功能严重不全是排泄MRU的相对禁忌症。过去,作为避免使用碘对比剂的方法,排泄MRU建议用于肾功能不全较轻的患者,因为钆对比剂是低肾毒性的。最近报道使用钆对比剂后出现肾系统性纤维化的情况,于是建议尽量不在中重度肾功能不全的患者使用钆对比剂。因此,检查前注意是否存在导致肾源性系统纤维化的因素很重要,这个课题已成为目

前研究的热点,同时我们也鼓励内科医师时刻注意这方面的研究和新动向。

4.3T成像

MRU可成功的在3T上应用(图10)。信噪比在3T上的提高使得可以从肾到盆腔进行连续成像且不需要转换线圈的设置。我们在常规冠状位显示全部的尿路,划分层厚为2mm,结果在3T 上获得了良好的信噪比(电影4)。据我们所知,目前尚未有1.5T和3T MRU的对比文献。因此,依然不能确定3T对病变的显示的优势。个体在行3TMRU检查时,应该了解在高场强作腹部和盆腔MRU检查的适应症和禁忌症。延长T1驰豫时间能明显的减弱图像的对比和病灶的明显度,而化学位移和磁敏感位移的高场强中更明显。直立波纹和传导伪影也会降低图像质量在MRU的序列上(如单激发快速自旋回波)。

图10 3T MRU,55岁,男性,血尿。冠状位MIP,利尿剂加强,排泄期MRU,显示正常的集合系统和大范围的良好的图像质量。

临床应用

1.尿路结石

在美国,大部分的急症病人都考虑为尿路结石,并选择进行无增强的多层CT检查而不是MRU,由于钙化很常见,在任何一个MRU检查中都可能遇到。大多数尿路钙化啊T1和T2 加权上表现为低信号。在静态和排泄MRU,钙化表现为被尿液和对比剂围绕的充盈缺损(图11,12)。但是,低信号的充盈缺损在尿路内与钙化无法区别。在静态MRU中非钙化性充盈缺损的常见原因是血凝块和肿瘤。尿路钙化一般能和血凝块区别,因为后者在非增强T1加权上表现为高信号(图13)。钙化也可以与恶性肿瘤鉴别,因为后者在增强后往往有强化表现。急性结石的MRI表现包括T2加权像上周围增多的液体信号,结石近端输尿管扩张及在T2加权和排泄性MRU上的充盈缺损。肾周液体有助于鉴别急性或慢性尿路梗阻。Sudah等证明利尿剂加强的排泄性MRU对输尿管钙化的敏感性(96.2%-100%)要高于T2加权(53.8%-57.7%)。在他们的研究中,T2加权像上的肾周高信号出现在92%的输尿管钙化的患者中。Karabacakoglu等成功用利尿剂加强的排泄MRU的发现28例集合系统钙化中的26例。

大量的研究将MRU检测尿路钙化与其它方法比较。Regan等将静态MRU结合腹部平片与腹部无增强的螺旋CT比较,发现前者对发现急性尿路梗阻的间接征象(如肾周液体和输尿管扩张)更敏感,但MRU结合腹部平片只能显示72%在腹部CT上看到的钙化。在Jung等的一项研究中,利尿剂加强排泄MRU有助于正确诊断72例输尿管钙化中的64例,而传统的静脉尿路造影只诊断了49例。在这项研究中,有2个患者被误诊为肿瘤。在一项149例尿路梗阻的研究中,

在确定结石阻塞位置方面MRU明显不如无增强CT(敏感性,69%vs100%),但在发现输尿管狭窄方面明显优于CT(83%vs23%),在肿瘤性梗阻的诊断方面也优于CT(42/43 vs 22/43)。此研究中,无增强CT对非钙化梗阻的敏感性为40%,而MRU为89%,KUB和超声为18%。

图11 输尿管钙化,62岁,男性,血尿。(a)冠状位三维脂肪抑制梯度回波MRI(LAVA)显示右肾盂内小的充盈缺损(箭头),发现为钙化灶。(b)CT平扫显示右肾盂钙化(箭)。箭头指向钙化结石,但在MRI 上未能显示。

2.非尿路结石性的梗阻

MRU对非结石性梗阻的敏感性和特异性比无增强CT更高。输尿管的良性狭窄可能合并腹部或盆腔的炎性病变(如,阑尾炎,Crohn病,子宫内膜异位),放射治疗,手术或介入操作,或结石病。输尿管的良性狭窄边缘一般光滑,而无软组织肿块(图14)。

电影或排泄MRU有助于测量狭窄的程度。在不完全梗阻时,电影MRU可以显示在狭窄水平以下的间断的膨胀和收缩变化的输尿管(电影5)。高位梗阻会造成对比剂延迟排泄。在无尿路梗阻是电影MRU可以显示输尿管开口的排泄情况。

外源性的输尿管狭窄有子宫纤维化、积液、腹膜后纤维化和血管异常(图15)。良性的外源性病变可造成一侧或双侧输尿管移位,但受压侧边缘光滑;腹膜后纤维化可造成输尿管向内侧偏移。良性外源性压迫极少造成完全的梗阻。

肿瘤性的尿路梗阻可见于良性或恶性病变。良性尿道上皮瘤如纤维上皮瘤MRU表现为充盈缺损。恶性病变包括内源性的尿道上皮肿瘤如输尿管或膀胱的TCC,输尿管或输尿管周围组织的转移瘤,淋巴瘤,和来自输尿管外肿瘤的直接侵犯(图1,16)。当怀疑肿瘤性的梗阻时,选择能够显示输尿管壁和粘膜的扫描序列非常重要。直接起源或侵犯输尿管的肿瘤常常造成不规则的输尿管狭窄,或表现为不规则充盈缺损。大部分肿瘤增强后出现强化,这点可与钙化鉴别。

MRU在显示尿道上皮恶性病变中的作用已经获得肯定。在一项研究中,高分辨的静态MRU在23例不适合作其它检查的高危患者中,成功的显示8个输尿管和5个肾盆腔的TCC 。

膀胱癌,宫颈癌和前列腺癌是相对较常见的造成输尿管恶性梗阻的原因(图1)大部分输尿管上

皮的恶性肿瘤是TCC(图17)。TCC表现为无蒂的充盈缺损或管壁增厚,有时可显示近端输尿管扩张。对于其它类型的尿路成像,输尿管TCC的“高脚杯征”有时可见于MRU。尿路上皮肿瘤一般为中等信号在MRI图像上并出现强化。当TCC有多发倾向时,全面显示TCC输尿管全貌对于评价病变非常重要(图18)。

图14 高位炎性狭窄,68岁,男性,肾积水。(a)冠状位静态MRU显示右输尿管梗阻部位边缘光滑(箭)。(b)冠状位单激发快速自旋回波MRI显示右输尿管梗阻处未见软组织肿块。患者有阑尾炎病史,可能是造成梗阻的原因。输尿管镜检查未见肿瘤。

3.血尿

MRU评价血尿要求采用除了MRU外的常规成像序列。这个方法有利于发现肾实质和血管的病变,以及尿路的异常(图19)。MRI目前不能完全与CT匹配,虽然它在肾脏肿瘤的显示,定性及分期方面表现优秀。小的无梗阻钙化在MRU中极可能被忽略。而且,MRU发现小的尿路肿瘤的敏感性目前仍未知。

图19动静脉瘘。67岁,男性,血尿。(a)排泄性MRU的冠状位部分容积MIP显示左输尿管近端呈螺旋状增粗扭曲(箭)。(b)增强三维静脉早期梯度回波MRI冠状位MIP重建显示左输尿管外静脉迂曲增粗(箭),这解释了左输尿管发育异常的原因。回顾患者的病史发现曾经做过左肾下极活检术,这可能是造成动静脉瘘的原因。

