醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備課件

醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備前言

1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證明：某種物理參量的二維分布函數(shù)由該函數(shù)在其定義域內(nèi)的所有線積分完全確定。該研究結(jié)果的意義在于：確定一個物理參量，尋找該物理參量的線積分，獲得所有方向的線積分，就能夠求得該二維分布函數(shù)。X線計算機(jī)體層成像設(shè)備就成為了實現(xiàn)這一理論的先行者，并為醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展帶來了一場革命性變革。前言

1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證2第一節(jié)概述第一節(jié)概述目錄

一、發(fā)展簡史（一）CT的誕生（二）CT發(fā)展歷程回顧二、發(fā)展趨勢（一）硬件發(fā)展趨勢（二）軟件發(fā)展趨勢目錄

一、發(fā)展簡史4第一節(jié)概述CT的概念：計算機(jī)斷層掃描（computedtomography或computerizedtomography）簡稱CT。CT是指利用計算機(jī)來獲取人體某一層組織結(jié)構(gòu)的X線影像。CT攝取的是人體橫向?qū)用娼M織結(jié)構(gòu)的影像，是人體上下重疊組織結(jié)構(gòu)中我們所感興趣的那一層組織的影像。第一節(jié)概述CT的概念：5第一節(jié)概述（一）CT的誕生

1.1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證明：某種物理參量的二維分布函數(shù)由該函數(shù)在其定義域內(nèi)的所有線積分完全確定。2.1938年，漢堡C.H.F.Mubler的弗蘭克（GabrialFrank）首次在一項專利中描述圖像重建法在X線診斷中的應(yīng)用。3.1956年，布雷斯韋爾（Bracewell）第一次將一系列由不同方向測得的太陽微波發(fā)射數(shù)據(jù)運用圖像重建的方法，繪制了太陽微波發(fā)射圖像。第一節(jié)概述（一）CT的誕生6第一節(jié)概述4.

1961年，奧頓道夫（WilliamH.Oldendorf）采用聚焦成一束的131I放射源完成了著名的旋轉(zhuǎn)位移試驗，向人們揭示了獲取投影數(shù)據(jù)的基本原理與方法。5.

1963年，美國的科馬克（AllanM.ormack）以人體組織對X線的線性吸收系數(shù)為物理參量，用X線投影作為人體組織對X線線性吸收系數(shù)的線積分，研究出了重建圖像的數(shù)學(xué)方法。第一節(jié)概述4.1961年，奧頓道夫（Willi7第一節(jié)概述G.N.HounsfieldAllanM.Cormack第一節(jié)概述G.N.HounsfieldAllanM.8第一節(jié)概述第一臺CT在EMI公司誕生，并與1971年9月第一臺CT設(shè)備安裝在英國的阿特金遜-莫利醫(yī)院。Hounsfield和JamieAmbrose共同完成了臨床試驗，驗證了X線影像與相應(yīng)位置人體解剖結(jié)構(gòu)的一致性。1972年11月，在北美放射學(xué)會（RSNA）年會上向全世界宣布了他的這一具有劃時代意義的重大發(fā)明。1979年Hounsfield和Cormack一起獲得諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎。第一節(jié)概述第一臺CT在EMI公司誕生，并與1971年9月9第一節(jié)概述（二）CT發(fā)展歷程回顧第一代CT設(shè)備多屬于頭部專用機(jī)，采用平移（translation）+旋轉(zhuǎn)（rotation）掃描方式（T/R掃描方式）。第一代CT設(shè)備第一節(jié)概述（二）CT發(fā)展歷程回顧第一代CT設(shè)備10第一節(jié)概述第二代CT設(shè)備

采用T/R掃描方式，在第一代的基礎(chǔ)上，將其單一筆形X線束改為窄扇形線束，探測器數(shù)目也增加到3～30個。

第二代CT設(shè)備第一節(jié)概述第二代CT設(shè)備第二代CT11第一節(jié)概述第三代CT設(shè)備采用旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)掃描方式，即R/R掃描方式。使X線管和探測器作為整體只圍繞受檢者作旋轉(zhuǎn)運動來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，X線束為30o～45o的扇形束。第三代CT設(shè)備第一節(jié)概述第三代CT設(shè)備第三代CT設(shè)備12第一節(jié)概述第四代CT設(shè)備采用靜止（stationarity）+旋轉(zhuǎn)掃描方式（S/R掃描方式）。它用600個探測器緊密地排成圓周。第四代CT設(shè)備第一節(jié)概述第四代CT設(shè)備第四代CT設(shè)備13第一節(jié)概述第五代CT設(shè)備采用靜止+靜止掃描方式，即S/S掃描方式，突出特點是X線管和X線探測器都是靜止的。第五代CT設(shè)備第一節(jié)概述第五代CT設(shè)備第五代C14第一節(jié)概述螺旋CT設(shè)備滑環(huán)技術(shù)（slip-ringtechnique）和高頻（highfrequency）X線發(fā)生裝置的應(yīng)用?；h(huán)技術(shù)結(jié)構(gòu)螺旋設(shè)備第一節(jié)概述螺旋CT設(shè)備滑環(huán)技術(shù)結(jié)構(gòu)15第一節(jié)概述各代CT的主要特征

