用于X射线瞬时成像的像增强器自适应频控研究                                                   

用于X射线瞬时成像的像增强器自适应频控研究

王一

山东泉港辐射科技发展有限公司 山东省济南市250100

摘要：X射线瞬时成像技术是一种非常重要的医学影像技术，在临床诊断、科学研究和安全监测等领域都有着广泛应用。而在X射线成像中，像增强器作为一种关键设备，能够有效提升X射线图像的亮度和清晰度，从而帮助医生或研究人员更准确地获取影像信息。本文主要分析用于X射线瞬时成像的像增强器自适应频控研究。

关键词：Ｘ射线；自适应；瞬时成像

引言

当上世纪初，Ｘ射线波前被物质轮廓调制后，通常用胶片存贮其空间成像信息。该射线成像系统的核心部件射线增感屏与现今使用的光阴极十分类似，两者的主要区别在于射光转换与射电转换。由于荧光分子和乳胶分子非常小，胶片成像的分辨率极高，但这种成像模式很难实现动态信息采集并且非常不利于后续的图像处理。

1、像增强器在X射线成像中的作用

像增强器在X射线成像中扮演着至关重要的角色，它能够有效地提升X射线图像的亮度、对比度和清晰度，从而帮助医生或研究人员更准确地获取影像信息。X射线成像过程中，有些部位会反射较少的X射线，因此图像上会出现较暗的区域。像增强器可以有效地增强这些暗部区域的亮度，使医生或研究人员能够清晰地观察到细节结构，提高诊断准确性。像增强器能够增强图像的对比度，即不同组织或物质之间的密度差异更加明显，在图像上呈现更清晰的轮廓和变化。这有助于医生更好地区分组织结构，诊断病变或损伤情况。通过调整像增强器的参数，如增加放大倍数、优化灯管电压等，可以提高图像的清晰度，使图像更加锐利，看起来更加细腻，有助于医生或研究人员做出更准确的结论。在X射线成像中，常常会出现一些噪点或干扰，像增强器可以帮助减少这些干扰，使图像更清晰、更干净，方便医生或研究人员进行观察和分析。通过像增强器的协助，医生或研究人员可以获得更高质量的影像，同时减少了所需的X射线辐射剂量，来保障患者和操作人员的健康安全。

2、自适应频控技术的基本原理

自适应频控技术是一种能够根据不同信号的频率特征进行实时调节和优化的技术。其基本原理是通过对输入信号进行频率分析，获取信号的频域特征，并根据这些特征动态调整系统参数，以达到最佳的性能表现。自适应频控技术首先需要对输入信号进行频率分析。常见的频率分析方法包括傅里叶变换、小波变换等。通过频率分析，可以获取信号在不同频率范围内的能量分布情况，得到信号的频率域特征。根据频率分析所得到的信号频率域信息，自适应频控技术会动态调整系统的相关参数，以实现最佳的响应和性能。这些参数可以是滤波器的截止频率、放大器的增益、反馈回路的带宽等。调整这些参数可以使系统更好地适应不同的输入信号，并获得更好的性能表现。在自适应频控技术中，通常会采用反馈控制的方式来实现参数的动态调整。通过从输出信号中提取反馈信息，比如误差信号或性能指标，将其与期望的参考信号进行比较，然后根据比较结果结合预设的控制策略，动态调整系统参数。这样可以实时地对信号进行调节和优化，以适应不断变化的输入条件。自适应频控技术通常构建了一个闭环系统，其中包括输入信号、频率分析模块、参数调整模块和反馈控制模块。通过闭环反馈，系统可以持续监测和调整，使其能够及时响应输入信号的变化，并根据不同的信号特征自适应地调整参数，以获得优化的性能。