4.先天畸形

MRU能用于评估肾缺如、异位肾、重复肾、肾发育不全、输尿管异位开口或UPJ梗阻的患者(图20)。在我们的实践中,肾脏重复畸形和先天性UPJ梗阻是最常见的。肾脏重复畸形可以是部分性,即输尿管在膀胱开口上汇合,或完全性,即两条输尿管单独开口。完全或复杂部分肾脏重复畸形在女性中发病率高于男性,在评价尿路畸形方面MRU较静脉尿路造影和超声更有优势。在完全重复畸形的情况,上极的输尿管开口一般低于下方的输尿管,并更易出现梗阻(图21)。上极输尿管开口容易发生在异常位置,或形成输尿管囊肿,或在以外的囊性位置。肾脏排泄功能不是诊断异位输尿管的限制性因素,因为静态MRU可以清楚的显示。重复肾下极的输尿管具有反流的倾向,但在MRU上不能评价这个征象。

UPJ是儿童输尿管最易发生梗阻的部位。据报道,静脉尿路成像和呋噻米肾造影以成为评价梗阻部位的检查方法。但是MRU能在一次检查中提供解剖和肾功能的信息,而不需暴露在辐射下。许多理论提出解释UPJ梗阻发生的机制,包括异常的平滑肌增生,异常的输尿管神经分布,血管交叉,和纤维化瘢痕。先天性UPJ 梗阻的患者的预后在肾功能良好的基础上可获得良好的预测。在较大的儿童,超过50%症状行UPJ梗阻与交叉血管有关,对手术方式有提示作用(图22)。因此,在评价UPJ 梗阻时应包括MRA序列。

图20 67岁,女性,马蹄肾和先天性UPJ狭窄。3T排泄性MRUVR重建显示在UPJ水平的左肾集合系统扩张(箭)。

5.手术前后的评价

MRU一般结合MRA和常规MRI来术前评价移植肾供体的动脉血供,集合系统和肾实质。同时,MRI可用于评价接受者的肾血管结构,肾实质,集合系统和移植区周围组织,是仅次于超声的方法,而超声仍然是肾移植患者一线的影像学检查方法(图23)。移植术前检查应包括静态MRU 和排泄MRU,可充分提供肾功能信息。Schubert等用静态MRU研究9例肾移植接受者发现,缺少功能性信息是一个限制。在小规模的研究中,静态MRU仅仅在5例中发现2例明确梗阻的原因。静态MRU在某些病例不能鉴别输尿管梗阻和膀胱输尿管反流,在无对比剂时不能诊断输尿管瘘。移植术后移植肾周积液是相对常见的并发症,而排泄MRU可提供肾脏的功能信息和一些被移植区液体掩盖的征象。MRI还用于评价术后的解剖、尿液流动或重建膀胱并发症(图24,25;电影6)。

图23 44岁,男性,左髂窝肾移植,血尿。3T排泄性MRU冠状位MIP重建显示移植肾和正常的集合系统。

局限性和伪影

对于任何的MRI成像技术,都必须要懂得它的缺陷,在解释MRU影像的时候。当分析MIP或VR重建后的MRU图像,必须参考原始图像以不防止小的充盈缺损不被周围的高信号尿液掩盖。厚层采集也可能会掩盖充盈缺损,因此主要用于显示梗阻的形态和位置(图26)。

然而,小的肾内钙化在MRI上一般不能显示,而大的钙化在T1加权图像上形似一个扩张的、无功能的肾盂(图27)。可是,在非增强的T2加权图像,这些局限性很容易被忽略,因为尿液一般是高信号而钙化呈低信号。当然,将MRU表现与其它方法结合,如X线或CT,减少漏诊、误诊率也是一个好主意。另一个类似扩张的肾内集合系统的是肾盂内囊肿(图28)。当T1或T2加权图像观察在静脉注射对比剂前,肾窦囊肿的信号类似尿液,因此肾窦囊肿和肾积水最好的鉴别方法是对比后的排泄期图像。

金属物产生的可疑伪影,如手术夹,会干扰尿路的显示或产生狭窄的假象。对于肾钙化,参考X 线和CT有助于诊断。然而大多数可疑伪影在梯度回波图像上能够正确鉴别。来自介入操作或肾造瘘术的气体也会产生类似钙化的充盈缺损。

图26 同图14a的患者,膀胱乳头状上皮癌。仿真膀胱镜显示明确的乳头状肿瘤。但在静态厚层MRU上尽管采用与图14相同的窗宽,窗位仍不能显示。这说明在包括全部尿路的厚层MRU上即使较大的充盈缺损也不能显示。

结论

如果适当的使用,MRU是一种有效的无创性评价尿路的方法。静态和排泄MRU与传统MRI结合使用可全面评价出现尿路症状的患者的肾脏、输尿管、膀胱,血管和软组织情况。T2加权技术良好的显示扩张梗阻的集合系统,而排泄MRU提供优秀的无梗阻系统的显示。MRU可用于评价不同尿路异常的患者,儿童患者、怀孕患者,而无需使用对比剂。成功的解释MRU检查结果需要对可能遇到的所有的局限性和伪影非常熟悉。

图4 静态MRU的在显示高位梗阻的价值。(a)厚层MRU,来自64岁男性,有输尿管膀胱连接部(UPJ)梗阻。MRU清楚显示扩张的右肾集合系统和梗死水平(箭头)。图像采集时间大约2秒。(b)排泄性尿路成像的冠状位MIP,不能显示右集合系统尽管注射对比剂后延迟了5分钟。(序列采集时间约20秒)。

图12 无梗阻的输尿管钙化,42岁,男性。3T排泄性MRU冠状位MIP显示左输尿管中段小的充盈缺损。可见轻微的左侧肾积水。输尿管内对比剂位于钙化位置的下方。这些征象在CT平扫和逆行尿路造影得到明确。

图13 血凝块,90岁,男性,血尿。(a)3T 无增强、脂肪抑制梯度回波T1加权像显示膀胱内高信号血块(箭)。(b)排空膀胱后,血块消失。排出的尿液含有大量的血块。

图15右输尿管实质性狭窄。39岁,女性,轻度肾功能不全和右肾积水。(a)排泄性MRU冠状位MIP显示右输尿管盆腔段部分狭窄处边缘光滑(箭)。(b)三维排泄期脂肪抑制梯度回波斜冠位重建显示右输尿管在经过右髂外动脉和静脉处狭窄(一种罕见的解剖异常)。

图16 左输尿管恶性梗阻。74岁女性,平滑肌肉瘤复发。(a)静态MRU冠状位显示左输尿管远端不规则梗阻(箭)。(b)单激发快速自旋回波MRI显示输尿管梗阻部位周围的软组织肿块。活检结果为平滑肌肉瘤复发。

图17 TCC。85岁,男性。排泄性MRU冠状位MIP重建显示右肾下极肿块(箭)突入有肾盂。

图18 多发TCC。82岁,男性。(a)3T排泄性MRU冠状位MIP显示左输尿管远端(箭)和左肾上极集合系统内的肿瘤。(b)轴位增强脂肪抑制梯度回波T1加权像显示膀胱开口处左输尿管远端突出的肿块。

图21 7个月,女性,右肾集合系统重复畸形。(a)静态MRU冠状位显示右输尿管上段扩张(上箭),并输尿管异位开口(下箭)。(b)轴位脂肪抑制T2加权像显示输尿管开口位于阴道侧壁(箭头)。阴道内见高信号的液体。