第一代第二代第三代第四代第五代螺旋掃描方式探測器數(shù)X線束扇角（o）掃描時間（s）每次層數(shù)T/R1筆形_240～3001T/R3～30窄扇形3～2620～2101R/R256～720扇形21～453～101S/R45～7200廣角扇形48～1201～51S/S1500以上錐形30～450.03～0.12～8

R/R512以上扇形或錐形30～450.35～11～128第一節(jié)概述各代CT的主要特征

第一代第二代第三16第一節(jié)概述二、發(fā)展趨勢（一）硬件的發(fā)展1.加快掃描速度2.提高圖像質(zhì)量

影響CT圖像質(zhì)量的因素：

①X線源特性和探測器的性能

②掃描數(shù)目和速度

③圖像重建所用的算法

④數(shù)據(jù)表達(dá)與顯示方法第一節(jié)概述二、發(fā)展趨勢17第一節(jié)概述3.降低劑量

迭代重建技術(shù)（ASIR）心自動濾線器技術(shù)、ECG自動毫安技術(shù)、三維立體自動毫安技術(shù)、電子采集器技術(shù)及4D實時劑量調(diào)節(jié)方法等技術(shù)應(yīng)用。4.縮小體積5.簡化操作6.提高工作效率第一節(jié)概述3.降低劑量18第一節(jié)概述（二）軟件發(fā)展趨勢1.血管成像

門控技術(shù)的應(yīng)用是CT臨床技術(shù)的質(zhì)的飛躍2.三維圖像重建3.CT引導(dǎo)下的介入治療4.仿真內(nèi)鏡5.放療計劃第一節(jié)概述（二）軟件發(fā)展趨勢19第二節(jié)成像系統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第二節(jié)成像系統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)目錄

一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置二、計算機(jī)和圖像重建系統(tǒng)

目錄

一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置21第二節(jié)成像系統(tǒng)CT設(shè)備主要三部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、圖像重建部分和圖像顯示與保存部分1.數(shù)據(jù)采集部分：X線發(fā)生裝置與X線管、探測器及A/D轉(zhuǎn)換器與接口電路、設(shè)備架等；2.圖像重建部分：圖像重建單元、數(shù)據(jù)存儲裝置等；3.圖像顯示與保存部分：圖像顯示器、多幅相機(jī)、圖像存儲裝置（硬盤、刻錄光盤）、中央系統(tǒng)控制器、檢查床。第二節(jié)成像系統(tǒng)CT設(shè)備主要三部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、圖像22第二節(jié)成像系統(tǒng)一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置（一）X線發(fā)生裝置1.高壓發(fā)生器

傳統(tǒng)CT：高壓發(fā)生器獨立于掃描架以外。

發(fā)生器與X線管之間的電信號聯(lián)系由高壓電纜完成。

滑環(huán)技術(shù)螺旋CT機(jī)：采用高頻逆變高壓發(fā)生器，安裝在設(shè)備架內(nèi)。輸出波形平穩(wěn)，體積小，重量輕。第二節(jié)成像系統(tǒng)一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置23第二節(jié)成像系統(tǒng)

高壓發(fā)生器的功率：

高檔CT機(jī)50～100KW；

中檔CT機(jī)35～45KW機(jī)；

低檔CT機(jī)20～30KW。CT機(jī)的管電壓一般在80～140KV可調(diào)。第二節(jié)成像系統(tǒng)高壓發(fā)生器的功率：24第二節(jié)成像系統(tǒng)2.CTX線管CTX線管也有固定陽極X線管和旋轉(zhuǎn)陽極X線管兩種。

固定陽極管的長軸與探測器平行；

旋轉(zhuǎn)陽極X線管的長軸則與探測器垂直。

第二節(jié)成像系統(tǒng)2.CTX線管25第二節(jié)成像系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)陽極X線管發(fā)射方式分連續(xù)發(fā)射和脈沖發(fā)射兩種，多采用脈沖發(fā)射。脈沖發(fā)射的優(yōu)點：（1）可以使投影數(shù)與被測物體的要求相匹配，并可以通過控制射線脈沖持續(xù)時間來調(diào)節(jié)對清晰度產(chǎn)生不良影響的測量路徑；（2）可以在脈沖間歇時間內(nèi)自動地進(jìn)行每個測量通道的零點校準(zhǔn)，因此可以避免由于測量電子原件工作點的飄移造成的信號誤差；第二節(jié)成像系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)陽極X線管發(fā)射方式分連續(xù)發(fā)射和脈沖發(fā)射26第二節(jié)成像系統(tǒng)（3）其它條件相同的情況下，信號強(qiáng)度高，與連續(xù)工作方式相比，有較好的信噪比，特別是在物體直徑大時能獲得噪聲小的圖像；（4）可以利用適當(dāng)?shù)陌l(fā)生器來切換從一個脈沖到另一個脈沖的X線管電壓，這樣可以在測量系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)一周時繪制出兩幅不同能量的圖像，有效的應(yīng)用雙譜線法攝制出幾何學(xué)上完全相同的雙譜線圖像；（5）可以減少球管產(chǎn)熱量和降低受檢者的照射量。第二節(jié)成像系統(tǒng)（3）其它條件相同的情況下，信號強(qiáng)度高，與27第二節(jié)成像系統(tǒng)CT旋轉(zhuǎn)陽極X線管特點：