3、自适应频控技术与像增强器性能优化

3.1提高图像亮度和对比度

提高图像亮度和对比度是在X射线成像中优化像增强器性能的关键目标之一。图像亮度和对比度的提升可以帮助医生或研究人员更好地观察和分析图像，提高诊断的准确性和可靠性。像增强器中的增益参数是控制图像亮度的重要因素。通过调整增益参数，可以增强图像中的弱信号部分，提高图像的亮度。适当的增益调节可以使图像亮度均匀分布，减少阴影和暗部的数量，使图像更加明亮。适当的对比度可以使不同组织或物质之间的密度差异更加明显，从而提高图像的对比度，使轮廓和结构更清晰可见。像增强器通常具有对比度调节功能，通过调节对比度参数，可以增强图像中的细节特征，使医生或研究人员更好地区分图像中的组织结构。灯管电压和电流对图像亮度和对比度有重要影响。适当调整灯管电压和电流可以优化光源的输出效果，提高图像的亮度和对比度。不同的成像场景可能需要不同的灯管电压和电流设置，因此需要根据具体需求进行调整。滤波器是一种调节信号频率特性的设备，可以用于优化图像的亮度和对比度。在像增强器中使用适当的滤波器可以滤除图像中的噪声和干扰，增强感兴趣区域的特征，从而提高图像的质量和清晰度。自适应频控技术可以根据输入信号的频域特征实时调整像增强器的参数，包括亮度和对比度等。通过分析信号的频率分布，自适应频控技术可以动态调整系统参数，以最大限度地提高图像亮度和对比度，并实现最佳的性能表现。

3.2减少噪声和伪影

在X射线成像中，噪声和伪影是影响图像质量的常见问题，因此减少噪声和伪影是优化像增强器性能的重要目标之一。利用数字信号处理技术可以有效降低图像中的噪声和伪影。通过采用滤波、去噪等算法，可以在不损害图像细节的前提下减少噪声的影响，使图像更清晰，减少伪影的出现。良好的成像参数设置对于减少噪声和伪影非常重要。调整曝光时间、放大倍数、灯管电压等参数，可以提高信噪比，降低噪声水平，减少伪影的产生。合理选择成像参数也将有助于最大程度地保留有用的信号信息。控制辐射剂量是减少噪声和伪影的关键措施之一。通过限制或优化X射线辐射剂量的输出，可以减少噪声的产生，降低患者和操作人员的辐射风险，同时提高图像清晰度和质量。合理设计像增强器系统结构和布局，包括防止电磁干扰、合理布置线缆等，有助于减少噪声的干扰，并降低伪影的出现。

3.3增强边缘细节

在X射线成像中，边缘细节是图像中重要的信息之一，因此增强边缘细节是优化像增强器性能的关键目标之一。增强边缘细节可以使图像的轮廓更加清晰、锐利，有助于医生或研究人员更准确地判断和诊断。分辨率是表示像增强器系统对细小物体或结构辨识度的能力。提高系统的分辨率可以更好地捕捉到图像中的边缘细节，使图像显示更加清晰、细腻。通过优化探测器和成像系统的设计，改进像增强器的空间分辨能力，可以提高系统对边缘细节的显示效果。在像增强器中，滤波器可以用于处理图像信号，以强调边缘特征。通过调整滤波器参数，如频域滤波的截止频率、滤波器类型等，可以突出边缘的变化，并增强边缘细节。不同场景和需求可能需要不同的滤波器设置，因此需要灵活地选择和调整以获得最佳结果。提高像增强器的灵敏度和动态范围可以增强图像中细微的变化和边缘特征。通过优化成像系统、调整放大倍数、增加灯管电压和电流等手段，可以提高系统的响应能力和对边缘细节的捕捉和显示能力。自适应频控技术可以根据图像信号的频率特征实时调整参数，包括边缘增强。

结束语

为解决Ｘ射线瞬时成像系统中Ｘ射线透射剂量过强导致成像对比度下降问题，引入了一种可以根据频率变化自适应改变微通道板组电源电位的门控技术。

参考文献：

[1]李博，宋文爱，林敏．Ｘ射线胶片图像特征提取和量化方法[J].测试技术学报，2018（36）:1447.

[2]杜鹏，母一宁，任航，等．电子束泵浦钙钛矿纳米晶随机激射的瞬态发光特性[J].光子学报，2018（15）：2418.

[3]母一宁，王贺，李野，等．近贴Ｘ射线成像系统调制传递特性联合检测方法[J].计量学报，，2018（39）：39-40.