图22 15岁,女性,左UPJ梗阻。(a)静态MRU冠状位显示左肾盂扩张(箭)。(b)斜冠位显示左UPJ梗阻处交叉血管。

图24 68岁,男性,回肠导管重建术后,输尿管狭窄。(a)排泄MRU冠状位重建显示TCC膀胱切除术后的回肠导管(箭),发现右侧集合系统扩张(箭头)。电影MRI发现右输尿管内尿液柱(电影6。)(b)排泄MRU斜冠位VR重建显示一个解剖性的狭窄时造成右集合系统扩张的原因。患者再次进行了球囊扩张术。

图25 65岁,男性,膀胱腺癌行膀胱切除和髂窝新膀胱重建术。(a)排泄性MRU冠状位MIP重建显示由于新膀胱出口梗阻造成的双侧集合系统上段扩张。患者在检查时物任何症状。(b)轴位增强三维脂肪抑制梯度回波(LAVA)显示强化的复发的肿瘤是造成新膀胱出口梗阻的原因。

图27 51岁,男性,梗阻性鹿角状结石。(a)轴位增强三维脂肪抑制梯度回波MRI显示双肾肾盂内低信号,左肾盂上皮强化。从图像上很难鉴别肾积水和肾结石。(b)单激发快速自旋回波冠状位MRI显示增强前左肾盂内低信号,提示鹿角状结石伴肾盏积水(箭头)。在患者的右肾也发现大的结石。

图28 类似肾积水的右肾盂囊肿。(a)轴位脂肪抑制T2加权显示左肾盂内囊性液体信号,类似肾积水。(b)轴位增强三维脂肪抑制排泄期梯度回波MRI显示左输尿管近端强化和左肾盂内一无强化区,提示T2像上的高信号为肾盂囊肿。

图29 流动伪影和肿瘤。(a)91岁,男性,无尿路症状。冠状位单激发快速自旋回波MRI显示信号间断的“肿瘤”(箭),位于膀胱底部,这个表现与其它成像序列或其它层面的征象不符合,提示为流动相关伪影。(b)72岁,男性,血尿。冠状位单激发快速自旋回波MRI显示信号间断的“肿瘤”(箭),位于膀胱底部,在其他序列也可显示,提示TCC,病灶周围也发现类似a的流动相关伪影。

空中成像技术原理

360度空中悬浮成像 产品简介 悬浮成像又称空中悬浮成像、360度幻影成像、360度悬浮成像等。空中悬浮成像系统是一项新颖多媒体演示系统,具有三维空间成像的功能,空中悬浮成像是近年来在国际上兴起的一种新型展示技术,该技术可以使立体影像不借助任何屏幕或介质而直接悬浮在设备外的自由空间,观众可以不佩戴任何辅助工具(如立体眼镜、VR头盔等)直接用裸眼观看立体影像,由于影像的清晰度及色彩还真度高,立体感强,因此非常逼真,可以给观众以新奇、玄妙的视觉冲击,激发观众探究欲,并可以起到聚集现场人气、加深参观者印象、提高被展示物知名度的作用。 技术原理 360度幻影成像产品展示系统是以宽银幕的环境、场景模型和灯光的传换,给人以视觉上的冲击。观众可从。由柜体,分光镜,射灯,视频播放设备组成,基于分光镜成像原理,通过对产品实拍构建三维模型的特殊处理,然后把拍摄的产品影像或产品三维模型影像叠加进场景中,构成了动静结合的产品展示系统。最终向观众展示融入实景的产品模型幻影成像效果。 成像原理 半透半反玻璃:就是在玻璃表面通过真空磁控溅射镀膜工艺镀制纳米级的氧化物介质膜层,使玻璃保持较高的透过率(50%—70%)的同时也具有高的反射率(镜面外观)。膜层主要成分是二氧化钛(TiO2)。该玻璃表面硬度高,还具有一定的自洁、防水雾、光催化活性等特性。与普通玻璃相比,半透半反玻璃的光线反射率和直射率相等,因此呈现的虚像较为清晰,所以在幻影成像系统中选用此类玻璃作为成像的介质。 视频发射器将光信号发射到这个锥体中的特殊棱镜上,汇集到一起后形成具有真实维

度空间的立体影像。通过表面镜射和反射,观众能从锥形空间里看到自由飘浮的影像和图形。 360度悬浮成像系统由主体模型场景、造型灯光系统、光学成像系统、影视播放系统、计算机多媒体系统、音响系统及控制系统等组成。 实物示例:

分子影像技术简介及其在肿瘤方面的应用

分子影像技术简介及其在肿瘤方面的应用 【摘要】分子影像技术是运用影像学手段显示组织水平、细胞和亚细胞水平的特定分子,反映活体状态下分子水平变化,对其生物学行为在影像方面进行定性和定量研究的科学[1]。分子影像技术能够可视化活体生物分子水平上正常和异常的生物进程,是一种新的生物医学方法,在活体内的细胞和亚细胞水平的生物可视化、特征化和量化细胞进程。分子影像技术在临床医学上具有重大的应用价值,本文主要对肿瘤方面的应用进行简单综述。 【关键字】分子影像技术肿瘤分子探针技术 肿瘤是威胁人类健康的重要疾病之一。肿瘤的早期诊断和治疗是提高患者生存质量和治愈率的关键。传统的X线、超声、CT、MRI 和 PET 难以发现早期阶段的肿瘤,对其定位、定性诊断相当困难,而随着纳米技术的发展及分子探针在影像学中的不断应用,影像医学已从对传统的解剖和生理功能的研究深入到分子水平成像,为肿瘤的早期诊断、治疗及生物学特性研究带来了希望[2]。 1.分子影像技术的基本概念 分子影像学是传统的医学影像技术与现代分子生物学相结合产生的一门新兴学科。分子影像技术能够从细胞、分子层面探测到疾病的初期变化,具有传统成像手段所没有的无创伤、实时、活体、特异、精细显像等优点[3]。分子影像技术是将分子生物学技术和现代医学影像学相结合的产物通过发展新的工具、试剂及方法探查疾病过程中细胞核分子水平的异常[4]。 2.分子影像技术的特点 分子影像技术主要是利用各种医学影像技术,对人体内部生理或病理过程在分子水平上进行无损伤的、实时的成像[5]。传统的医学影像技术以人体内部的物理性质或生理特性作为成像对比的源,如密度、散射、质子密度、或血流量等生理量,

光电成像技术

2014-2015 第一学期 光电成像技术 ——红外热成像技术的发展及其应用 院系电子工程学院光电子技术系 班级光信1104 姓名王凯 学号05113123 班内序号14 考核成绩

红外热成像技术的发展及其应用 摘要:用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。 关键字:红外线,红外热成像技术,发展及其应用 一、引言 1800年英国的天文学家Mr.William Herschel 用分光棱镜将太阳光分解成从红色到紫色的单色光,依次测量不同颜色光的热效应。他发现,当水银温度计移到红色光边界以外,人眼看不见任何光线的黑暗区的时候,温度反而比红光区更高。反复试验证明,在红光外侧,确实存在一种人眼看不见的“热线”,后来称为“红外线”,也就是“红外辐射”。 二、红外热成像技术 我们人眼能够感受到的可见光波长为:0.38—0.78微米。通常我们将比0.78微米长的电磁波,称为红外线。自然界中,一切物体都会辐射红外线,因此利用探测器测定目标本身和背景之间的红外线差,可以得到不同的红外图像,称为热图像。同一目标的热图像和可见光图像是不同,它不是人眼所能看到的可见光图像,而是目标表面温度分布图像,或者说,红外热图像是人眼不能直接看到目标的表面温度分布,变成人眼可以看到的代表目标表面温度分布的热图像。 用红外热成像技术,探测目标物体的红外辐射,并通过光电转换、信号处理等手段,将目标物体的温度分布图像转换成视频图像的设备,我们称为红外热成像仪。红外热成像仪大致分为致冷型和非致冷型两大类。 目前,世界上最先进的红外热像仪(热成像仪或红外热成像仪),其温度灵敏度可达0.03℃。 1、红外热像仪的工作原理 红外热像仪可将不可见的红外辐射转换成可见的图像。物体的红外辐射经过镜头聚焦到探测器上,探测器将产生电信号,电信号经过放大并数字化到热像仪的电子处理部分,再转换成我们能在显示器上看到的红外图像。