功率大，熱容量高。

冷卻方式：

采用油循環(huán)加風(fēng)冷卻的雙重冷卻方式。

第二節(jié)成像系統(tǒng)CT旋轉(zhuǎn)陽極X線管特點：28第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管球焦點：1mm2

高速旋轉(zhuǎn)陽極管焦點小，約為0.6mm2。

轉(zhuǎn)速約為3600轉(zhuǎn)/min，或10000轉(zhuǎn)/min左右。CT用X線管的熱容量可高達(dá)8MHU,而名為Straton的電子束控金屬X線管更號稱是0MHU的X線管，這種X線管散熱率高達(dá)4.7MHU/min第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管球焦點：1mm229第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管及冷卻外形電子束控金屬球管第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管及冷卻外形電子束控金屬球管30第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）準(zhǔn)直器（collimator）與濾過器（filter）1.X線準(zhǔn)直器

X線準(zhǔn)直器的作用有三點：

（1）限定成像的空間范圍（限定斷層層厚）

（2）降低受檢者的表面輻射劑量（3）減少進(jìn)入探測器的散射線第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）準(zhǔn)直器（collimator）與濾過31第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的準(zhǔn)直器CT準(zhǔn)直器控制示意圖第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的準(zhǔn)直器CT準(zhǔn)直器控制示意圖32第二節(jié)成像系統(tǒng)2.X線濾過器

X線濾過器的作用是：（1）吸收低能X線（軟射線）；（2）使X線束通過濾過器和均勻圓形成像物體（水模，waterphantom）后，變成能量分布均勻的硬射線束。

濾過器形狀設(shè)計為楔形或“BOWTIE”形。第二節(jié)成像系統(tǒng)2.X線濾過器33第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的濾過器（1）（2）第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的濾過器（1）（2）34第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）探測器

探測器類型有兩種：一種是氣體探測器；另一種是熒光固體探測器。熒光固體探測器又分為兩種：閃爍探測器稀土陶瓷探測器稀土陶瓷探測器X線吸收利用率可達(dá)99%。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）探測器35第二節(jié)成像系統(tǒng)1.探測器的特性（1）檢測效率（efficiency）：是指探測器從X線束吸收能量的百分?jǐn)?shù)。影響探測器檢測效率的因素有兩個：幾何效率和吸收效率1）幾何效率（geometricalefficiency）：是由每個探測器的孔徑和相關(guān)的每個探測器所占總空間的比來決定的。第二節(jié)成像系統(tǒng)1.探測器的特性36第二節(jié)成像系統(tǒng)2）吸收效率(absorptionefficiency)：是指X線輻射進(jìn)入探測器而被吸收的百分率。3）總檢測效率η：是幾何效率和吸收效率的乘積。決定探測器檢測效率的諸因素第二節(jié)成像系統(tǒng)2）吸收效率(absorptioneff37第二節(jié)成像系統(tǒng)（2）穩(wěn)定性（stabilization）：是指探測器的重復(fù)性和還原性。（3）響應(yīng)時間（responsetime）：是指探測器接受、記錄和輸出一個信號所需的時間。（4）準(zhǔn)確性（accurateness）與線性（linearity）（5）一致性（consistency）（6）動態(tài)范圍（dynamicrange）：指探測器能夠測量識別的最大信號與最小信號之比。第二節(jié)成像系統(tǒng)（2）穩(wěn)定性（stabilization）38第二節(jié)成像系統(tǒng)2.探測器的種類主要有以下幾種類型：疝氣探測器、閃爍探測器。（1）疝氣探測器：是利用化學(xué)性能穩(wěn)定的惰性氣體在X線等電離輻射的作用下產(chǎn)生電離的原理進(jìn)行探測，由惰性氣體和氣體電離室構(gòu)成。第二節(jié)成像系統(tǒng)2.探測器的種類39第二節(jié)成像系統(tǒng)

高壓氙氣探測器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)成像系統(tǒng)高壓氙氣探測器的結(jié)構(gòu)40第二節(jié)成像系統(tǒng)氣體探測器從工作方式上可分為比例計數(shù)型和電離室型。

氙氣檢測器的電離特性第二節(jié)成像系統(tǒng)氣體探測器從工作方式上可分為比例計數(shù)型和電41第二節(jié)成像系統(tǒng)氣體探測器的優(yōu)點：穩(wěn)定性高、一致性好、響應(yīng)時間短、沒有余輝問題以及價格便宜；缺點：需要恒溫來保證氣壓的穩(wěn)定、檢測效率相對較低以及需要高mAs來獲得足夠強(qiáng)的信號，且宜受外界電場、震動干擾產(chǎn)生偽影，有飽和現(xiàn)象。第二節(jié)成像系統(tǒng)氣體探測器的優(yōu)點：42第二節(jié)成像系統(tǒng)（2）閃爍探測器：是利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)生閃爍熒光的特性來探測射線的裝置。閃爍探測器的結(jié)構(gòu)示意圖第二節(jié)成像系統(tǒng)（2）閃爍探測器：是利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)43第二節(jié)成像系統(tǒng)3.各類探測器的特性比較第一、二、四代CT機(jī)一般采用閃爍探測器，第三代與螺旋CT機(jī)采用氣體探測器或閃爍探測器。特性偏重：（1）溫度特性