PCB制作过程中激光直接成像的三种方式

PCB制作过程中激光直接成像的三种方式 激光直接成像让pcb制作工艺过程简化了至少60%,而传统的底片图片转移却需要十几个步骤。那么PCB制作过程中激光直接成像都有哪些方式呢?全世界的pcb制作商所配备的LDI设备都属于UV光的LDI,按其工艺可以具体分为三种: 1)光致抗蚀剂的激光直接成像。这一类型是指对涂覆有专用光致抗蚀剂的在制板进行激光直接成像。在制板上要完成导电图形基于如下三个步骤: 第一步:利于LDI在激光直接在制板上的专用光致抗蚀剂进行感光。激光感光是由cad图形数据或计算机已存储的图形数据进行控制激光扫描的,而专业光致抗蚀剂的光敏性要比传统的光致抗蚀剂光敏要强得多(约10倍)来进行激光扫描,才能取得高的PCB图形转移的生产率。

第二步:化学显影。专用光致抗蚀剂仍采用传统的弱碱性碳酸钠溶液进行显影。 第三步:化学蚀刻。由于专用的光致抗蚀剂是属于耐酸性(或则耐酸性强于耐碱性)的,因此要采用酸性氯化铜蚀刻溶液等来进行蚀刻。 2)pcb制作采用化学镀锡的激光直接成像。 在制板上化学镀锡的激光直接成像(LDI),某些文献又称为激光直接刻板。这一类型是指在制板上利用化学方法镀上一层很薄的抗蚀层锡,然后利用激光蚀刻去不需抗蚀刻、保护的锡层及底下的部分厚度(3μm~5μm)的铜箔,然后进行化学蚀刻。由于锡层在0.5μm~1.0μm厚度)是抗碱不耐酸的。 3)以覆铜箔的在制板上的激光直接成像,这一类型是指仅在覆铜箔在制板上的激光直接成像。他不需要对在制板进行任何涂覆抗蚀保护层,而是直接利用激光蚀刻去不需要的铜

箔,但是为了损伤介质厚度,往往还留下3μm~5μm厚度的铜箔,然后进行严格控制的快速化学蚀刻而出去留下的铜箔厚度。因此在制板上的铜导体图形的铜厚度将会变薄些。这具体问题具体分析。 综上所述我们了解到了PCB生产制作过程中使用的激光直接成像的类型方式,工艺在于精益求精,不断实践和优化提升。深圳金瑞欣特种电路是专业的电路板打样和中小批量生产厂家,主营2-30层高多层板,、高频板、厚铜板、Hdi板等。更多详情可以咨询金瑞欣特种电路官网。

激光三维成像关键技术研究

激光三维成像关键技术研究 随着激光成像技术的发展,激光三维成像雷达以其自身独特优势在现代军事防御领域中扮演着愈发重要的角色。本文结合目前我国自主研发的激光三维成像雷达成像数据特点,围绕目标三维可视化和分类识别这一核心问题,对贯穿其中的激光三维成像仿真、曲面光顺、目标表面重建、目标三维特征提取与分类识别等激光三维成像雷达关键数据处理技术开展探索研究工作,具体的研究内容和创新成果如下:(1)激光三维成像仿真研究本文基于激光三维成像理论模型研究,进行激光三维成像仿真研究,开发出两种模拟激光光束与目标表面之间物理交互逻辑的仿真方案,可模拟激光三维成像装置对目标的理想成像过程,获取目标理想三维成像数据——距离图像或三维点云,一方面可用于硬件系统研制初期设计方案的验证与研讨,降低设计错误成本;另一方面可用于后续三维成像数据处理算法预先研究,缩短整套系统研制周期。其中几何法创造性地将光束追踪引入到激光三维成像仿真当中,加以局部搜索,能快速仿真激光三维成像装置对任一目标的三维成像过程。本文使用该激光三维成像雷达仿真方案,模拟国防科大激光三维成像雷达对不同空间位置不同运动状态下的典型空中目标的理想成像过程,并基于仿真成像结果(距离图像或三维点云)开展曲面光顺、目标表面重建等后续算法研究。 (2)曲面光顺算法研究通过曲面光顺算法处理,滤除或减小噪声对目标三维成像数据的影响,是基于目标三维成像数据进行目标表面重建非常重要的预处理环节。目前应用比较广泛的曲面光顺算法是基于双边滤波思想的Fleishman光顺方法,它的核心思想是沿着顶点法向量方向调整顶点位置实现曲面光顺,曲面顶点位置调整大小和调整方向依赖于顶点邻域三角面片顶点和面片法向量。但当激光采样点阵稀疏,顶点法向量计算误差比较大时,这种方法便不能很好地工作了。本文针对我国自主研发的激光三维成像雷达,充分利用其输出距离图像中所包含的目标表面采样点空间拓扑信息,并充分考虑当前流行的双边滤波曲面光顺方法在稀疏点云光顺问题上的局限性,提出采用图像中值和双边组合滤波方式进行二维数据处理实现目标表面光顺,不仅避免了点云法向量估计、空间投影等三维空间计算,而且能在最大程度保持目标表面几何形状的基础上有效滤除测量数据中的孤立噪声点和小幅度噪声,实现目标表面光顺。

光电成像原理复习指南(含答案)

复习指南 注:答案差不多能在书上找到的都标注页数了,实在找不到的或者PPT上的才打在题后面了,用红色和题干区分。特此感谢为完善本文档所做出贡献的各位大哥。(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书) 1.光电成像系统有哪几部分组成?试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。(辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。P2-4) 答:辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。 [1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题 [2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。 2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?(P5) 答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示 [2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来 3.光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?(P8)固体成像器件主要有哪两类?(P9,CCD CMOS) 答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像. 电荷耦合器件,简称CCD;自扫描光电二极管阵列,简称SSPD,又称MOS图像传感器 4.什么是像管?由哪几部分组成?(P8第一段后部) 器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,它的工作方式是:通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像,而后由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增,经过增强的电子图像轰击荧光屏,激发荧光屏产生可见光图像。这样的器件通常称为像管。 基本结构包括有:光电发射体、电子光学系统、微通道板(电子倍增器件)、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。 5.像管的成像包括哪些物理过程?其相应的物理依据是什么?(P8第一段工作方式) (1)像管的成像过程包括3个过程 A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图 像B、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转

超分辨成像技术的新发展

超分辨显微成像技术的新发展 马利红 引言 人类获得信息的主要器官是眼睛,然而靠人眼观察客观事物的空间分辨率的极限约为4 ′米,客观世界中人眼不能分辨的所有细微结构称为微观世界。显微成像技术将310- 微观过程或结构成放大图像,以便于人眼能够直接观察。研究微观世界所涉及的学科领域十分广泛,有生物、医学、材料科学、精密机械、微电子学、分子及原子物理、核物理等等,微观世界中细分的微量尺度原则上是无穷的,因而显微学是跨多学科的,其发展也是无止境的。 1665年,Robert Hooke用原始显微镜发现了池塘水中单细胞有机体,它的出现为人类打开了微观世界的大门。光学显微镜由此成为历代生物学家的主要研究工具之一。生物学家把显微镜作为一种主要工具来研究生物器官、组织和细胞,由此奠定了细胞学和组织学的基础,并对生物学、遗传学、微生物学、病理学和医学的发展起到了极大的推动作用。但传统光学显微镜有以下两个主要缺点:(1)受衍射极限的限制,其分辨率与照明波长是同一个数量级,具有一个数值孔径(NA=nsin(q))的传统光学显微镜,分辨极限l,称之为瑞利判据;(2)由于使用的是场光源,观测到的是一个宽视野图像,为0.61/NA 从而降低了信噪比,影响了图像的清晰度和分辨率。随着生物医学、材料科学等的发展对显微提出了更高的要求,不仅希望其具有更高的分辨率,而且能对样品进行无损成像,甚至希望可观察其三维图像。因此,传统的显微镜已不能满足要求。 电子显微镜的分辨率虽然远高于光学显微镜,但它需要在真空条件下工作,因此很难观察活的生物样品,另外电子束的照射也会使生物样品受到辐照损伤。电子显微镜、的局限以及高分辨显微的需求,迫使人们转向超经典衍射极限的光学超分辨理论和技术研究,利用新原理、新技术、新方法来实现光学高分辨力成像和检测。

PCB全制作流程中的激光直接成像技术应用

Graph 1: trend of line & space at DYCONEX over the last 10 years The consequent use of LDI capability over the complete PCB manufacturing flow Daniel Schulze, Uwe Kramer DYCONEX AG Grindelstrasse 40 8303 Bassersdorf, Switzerland T3.4 PCB Quality Oral Presentation Abstract The systematic implementation of optimized LDI (Laser Direct Imaging) photo resist types, LDI exposure units and fine line AOI (Automated Optical Inspection) equipment enhances the production technology and provides optimized PCB solutions for customers. This standardization results in a significantly faster and easier process flow with very precise registration. For high-reliability medical implants, full traceability can be obtained by adding individual serial numbers, date stamps and 2D barcodes for recording various process parameters. Design requirements Driven by the assembly technology and analyzing the design requirements of the customers over the last 10 years a clear trend to smaller feature sizes is seen. A typical medical implantable product has a feature size of 50 μm line / space. Typical via diameters between 50 and 75 μm and pad sizes between 150 μm and 250 μm are standard to find on these markets. To assemble resistors of 0201 packaging sizes will increase the requirements to the solder mask alignment as well down to 25 μm alignment precision.

光电成像技术玉林师范学院期末考试

1.简述: (1)CMOS器件和CCD器件的工作原理上有什么相同点和不同点; 答:CMOS图像传感器的光电转换原理与CCD基本相同,其光敏单元受到光照后产生光生电子。而信号的读出方法却与CCD不同,每个CMOS源像素传感单元都有自己的缓冲放大器,而且可以被单独选址和读出,工作时仅需工作电压信号,而CCD读取信号需要多路外部驱动。 (2)在应用上各自有什么优缺点,以及各自的应用领域是什么 答:优缺点比较:CMOS与CCD图像传感器相比,具有功耗低、摄像系统尺寸小,可将图像处理电路与MOS图像传感器集成在一个芯片上等优点,但其图像质量(特别是低亮度环境下)与系统灵活性与CCD的相比相对较低。灵敏度代表传感器的光敏单元收集光子产生电荷信号的能力,而CCD灵敏度较CMOS高30%~50%。电子-电压转换率表示每个信号电子转换为电压信号的大小,由于CMOS在像元中采用高增益低功耗互补放大器结构,其电压转换率略优于CCD。 运用的领域:CMOS传感器在低端成像系统中具有广泛运用,如数码相机,微型和超微型摄像机。CCD在工业生产中的应用广泛,如冶金部门中的各种管、线轧制过程中的尺寸测量。 (3)全球生产CMOS器件和CCD几件的企业有哪些分别位于哪些国家,并对先关企业进行简要描述。 2、简要概述《光电成像原理与技术》各章的主要内容,并用自己的语言陈述各章之间的联系(文字在1000字以上)。 答: 1.光电成像技术的产生及发展,光电成像对视见光谱域的延伸,光电成像技术的应用范畴,光电成像器件的分类,光电成像器件的特性。 2.] 3.人眼的视觉特性与图像探测:人眼的视觉特性与模型,图像探测理论与图像探测方程,目标的探测与识别。 4.辐射源与典型景物辐射:辐射度量及光度量,朗伯辐射体及其辐射特性,黑体辐射定律,辐射源及其特性。 5.辐射在大气中的传输:大气的构成,大气消光及大气窗口,大气吸收和散射的计算,大气消光对光电成像系统性能的影响。 6.直视型电真空成像器件成像物理:像管成像的物理过程,像管结构类型与性能参数,辐射图像的光电转换,电子图像的成像理论,电子图像的发光显示,光学图像的传像与电子图像的倍增。 7.直视型光电成像系统与特性分析:直视型光电成像系统的原理,夜视光电成像系统的主要部件及特性,直视型夜视成像系统的总体设计,夜视系统的作用距离。 8.电视型电真空成像器件成像物理:电视摄像的基本原理,摄像管的主要性能参数,摄像管的分类,热释电摄像管,电子枪简介。 9.固体成像器件成像原理及应用: CCD的物理基础与工作原理, CDD的结构与特性,CCD 成像原理,增强型(微光)电荷耦合成像器件,CCD的应用,CMOS成像器件及其应用。10.电视型光电成像系统与特性分析:电视系统的组成与工作原理,电视型微光成像系统(微光电视),成像光子计数探测系统。 11.红外热成像器件成像物理:红外探测器的分类,红外探测器的工作条件与性能参数,光电导型红外探测器,光伏型红外探测器,红外焦平面阵列探测器,非制冷红外焦平面陈列探测器,量子阱红外探测器。

CT成像原理与临床应用

CT成像原理与临床应用 内容提要 ?CT发展概述 ?CT扫描仪的主要结构 ?CT成像的基本原理(重点、难点) ?CT图像特点 ?影响CT图像的因素(重点) ?CT检查方法与临床应用(难点) ?CT诊断方法 ?CT诊断报告的书写规范 ?CT的新进展 CT发展概述 ?CT(computed tomography)即计算机断层摄影。 ?发明人:英国科学家Hounsfield。 ?发明时间:1969年设计成功,1972年公诸于世的。 ?突出特点: ?就是X线成像与计算机技术相结合的产物。 ?就是横断面图像显示,没有重叠或重叠很少。 ?密度分辨率高,图像清晰,诊断准确。 ?CT问世的意义:大大扩展了影像检查的范围,就是影像诊断学发展史上的里程碑。Hounsfield因此获得了1979年诺贝尔奖。 CT的发展历程 2004年64层的螺旋CT问世(3D) ?2002年16层的螺旋CT问世 ?2000年8层的螺旋CT问世 ?1998年4层螺旋CT应用于临床 ?1993年双排CT研制成功 ?1989年螺旋CT应用于临床 ?1983年电子束CT(EBCT)研制成功 ?1978年国内开始引进CT ?1974年全身CT应用于临床 ?1972年CT正式应用于临床 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第一代:平移/旋转一个直线形 4-5分/层头颅 ?第二代:平移/旋转几十个小扇形 18秒/层头腹

?第三代:旋转/旋转几百个大扇形 2-4秒/层全身 ?第四代:旋转/固定几千个大扇形 1-4秒/层全身 ?第五代: 电子束CT ?第六代: 螺旋CT CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第一代:平移/旋转一个直线形 4-5分/层头颅 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第二代:平移/旋转几十个小扇形 18秒/层头腹 CT发展史 ——传统CT ?CT分代扫描方式检测器数量 X线束形态扫描时间用途 ?第三代:旋转/旋转几百个大扇形 2-4秒/层全身 CT发展史 ——传统CT 小结:X线成像与常规CT成像的异同点 相同点:X线、灰阶图像 不同点 X照片:X线穿透人体后在胶片上形成潜影,经显定影处理后得到X线图像。 CT成像:安装于扫描机架上的X线管发射X线,X线管与探测器环绕患者做机械性往复运动,X线穿透扫描层面后被探测器检测并转化为电流信号,再转化为数字信号,由计算机实现横断面图像重建。 CT发展史 ——电子束CT 的概念 ?1982年设计成功。由电子枪发射电子束,经偏转线圈偏转,形成4束电子束同时打击钨靶,产生X线,并用于成像。其显著特点就是扫描速度快(可短到40ms/层),密度与空间分辨率高。主要用于心脏大血管病变检查。设备非常昂贵,国内装机量少。 CT发展史