（2）噪聲

（3）飽和現(xiàn)象

（4）散射線準(zhǔn)直

（5）劑量利用率第二節(jié)成像系統(tǒng)3.各類探測器的特性比較44第二節(jié)成像系統(tǒng)4.多排探測器多層CT（multi-sliceCT，MSCT）是指通過一周掃描可以同時獲得多層圖像的CT，多采用稀土陶瓷探測器。多排探測器可分為等寬陣列與非等寬陣列，又稱固定陣列與自適應(yīng)陣列兩類。第二節(jié)成像系統(tǒng)4.多排探測器45第二節(jié)成像系統(tǒng)多排檢測器示意圖第二節(jié)成像系統(tǒng)多排檢測器示意圖46第二節(jié)成像系統(tǒng)多排探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)多排探測器外形第二節(jié)成像系統(tǒng)多排探測器內(nèi)部結(jié)構(gòu)多排探測器外形47第二節(jié)成像系統(tǒng)（四）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)處理主要由前置放大器、對數(shù)放大器、積分器、多路轉(zhuǎn)換器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、接口電路等構(gòu)成。

作用：將探測器輸出的微弱電信號經(jīng)放大后，再經(jīng)ADC轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能夠識別的數(shù)字信號，并經(jīng)接口電路將此數(shù)字信號輸入計算機(jī)。第二節(jié)成像系統(tǒng)（四）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)48第二節(jié)成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖第二節(jié)成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖49第二節(jié)成像系統(tǒng)雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器工作原理圖逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器第二節(jié)成像系統(tǒng)雙積分式A/D轉(zhuǎn)換器工作原理圖逐次逼近式A50第二節(jié)成像系統(tǒng)（五）掃描機(jī)架CT的設(shè)備架由兩部分組成。一是旋轉(zhuǎn)部分，主要由X線管及其冷卻系統(tǒng)、準(zhǔn)直器及其控制系統(tǒng)、濾過器、探測器、數(shù)據(jù)處理裝置、滑環(huán)部分、高壓發(fā)生器（低壓滑環(huán)式SCT）等組成。二是固定部分，主要由旋轉(zhuǎn)支架，旋轉(zhuǎn)控制電機(jī)及其伺服系統(tǒng)，機(jī)架主控電路板組成。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（五）掃描機(jī)架51第二節(jié)成像系統(tǒng)掃描機(jī)架結(jié)構(gòu)圖第二節(jié)成像系統(tǒng)掃描機(jī)架結(jié)構(gòu)圖52第二節(jié)成像系統(tǒng)（六）掃描床

掃描床由床面和底座構(gòu)成，它的運動一般由兩個電機(jī)控制：一個是床身升降電機(jī)；另一個是床面水平移動電機(jī)。

掃描床水平定位設(shè)計精度不大于0.1mm。床面板是碳素纖維，強(qiáng)度高，質(zhì)量輕。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（六）掃描床53第二節(jié)成像系統(tǒng)床高度指示：

顯示范圍大多0～550mm或450～1000mm。床水平運行指示和精度：0～1800mm或0～2000mm.顯示誤差＜

±5mm.自動移動精度誤差＜±0.25mm。第二節(jié)成像系統(tǒng)床高度指示：54第二節(jié)成像系統(tǒng)CT檢查床與掃描架內(nèi)部結(jié)構(gòu)第二節(jié)成像系統(tǒng)CT檢查床與掃描架內(nèi)部結(jié)構(gòu)55第二節(jié)成像系統(tǒng)二、計算機(jī)和圖像重建系統(tǒng)