光电成像原理与应用复习资料

1、光电效应应按部位不同分为内光电效应和外光电效应,内光电效应包括(光电导)和(光伏效应)。 2、真空光电器件是一种基于(外光电)效应的器件,它包括(光电管)和(光电倍增管)。 3、光电导器件是基于半导体材料的(光电导)效应制成的,最典型的光电导器件是(光敏电阻)。 4、硅光电二极管在反偏置条件下的工作模式为(光电导),在零偏置条件下的工作模式为(光伏模式)。 5、变象管是一种能把各种(不可见)辐射图像转换成为(可见)图像的真空光电成像器件。 6、固体成像器件电荷转移通道主要有两大类,一类是(SCCD),另一类是(BCCD)。 7、光电技术室(光子技术)和(电子技术)相结合而形成的一门技术。 8、场致发光有(直流)、(交流)和结型三种形态。 9、常用的光电阴极有(正电子亲合势光电阴极)和(负电子亲合势光电阴极),正电子亲和势材料光电阴极有哪些(Ag-O-Cs,单碱锑化物,多碱锑化物)。 10、根据衬底材料的不同,硅光电二极管可分为(2DU)型和(2CU)型两种。 11、像增强器是一种能把(微弱)增强到可以使人眼直接观察的真空光电成像器件,因此也称为(微光管)。 12、光导纤维简称光纤,光纤有(纤芯)、(包层)及(外套)组成。 13、光源按光波在时间,空间上的相位特征可分为(相干)和(非相干)光源。 14、光纤的色散有材料色散、(波导色散)和(多模色散)。 15、光纤面板按传像性能分为(普通OFP)、(变放大率的锥形OFP)和(传递倒像的扭像器)。 16、光纤的数值孔径表达式为(),它是光纤的一个基本参数、它反映了光纤的(集光)能力。 17、真空光电器件是基于(外光电)效应的光电探测器,他的结构特点是有一个(真空管),其他元件都置于(真空管)。 18、根据衬底材料的不同,硅光电电池可分为(2DR)型和(2CR)型两种。 19、根据衬底材料的不同,硅光点二、三级管可分为(3DU)型和(3CU)型两种。 20、为了从数量上描述人眼对各种波长辐射能的相对敏感度,引入视见函数V(f), 视见函数有(明视见函数)和(暗视见函数)。 21、PMT有哪几部分组成?并说明店子光学系统的作用是什么?PMT的工作原理? PMT主要由入射窗口、光电阴极、电子光学系统、电子倍增系统和阳极五个主要部分组成。 电子光学系统的主要作用有两点: 1、使光电阴极发射的光电子尽可能全部汇聚到第一倍增极上,而将其他部分的杂散热电子散射掉,提高信噪比. 2 . PMT的工作原理 1.光子透过入射窗口入射在光电阴极K上 2.光电阴极K受光照激发,表面发射光电子 3.光电子被电子光学系统加速和聚焦后入射到第一倍增极D1上,将 发射出比入射电子数更多的二次电子。入射电子经N级倍增后, 光电子数就放大N次. 4.经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来,形成阳极光电流I p,在负载R L上产生信号电压U0。 22、PMT的倍增极结构有几种形式?个有什么特点? 鼠笼式,盒栅式,直线聚焦型,百叶窗式,近贴栅网式,微通道板式。 23、什么是二次电子?并说明二次电子发射过程的三个阶段是什么?光电子发射过程的三步骤? 答:当具有足够动能的电子轰击倍增极材料时,倍增极表面将发射新的电子。称入射的电子为一次电子,从倍增极表面发射的电子为二次电子。 二次电子发射过程的三个阶段: 1) 材料吸收一次电子的能量,激发体内电子到高能态,这些受激电子称为内二次电子; 2) 内二次电子中初速指向表面的那一部分向表面运动,在运动中因散射而损失部分能量; 3) 到达界面的内二次电子中能量大于表面势垒的电子发射到真空中,成为二次电子。 24、简述Si-PIN光电二极管的结构特点,并说明Si-PIN管的频率特性为什么比普通光电二极管好?p69 25、简述常用像增强器的类型?并指出什么是第一、第二和第三代像增强器,第四代像增强器在在第三代基础上突破的两个技术室什么?p130 1). 级联式像增强器2) 第2代像增强器(微通道板像增强器)3).第3代像增强器4).第4代像增强器 26、什么是光电子技术?光电子技术以什么为特征? 光电子技术是:光子技术与电子技术相结合而形成的一门技术。主要研究光与物质中的电子相互作用及其能量相互转

激光测试原理

武汉光电国家实验室(筹) 激光测试原理与技术 课程报告 太赫兹相干层析技术 学号:M201272511 姓名:黄亚雄 专业:光学工程 指导教师:齐丽君 2013年6月8日

太赫兹相干层析技术 摘要 太赫兹成像技术的研究是目前太赫兹研究领域的热门课题,本论文主要针对太赫兹成像技术进行了系统的介绍与分析。与光学相干层析成像技术相结合,我们提出了一种太赫兹相干层析技术。该技术的纵向分辨率可达100μm以下,这一实验结果高于太赫兹飞行时间成像技术和合成孔径成像技术。此外,该技术具有系统结构简单、紧凑等特点,在高精度的材料无损探伤领域具有及其巨大的应用前景。 关键词:太赫兹成像技术相干层析成像材料无损探伤分辨率 引言 由于太赫兹对大部分非金属材料和非极性物质具有极强的穿透能力,并且对单光子能量低,不会对生物组织产生有害的电离作用,因此太赫兹技术被广泛的应用于材料无损探测、安检机生物组织病变检测等成像领域。 1995年,Hu等人首次在太赫兹时域光谱系统中加入一二维扫描的载物台,待测样品被放置在太赫兹聚焦点上,并在与太赫兹垂直方向进行二维扫描,通过记录下每个扫描点透过的太赫兹时域波形,形成样品的太赫兹图像。他们使用这种方法完成了对微电子芯片内部结构的成像。此后,太赫兹成像引起了研究人员的极大关注,并逐渐发展起来了一些新的太赫兹成像技术,主要包括以下几种: (1) 连续太赫兹波二维成像技术 (2) 合成孔径成像技术 (3) 太赫兹近场成像技术