計算機(jī)在CT中的功能：控制整個CT系統(tǒng)的運行、圖像重建、圖像處理、故障診斷及分析。（一）基本結(jié)構(gòu)與特點

計算機(jī)系統(tǒng)的基本組成：

控制部分、圖像重建單元、圖像顯示、數(shù)據(jù)存儲。

第二節(jié)成像系統(tǒng)二、計算機(jī)和圖像重建系統(tǒng)56第二節(jié)成像系統(tǒng)特點：1.足夠大的內(nèi)存空間2.大容量運算能力3.高運算精度4.高運算速度5.高控制效率6.高性價比和好的通用性計算機(jī)系統(tǒng)框圖第二節(jié)成像系統(tǒng)特點：計算機(jī)系統(tǒng)框圖57第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）圖像重建單元圖像重建單元又稱快速重建單元，采用專用計算機(jī)—陣列處理機(jī)(arrayprocessor)來執(zhí)行圖像重建和處理的任務(wù)。圖像重建單元結(jié)構(gòu)框圖第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）圖像重建單元圖像重建單元結(jié)構(gòu)框圖58第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）計算機(jī)控制單元計算機(jī)控制主要是針對掃描進(jìn)行控制，由計算機(jī)分別進(jìn)行掃描架、受檢者床、X線發(fā)生器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等的控制?？刂品绞接写刑幚矸绞剑⑿刑幚矸绞胶头植际教幚矸绞?。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）計算機(jī)控制單元59第二節(jié)成像系統(tǒng)掃描控制方式示意圖第二節(jié)成像系統(tǒng)掃描控制方式示意圖60第二節(jié)成像系統(tǒng)（四）軟件CT設(shè)備的軟件可分為系統(tǒng)軟件（基本功能軟件）和應(yīng)用軟件（特殊功能軟件）。1.系統(tǒng)軟件是指各類CT設(shè)備均需具有的掃描功能、診斷功能、顯示和記錄功能、圖像處理功能及故障診斷功能等軟件。常用的獨立軟件有預(yù)校正、平面掃描、軸向掃描、圖像處理、故障診斷、外設(shè)傳送等。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（四）軟件61第二節(jié)成像系統(tǒng)管理程序和各獨立軟件的聯(lián)系方式有三種：（1）人機(jī)對話方式（2）條件聯(lián)系方式（3）返回處理方式基本功能軟件的組成第二節(jié)成像系統(tǒng)管理程序和各獨立軟件的聯(lián)系方式有三種：基本62第二節(jié)成像系統(tǒng)2.應(yīng)用軟件是完成特定功能的軟件稱特殊功能軟件。包括動態(tài)掃描、快速連續(xù)掃描、定位掃描、目標(biāo)掃描、平滑過濾、三維圖像重建、高分辨CT、定量骨密度測定、氙氣增強(qiáng)CT掃描軟件、心電門控掃描軟件、放療立體定位軟件等。第二節(jié)成像系統(tǒng)2.應(yīng)用軟件63第二節(jié)成像系統(tǒng)CT多平面重建CT最大密度投影顯示CT最小密度投影顯示第二節(jié)成像系統(tǒng)CT多平面重建CT最大密度投影顯示CT64第二節(jié)成像系統(tǒng)圖5-29骨盆表面陰影顯示圖5-30心臟容積再現(xiàn)圖像圖5-31胃仿真內(nèi)鏡顯示第二節(jié)成像系統(tǒng)圖5-29骨盆表面陰影顯示圖5-3065第三節(jié)螺旋CT第三節(jié)螺旋CT目錄

一、特點二、螺旋掃描裝置三、多層螺旋CT

目錄

一、特點67一、特點螺旋CT掃描方式X線管向一個方向持續(xù)轉(zhuǎn)動受檢者床向一個方向勻速滑動掃描層面（1）軸掃（2）螺旋采集數(shù)據(jù)容積數(shù)據(jù)一、特點螺旋CT掃描方式68醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備課件69一、特點特點：時間短，時間分辨力提高重建層厚薄z軸空間分辨力提高降低輻射量容積數(shù)據(jù)，可進(jìn)行任意位置及任意層厚的高質(zhì)量影像重建和三維成像減少對比劑用量有利于一些特殊檢查的開發(fā)一、特點特點：70二、掃描裝置—滑環(huán)首先了解滑環(huán)(slipring)二、掃描裝置—滑環(huán)首先了解滑環(huán)(slipring)71掃描裝置—滑環(huán)低壓滑環(huán)：通常指市電供電滑環(huán)電壓低，不需絕緣處理電流大，易生熱、易出現(xiàn)電弧高壓滑環(huán)：通常指千伏級供電滑環(huán)電壓高，需要絕緣處理，常用惰性氣體隔離電流小，不易生熱易出現(xiàn)高壓干擾易吸附塵土掃描裝置—滑環(huán)低壓滑環(huán)：通常指市電供電滑環(huán)72掃描裝置—滑環(huán)電源供電滑環(huán)三相四線制三相三線制數(shù)據(jù)傳輸滑環(huán)可采用LAN連接方式當(dāng)采用無線傳輸方式（如RF、Wifi、BlueTooth等）時，可以無此滑環(huán)掃描裝置—滑環(huán)電源供電滑環(huán)73二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點硬件裝置的特點X線管：容量更高，散熱效率更高高壓發(fā)生器：高頻、負(fù)反饋穩(wěn)定輸出探測器：吸收效率更高，稀土陶瓷、納米、寶石、光子等等掃描系統(tǒng)：無刷直流伺服電機(jī)，懸浮旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，檢查床運行平穩(wěn)快速控制臺與計算機(jī)：大內(nèi)存、高速度、圖像標(biāo)準(zhǔn)化（DICOM）、人機(jī)對話功能更強(qiáng)、分布式控制二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點硬件裝置的特點74無刷直流伺服電機(jī)直流電動機(jī)的主要優(yōu)點是調(diào)速和起動性能好，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大無刷直流電動機(jī)結(jié)構(gòu)使其既具有直流電動機(jī)的特性，又具有交流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護(hù)方便等優(yōu)點利用位置傳感器和電子控制線路取代電刷和滑環(huán)換向器。二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點無刷直流伺服電機(jī)二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點75螺旋CT機(jī)掃描架的旋轉(zhuǎn)按32對極直流無刷電動機(jī)的原理進(jìn)行設(shè)計位置傳感器的任務(wù)由旋轉(zhuǎn)變壓器完成二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點螺旋CT機(jī)掃描架的旋轉(zhuǎn)按32對極直流無刷電動機(jī)的原理進(jìn)行設(shè)計76懸浮裝置氣動懸浮和磁懸浮兩種形式二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點懸浮裝置二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點77二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點軟件四維成像和四維血管造影虛擬內(nèi)鏡多層螺旋插值同步血管注射計劃全中心掃描方式二、掃描裝置—結(jié)構(gòu)特點軟件78二、掃描裝置—掃描參數(shù)螺距（pitch）P：X線管移動一周時，床移動的距離螺旋因子Pf：

螺距/層厚螺旋度（helix）(%)：螺旋因子乘以100%二、掃描裝置—掃描參數(shù)螺距（pitch）P：79二、掃描裝置—掃描參數(shù)P=1P=1.5～3二、掃描裝置—掃描參數(shù)80二、掃描裝置—掃描參數(shù)螺距（pitch）：增加螺距就增加了掃描的覆蓋區(qū)域，同時減少了掃描時間，但影像質(zhì)量也會受到一定程度的影響當(dāng)螺距為1時；用于頭部的彎曲部分或血管的彎曲部分當(dāng)螺距為1.5時，用于胸、腹部、骨盆的掃描很理想螺距>1可以實現(xiàn)快速掃描以消除運動偽影，而且一次憋氣就能完成螺旋掃描的數(shù)據(jù)獲取二、掃描裝置—掃描參數(shù)螺距（pitch）：增加螺距就增加了掃81二、掃描裝置—掃描參數(shù)周數(shù)（Revolutions）：一次數(shù)據(jù)采集中X線管旋轉(zhuǎn)的周次；總成像數(shù)：一次采集后所有的重建圖像數(shù)；成像范圍：第一層面中點與最后一層面中點之間的距離螺旋掃描的起點和終點有部分?jǐn)?shù)據(jù)收集不完整，圖像的重建范圍比掃描范圍小，計算公式為：

重建長度=（掃描時間-2）×床速例如：掃描時間24s，床速10mm/s，則重建長度為(24-2)×10=220mm二、掃描裝置—掃描參數(shù)周數(shù)（Revolutions）：一次數(shù)82二、掃描裝置—掃描參數(shù)重建間隔：是重建時相鄰兩層面的距離，可以在一周內(nèi)重建出一或多個圖像，重建層數(shù)主要由層厚和重建間隔決定當(dāng)層厚與重建間隔相等時，重建圖像的數(shù)量計算公式為：重建層數(shù)=（掃描周數(shù)-2）＋1例如：掃描周數(shù)為24周，層厚和間隔均為10mm時，則重建層數(shù)為(24-2)+1=23層。當(dāng)重建間隔小于層厚時，此時為重疊重建，重建圖像的計算公式為：重建層數(shù)=（掃描周數(shù)-2）×（層厚／間隔）＋1例如掃描周數(shù)24周，層厚10mm，間隔5mm，則重建層數(shù)為(24-2)×(10/5)+1=45層。二、掃描裝置—掃描參數(shù)重建間隔：是重建時相鄰兩層面的距離，可83二、掃描裝置—掃描參數(shù)掃描時間：X線球管旋轉(zhuǎn)一周所需的時間矩陣(matrix)：平面內(nèi)圖像的規(guī)則劃分CT機(jī)上常見的矩陣有：256×256，320×320，512×512，640×640像素(pixel)：構(gòu)成CT圖像的最小單位，矩陣中的一個元素例如：矩陣256×256，象素256×256＝65536體素：一定層厚條件下對層面的二維劃分（按矩陣劃分）后的每個小單元的體積：體素=層厚×像素尺寸層厚變薄時，體積單元減少，探測器上光子將隨之減少，為了保證圖像質(zhì)量，就要增加曝光劑量

二、掃描裝置—掃描參數(shù)掃描時間：X線球管旋轉(zhuǎn)一周所需的時間84二、掃描裝置—螺旋插值覆蓋360°角的數(shù)據(jù)用常規(guī)方式重建會出現(xiàn)運動偽影。用螺旋插值方法從螺旋數(shù)據(jù)中合成平面數(shù)據(jù)合成平面數(shù)據(jù)最容易的逼近法是把一種“滑動”濾波器用于螺旋數(shù)據(jù)上形成投影數(shù)據(jù)選擇需要的數(shù)據(jù)和確定數(shù)據(jù)對某一指定位置平面上的貢獻(xiàn)程度--