(4) 脉冲太赫兹波飞行时间成像技术 (5) 太赫兹波计算机辅助层析成像技术 研究一种系统结构及扫描方式简单、成像精度高的太赫兹三维层析成像技术在材料高精度无损探测领域具有及其重要的意义。学相干层析成像技术是基于宽带光源的弱相干特性对待测物体内部结构进行高分辨率层析成像的技术,它依靠光源的时间相干性,对物体进行三维结构重构。太赫兹对非金属材料很强的穿透能力,其穿透深度很高,将太赫兹技术与光学相干层析技术结合起来,我们提出了太赫兹相干层析技术。 一太赫兹相干层析技术 相对红外和微波,由于太赫兹波较低的单光子能量和对大部分非金属材料具有较高的穿透性能等特点,近几十年来逐渐引起了人们的研究热潮。自1995年Hu等人[错误!未定义书签。]首次利用太赫兹辐射进行二维成像实验以来,太赫兹成像技术受到世界许多研究人员的关注。2002年,B. Ferguson等人将X射线波段的层析成像技术移植到太赫兹波段,提出太赫兹三维层析成像的概念[错误!未定义书签。]。该技术原理是一束太赫兹波穿透被成像物体后,然后通过平移和转动,使太赫兹以不同位置和不同角度穿透被成像物体,通过Radon变换计算物体吸收率的空间分布,实现对物体三维重构。但是,在某些场合,待成像物体无法绕轴旋转,应用受到极大的限制。2009年,德国Synview公司报道了一种基于连续太赫兹波的三维成像技术。该技术使用一个中心频率为300GHz的返波管作为太赫兹源,利用电学调制的方法测量不同反射波到达探测器所需的时间,计算待测物体离探测器的相对距离,实现对待测物体的三维重构。由于所使用的是单频长波长的太赫兹源,考虑到衍射极限的限制,该技术的最佳纵向分辨率为0.5mm,对于某些需要高精度测量的应用领域是不够的。 光学相干层析成像技术(Optical Coherent Tomography, OCT)是一种高分辨率光学无损成像技术,可以无损伤地探测样品结构及成分,可以实现二维或三维

MRU成像技术和临床应用的

MRU成像技术和临床应用 John R. Leyendecker, MD; Craig E. Barnes, MD; Ronald J. Zagoria, MD 磁共振尿路成像(MRU)是一组成像技术,可无创性的评价尿路的病变。临床上,MRU用于评价可疑的尿路梗阻、血尿和先天畸形,以及术后解剖的改变,特别在儿童、怀孕患者,及需要避免辐射的情况。最常用的MRU技术可分为两类:静态液体MRU(简称静态MRU)和动态排泄期MRU (简称排泄MRU)。静态MRU采用重T2加权技术获得静态下的尿路影像,能够连续的重复使用(电影MRU)来更好显示尿路的全貌从而发现狭窄的部位,这项技术在集合系统扩张或梗阻的患者中应用得非常成功。排泄MRU用于经静脉注射造影剂后获得增强的排泄期影像。但要求患者肾功能良好,能够正常排泄和分泌造影剂。做排泄性MRU前的尿路准备也很重要,这能更好显示无扩张的集合系统。临床上,一般将静态和排泄MRU与传统的MRI一起应用来综合评价尿路情况。对MRU检查影像的观察要求医师对此项技术的缺点和伪影要非常熟悉。 概述 已经发展的尿路成像的技术有多种,其中只有CTU和MRU能够全面的综合评价尿路集合系统、肾实质和周围结构。虽然CTU在空间分辨率、组织分辨率和肾脏解剖的显示方面已接近极致,但MRU是一项更新的技术。MRU是一组能够无创性提供全面和特异的尿路检查的影像技术,而且无辐射。但同时,MRU的局限性和缺点是对钙化不敏感,成像时间长,对移动敏感,(与CT和X线比较)空间分辨率低。在本文中,我们回顾最常用的MR尿路成像技术,并讨论与MRU有关的特殊情况(如儿童患者、怀孕患者,肾功能不全、3T成像)。此外,我们还讨论MRU的临床应用范例,关于尿路结石性和非结石性的尿路梗阻、血尿、先天畸形,以及手术前后的评价。我们也讨论这项技术的局限性和常见伪影。 MRU技术 最常用的MRU技术可分为两类:(a)静态液体MRU(也称为静态MRU、T2加权MRU,或MR水成像);(b)动态排泄期MRU(也称为增强T1加权MRU)。 静态液体MRU T2加权技术是最先采用的MR尿路成像方法。静态MRU将尿路当作一个装有静态液体的容器,采用T2加权技术利用液体长T2驰豫时间的特性来显像。因此,静态MRU尿路成像技术类似MRCP,屏气T2加权MRU可用于厚层单激发快速自旋回波技术或类似的薄层技术(如驰豫增强半傅立叶快速采集、单激发快速自旋回波,单激发双回波)。背景组织的信号强度可通过回波时间和脂肪抑制来调节。三维呼吸门控序列应用于获得薄层数据,经后处理获得尿路的容积显示(VR)或最大密度投影(MIP)。重T2加权静态MRU类似传统的排泄性尿路造影,用于快速确定尿路梗阻。可是,确定梗阻原因常常需要额外的序列(图1)。静态MRU不需要对比剂,因此可用于显示肾功能不齐的尿路梗阻。 图1 53岁,男性,前列腺癌淋巴结转移。(a)冠状位静态MRU显示右侧输尿管远端梗阻(箭头)。(b)冠状位单激发快速自旋回波图像显示增大的前列腺和转移的淋巴结(箭头)是导致输尿管梗阻的原因。

MR成像技术模拟题及答案(1)

MR成像技术模拟题 1 核磁共振的物理现象是哪一年发现的( a ) A.1946年 B.1952年 C.1972 D.1977年 E. 1978年 2 第一幅人体头部MR图像是哪一年获取的( e ) A.1946年 B.1952年 C.1972年 D.1977年 E.1978年 3 下列哪一项不是MRI的优势( b ) A.不使用任何射线,避免了辐射损伤 B.对骨骼,钙化及胃肠道系统的显示效果 C.可以多方位直接成像 D.对颅颈交界区病变的显示能力 E.对软组织的显示能力 4 下列元素中哪个不能进行MR成像( c ) A.13C B.31P C.2H D.23Na E.19F 5 下列哪一项是正确的(d ) A.由于静磁场的作用,氢质子全部顺磁场排列 B.由于静磁场的作用,氢质子全部逆磁场排列 C.由于静磁场的作用,氢质子顺,逆磁场排列数目各半 D.顺磁场排列的质子是低能稳态质子 E.逆磁场排列的质子是高能稳态质子 6 下列哪一项是正确的( a ) A.逆磁场方向排列的质子是高能不稳态质子 B.顺磁场方向排列的质子是高能稳态质子 C.顺磁场方向排列的质子是高能不稳态质子 D.逆磁场方向排列的质子是低能稳态质子 E.逆磁场方向排列的质子是低能不稳态质子 7 下列等式中,哪一项是正确的(d ) A.1T(特斯拉)=10G(高斯) B.1T=102G C.1T=103G D.1T=104G E.1T=105G 8 在0.5Tesla的场强中,氢质子(1H)的共振频率约为( b) A.6.4MHz B.21.3MHz C.42.6MHz D.63.9MHz E.85.2MHz 9 横向弛豫是指( b) A.T1弛豫 B.自旋-自旋弛豫 C.自旋-晶格弛豫 D.氢质子顺磁场方向排列 E.氢质子逆磁场方向排列