z軸加權(quán)對螺旋數(shù)據(jù)的Z軸加權(quán)法稱作螺旋內(nèi)插法(interpolation)螺旋內(nèi)插法應(yīng)具備運動校正功能，或先獨立進(jìn)行運動校正后再采用螺旋內(nèi)插二、掃描裝置—螺旋插值覆蓋360°角的數(shù)據(jù)用常規(guī)方式重建會出85二、掃描裝置—螺旋插值常見的螺旋內(nèi)插器有三種：標(biāo)準(zhǔn)型、清晰型和超清晰型內(nèi)插方法決定了層面靈敏度曲線(SSP，slicesensitiveprofile)二、掃描裝置—螺旋插值常見的螺旋內(nèi)插器有三種：標(biāo)準(zhǔn)型、清晰型86二、掃描裝置—z軸分辨力z軸分辨力由層面靈敏度曲線（SSP）的半高寬度（FWHM）決定二、掃描裝置—z軸分辨力z軸分辨力由層面靈敏度曲線（SSP）87三、多層螺旋CT多層CT（multi-sliceCT，MSCT），與之相對的是單層CT（single-sliceCT，SSCT）X線管旋轉(zhuǎn)一周可以獲得多個層面的圖像因使用多排探測器，曾經(jīng)被稱為多排CT（multi-rowdetectorCT）多層CT的扇形X線束厚度在z軸方向從1cm左右增加到幾厘米至十幾厘米；今后將會更厚而成為錐形X線束CT（conebeamCT）MSCT層數(shù)已可達(dá)64層、128層、256層和320層，512層也已應(yīng)用于臨床。三、多層螺旋CT多層CT（multi-sliceCT，MS88三、多層螺旋CT—探測器陣列螺旋CT和多層CT的結(jié)構(gòu)區(qū)別在于檢測器e.g.256層CT的檢測器：三、多層螺旋CT—探測器陣列螺旋CT和多層CT的結(jié)構(gòu)區(qū)別在于89三、多層螺旋CT—數(shù)據(jù)采集通道SSCT僅有一組數(shù)據(jù)采集通道，而MSCT則有與一周掃描能夠生成的圖像層數(shù)相一致的多組數(shù)據(jù)采集通道。通道組數(shù)等于MSCT的層數(shù)。根據(jù)所選層厚的不同，可將探測器的排組合成不同的多組，構(gòu)成不同的層厚。多組數(shù)據(jù)采集通道在掃描過程中，分別對各自連接的探測器排組合，同時接收X線所產(chǎn)生的電信號來完成數(shù)據(jù)的采集、輸出。三、多層螺旋CT—數(shù)據(jù)采集通道SSCT僅有一組數(shù)據(jù)采集通道，90X線束則采用錐形束(ConeBeam)三、多層螺旋CT—X線束X線束則采用錐形束(ConeBeam)三、多層螺旋CT—X91三、多層螺旋CT—層厚選擇方法探測器排數(shù)與螺旋CT層數(shù)不一定相等層厚選擇與探測器排中每一排的厚度相關(guān)不是所有層厚均可以選擇到螺旋CT層數(shù)探測器的排數(shù)大于或等于螺旋CT層數(shù)三、多層螺旋CT—層厚選擇方法探測器排數(shù)與螺旋CT層數(shù)不一定92三、多層螺旋CT—層厚選擇方法三、多層螺旋CT—層厚選擇方法93三、多層螺旋CT—螺距概念三、多層螺旋CT—螺距概念94三、多層螺旋CT—螺距概念三、多層螺旋CT—螺距概念95三、多層螺旋CT—重建算法優(yōu)化采樣MSCT通過調(diào)整數(shù)據(jù)采集軌跡來獲得信息補(bǔ)償，并通過調(diào)整螺距來縮短采樣間隔，在z軸方向上增加采樣密度，達(dá)到改善圖像質(zhì)量的目的。濾過內(nèi)插法指在z軸方向設(shè)置一個確定的濾過厚度，優(yōu)化采樣掃描的數(shù)據(jù)，通過改變?yōu)V過波形和厚度來調(diào)整層面靈敏度曲線外形、有效層厚及圖像噪聲。三、多層螺旋CT—重建算法優(yōu)化采樣96三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展雙源CT擁有兩套X線源和探測器系統(tǒng)，兩套系統(tǒng)在機(jī)架內(nèi)成90度排列機(jī)架的最短的旋轉(zhuǎn)時間是0.28s三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展雙源CT97兩套探測器系統(tǒng)大小不等，其中大的探測器可覆蓋掃描視野（fieldofview，F(xiàn)OV）50cm的范圍，小探測器只能覆蓋機(jī)架中心處26cm的FOV范圍早期的雙源CT，大小探測器都是由40排組成，其結(jié)構(gòu)均為中間部分32mm×0.6mm和外圍部分8mm×1.2mm雙源CT目前已有128排探測器應(yīng)用于臨床三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展兩套探測器系統(tǒng)大小不等，其中大的探測器可覆蓋掃描視野（fie98兩個X線管可分別以不同的管電壓和管電流進(jìn)行工作，獲得雙能量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)能量減影相對于單源CT快速掃描時采用的180o投影采集，DSCT只需旋轉(zhuǎn)90o便可獲得180o的信息，在任何心率時只用一個心動周期的數(shù)據(jù)就能實現(xiàn)75ms的時間分辨力三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展兩個X線管可分別以不同的管電壓和管電流進(jìn)行工作，獲得雙能量數(shù)99雙能量探測器雙能量探測器技術(shù)由兩層探測器加濾線層組成充分利用X線的譜線寬度?？梢赃M(jìn)一步向多能量探測器方向延伸。由于增加了濾線層，使一次雙能量采集所需的X線劑量有所增加。三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展雙能量探測器三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展100飛焦點利用電磁偏轉(zhuǎn)技術(shù)改變X線管中燈絲產(chǎn)生的電子束的偏轉(zhuǎn)軌跡，使X線在陽極靶面的兩個或多個位置形成焦點而出射X線飛焦點技術(shù)又可分成橫向飛焦點和縱向飛焦點兩種橫向飛焦點又稱平面內(nèi)飛焦點，用橫向視角α表示，記為αFFS縱向飛焦點也稱z軸飛焦點，記為zFFS三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展飛焦點三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展101橫向飛焦點使X線束從兩個不同的角度進(jìn)行投影，在不增加X線投射的情況下，將探測器的采樣間距縮小了一倍，提高了平面內(nèi)的成像的空間分辨力縱向飛焦點也可以使縱向分辨力得到提高，對應(yīng)兩個z軸方向焦點位置，提供了兩倍取樣，使一排探測器得到了兩層影像數(shù)據(jù)三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展橫向飛焦點使X線束從兩個不同的角度進(jìn)行投影，在不增加X線投射102飛焦點的應(yīng)用三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展飛焦點的應(yīng)用三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展103CT透視設(shè)備架旋轉(zhuǎn)360°采集第一幅橫斷面圖像，以后連續(xù)掃描，每旋轉(zhuǎn)60°的圖像數(shù)據(jù)，替代前一幅圖像中同一位置60°內(nèi)的原掃描數(shù)據(jù)重建一幅圖像，如此往復(fù)循環(huán)。高速的圖像重建采用了不同的圖像重建算法，實時CT透視連續(xù)掃描不采用內(nèi)插法，所以運動偽影在所難免。為了加快速度，圖像重建采用256×256矩陣。圖像的顯示通常采用電影顯示模式，顯示分辨力可以是512×512或1024×1024。三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展CT透視三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展104其他快速管電壓切換：0.5ms切換高壓，實現(xiàn)雙能采集，為能譜技術(shù)應(yīng)用提供新的方案。新型探測器：提高探測效率和減小響應(yīng)時間，代表性有寶石結(jié)構(gòu)探測器、納米探測器、光子探測器、石榴石探測器等。高清晰度成像：1024×1024成像矩陣。迭代重建技術(shù)：采用迭代算法進(jìn)行圖像重建，可以在低劑量條件下獲得較好的圖像。三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展其他三、多層螺旋CT—新技術(shù)發(fā)展105第四節(jié)CT設(shè)備的質(zhì)量保證