医学影像成像技术与原理

各种成像技术的临床应用的比较 【摘要】目的:对各种成像技术的临床应用进行比较分析,为临床科学合理应用提供参考。方法:根据各种成像技术的影像特点进行对比分析,评价成像性能、影像特点及其差别。结果:CR、DR和CT都是利用X线成像,超声用超声波成像,MRI则用人体中的氢核成像,其中CR与DR成像转换方式各自不同。结论:X线在骨肌系统和胸部多是首选;CT在中枢神经系统疾病、心及大血管疾病腹部及盆腔部疾病的诊断价值高;超声在各部位软组织器官、妇产科有重要应用;MRI对脑和脊髓及诊断乳腺疾病有重要价值。 【关键词】 CR、DR、CT、超声、MRI、临床应用 1引言 1895年发现X线以后不久,X线就被用于人体疾病检查,形成X线诊断学,并奠定了医学的基础成像。20世纪50年代到60年代开始应用超声与核素显像进行人体检查,出现了超声成像核闪烁显像。20年代70年代到80年代有相继出现了CT、MRI等新的成像技术。各种成像原理与方法不同,诊断价值与限度亦各异,了解并掌握各种成像技术的成像性能、影像特点及其差别有助于在临床上面对不用的疾病时用选用适合的成像技术进行检查,对诊断疾病更有利。 2各种成像技术的成像性能、影像特点 2.1 CR影像特点. (1)高灵敏度:即使密集很弱的信号也不会被噪声所掩盖而显示出来。 (2)较高的空间分辨率(3.3 Lp/,mn):能分辨影像中较小的细节。 (3)具有很高的线性度:在影像系统中,整个光谱范围内得到的信号与真实影像光强度呈线性关系。 (4)大动态范围:系统能同时检测到极强和极弱的信号.使影像显示出更丰富的层次。 (5)识别性能优越:系统能准确地扫描出影像信息。显示最理想、高质量的图像。 (6)宽容度大:可最大限度地减少X线照射量从而获得较佳的影像图像。 2.2 DR的影像特点 (1)图像质量高:空间分辨率3.6LP/mm,DQE、MTF高,图像层次丰富。 (2)时间分辨力高:成像速度快,曝光后几秒即可显示图像,优化改善了工作流程。 (3)曝光宽容度大:成功率达100%,可修正后处理调节。 (4)后处理功能强大:有对比度、亮度、边缘处理、增强、黑自、反转、放大、缩小、测量等。 (5)无胶片化:图像在计算机中存储、转输、调阅,节省了存储空间及胶片和冲片费用。 (6)可与PACS融合131:可直接与PACS系统联网,实现远程会诊。 2.3超声成像的影像特点 (1)超声检查是无创性、无痛苦、无电离辐射的检查,对人体无损害,简便易行,对治疗后的病灶可重复检查,动态随访。 (2)超声图像层次清楚,接近人体解剖真实结构,能清晰显示脏器大小、边缘形态、毗临关系和内部回声。 (3)超声分辨力强,对小病灶有良好的显示能力,1~2mm的占位病变能清晰显示并准确定位和测量大小。 2.4 MRI的影像特点 (1)MRI所显示的解剖结构非常逼真,在良好清晰的解剖背景上,再显出病变影像,使得病变同解剖结构的关系更明确。 (2)MRI的流空效应使血管腔不注入对比剂就可以显影

各种成像技术的临床应用比较

各种成像技术的临床应用的比较 专业:层次:学号:姓名: 【摘要】目的:对各种成像技术的临床应用进行比较分析,为临床科学合理应用提供参考。方法:根据各种成像技术的影像特点进行对比分析,评价成像性能、影像特点及其差别。结果:CR、DR和CT都是利用X线成像,超声用超声波成像,MRI则用人体中的氢核成像,其中CR与DR成像转换方式各自不同。结论:X线在骨肌系统和胸部多是首选;CT在中枢神经系统疾病、心及大血管疾病腹部及盆腔部疾病的诊断价值高;超声在各部位软组织器官、妇产科有重要应用;MRI对脑和脊髓及诊断乳腺疾病有重要价值。 【关键词】CR、DR、CT、超声、MRI、临床应用 1、引言 1895年发现X线以后不久,X线就被用于人体疾病检查,形成X线诊断学,并奠定了医学的基础成像。20世纪50年代到60年代开始应用超声与核素显像进行人体检查,出现了超声成像核闪烁显像。20年代70年代到80年代有相继出现了CT、MRI等新的成像技术。各种成像原理与方法不同,诊断价值与限度亦各异,了解并掌握各种成像技术的成像性能、影像特点及其差别有助于在临床上面对不用的疾病时用选用适合的成像技术进行检查,对诊断疾病更有利。 2、各种成像技术的成像性能、影像特点 2.1 CR影像特点. (1)高灵敏度:即使密集很弱的信号也不会被噪声所掩盖而显示出来。 (2)较高的空间分辨率(3.3 Lp/,mn):能分辨影像中较小的细节。 (3)具有很高的线性度:在影像系统中,整个光谱范围内得到的信号与真实影像光强度呈线性关系。 (4)大动态范围:系统能同时检测到极强和极弱的信号.使影像显示出更丰富的层次。 (5)识别性能优越:系统能准确地扫描出影像信息。显示最理想、高质量的图像。 (6)宽容度大:可最大限度地减少X线照射量从而获得较佳的影像图像。 2.2 DR的影像特点 (1)图像质量高:空间分辨率3.6LP/mm,DQE、MTF高,图像层次丰富。 (2)时间分辨力高:成像速度快,曝光后几秒即可显示图像,优化改善了工作流程。 (3)曝光宽容度大:成功率达100%,可修正后处理调节。

光电成像原理

光电成像原理论文 院系:物理学系 专业:光信息科学与技术 姓名:王世明 学号:2007113143

嵌入式光电成像系统及高分辨率的实现 王世明 (西北大学2007级陕西西安 710069) 摘要:自上世纪初人类揭示光电效应的本质以来,光电成像技术一直是成像领域的热点技术,并得到了迅速的发展。目前,光电成像技术已广泛应用于国防、航天、生物科学、化工检测、工业监控乃至日常消费等领域。本论文分析了目前光电成像系统结构和性能上的优势和不足,从提高系统移动性和集成度、突破传输受限和增强系统实时处理和分析三个方面出发,设计了一套新型的光电成像系统,并详细分析了这套系统的整体构造、软硬件设计和实现形式、调试技术和实验结果。 嵌入式技术的引入,可以大大减小光电成像系统的体积,降低功耗,提高便携性,从而扩展光电成像技术的应用领域。本论文将该系统应用于图像采集,得到了理想的实验结果。论文最后,总结了设计过程中所做的工作和创新点,同时对于系统的进一步完善和开发进行了展望。本文主要介绍了光电成像原理的发展过程及其在实际生活中的运用,为我们介绍了具体的应用及未来的发展前景。 实现成像系统的超高分辨是光电探测领域中探索和追求的重要目标。 对提高天文观测、空间侦察和资源探铡的信息容量及精度具有重要意义。 归纳总结了近年来国内外从光学系统结构、光电探测器及软件重建等方面对提高系统分辨能力所进行的部分研究和进展.结合本实验室在这一领城开展的研究,时其中的一些理论及工程方法探索进行了阐述和分析,旨在为进一步实现超高分辨光电成像系统的研究提供建设性参考意见。 关键词:光电成像、嵌入式系统、ADS调试、图像采集 一.光电成像系统的发展 现代人类是生活在信息时代,获取图像信息是人类文明生存和发展的基本需要,据统计,在人类接受的信息中,视觉信息占到了60%。但是由于视觉性能的限制,通过直接观察所获得的图像信息是有限的。首先是灵敏度的限制,在照明不足的情况下人的视觉能力很差;其次是分辨力的限制;还有时间上的限制,已变化过的景象无法留在视觉上。总之,人的直观视觉只能有条件地提供图像信息。在很久以前,人们就已经开始为开拓自身的视觉能力而探索,望远镜、显微镜、胶片照相机等的应用,为人类观察和保留事物景象提供了方便。直到上世纪20年代,爱因斯坦完善了光与物质内部电子能态相互作用的量子理论,人类从此揭开了内光电效应的本质。同时,随着半导体理论发展和随之研制出来的各种光电器件,内光电效应得到了广泛的应用。而在外光电效应领域,1929年科勒制成了第一个实用的光电发射体一银氧铯光阴极,随后成功研制了红外变像管,实现了将不可见的红外图像转换为可见光图像。随之而来的是紫外变像管和X射线变像管,人类的视觉光谱范围获得了很大的扩展。上世纪30年代,人类又开始为扩展视界而致力于电视技术的研究。以弗兰兹沃思开发的光电析像器为起端,伴随而来的是众多摄像器件的诞生,超正析像管、分流摄像管、视像管、热释电摄像管等。1976年,美国贝尔实验室发现电荷通过半导体势阱发生转移的现象,利用

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