第四節(jié)目錄一、質(zhì)量保證參數(shù)二、影響圖像質(zhì)量的因素三、偽影目錄一、質(zhì)量保證參數(shù)107一、質(zhì)量保證參數(shù)（一）CT劑量指數(shù)（二）分辨率（三）CT值（四）噪聲由X射線噪聲引起，很多場合是因為CT設(shè)備極限的結(jié)果。產(chǎn)生嚴(yán)重偽像。仔細(xì)的檢查計劃可有效克服。根據(jù)受檢者年齡，體重和尺寸來優(yōu)化不同的掃描參數(shù)。管電壓，管電流，掃描速度，孔徑等?；蜻M(jìn)行計算機(jī)校正。一、質(zhì)量保證參數(shù)（一）CT劑量指數(shù)由X射線噪聲引起，很多場合108（一）CT劑量指數(shù)CT劑量指數(shù)是評價CT成像對受檢者、陪護(hù)人員、操作人員的輻射影響，以及CT成像對環(huán)境影響的重要指標(biāo)。1.CT劑量指數(shù)定義：沿著標(biāo)準(zhǔn)橫斷面中心軸線從-50mm到+50mm對劑量剖面曲線的積分，除以標(biāo)稱層厚與單次掃描產(chǎn)生斷層數(shù)N的乘積：式中：T：標(biāo)稱層厚；N：單次掃描所產(chǎn)生的斷層數(shù)；D(z)：沿著標(biāo)準(zhǔn)橫斷面中心軸線的劑量剖面曲線。（一）CT劑量指數(shù)CT劑量指數(shù)是評價CT成像對受檢者、陪護(hù)人109（一）CT劑量指數(shù)2.加權(quán)CT劑量指數(shù)：將模體中心點采集的TDI100與外圍各點采集的CTDI100的平均值進(jìn)行加權(quán)求和：

式中：CTDI100,c：模體中心點采集的CTDI100；CTDI100,p：模體外圍點采集的CTDI100的平均值。（一）CT劑量指數(shù)2.加權(quán)CT劑量指數(shù)：將模體中心點采集的T110（一）CT劑量指數(shù)3.容積CT劑量指數(shù)：代表多排探測器螺旋CT掃描整個掃描容積中的平均劑量：CTDIvol=CTDIw/P式中：p:螺距。4.劑量長度積：容積劑量指數(shù)與沿z軸掃描長度L的乘積：DLP=CTDIvol×L式中：L：指沿Z軸的掃描長度。（一）CT劑量指數(shù)3.容積CT劑量指數(shù)：代表多排探測器螺旋C111（一）CT劑量指數(shù)DLP反映了一次特定掃描采集中的總體吸收能量。因此，一個腹部CT檢查可能與腹部和盆腔CT聯(lián)合檢查具有相同的CTDIvol值，但后者具有較大的DLP值，它正比于所掃描的較大解剖范圍。這種劑量表述如CTDIvol和DLP，可以用于臨床掃描方案（如一組受檢者的平均值）與典型CT檢查的參考劑量設(shè)定值的比較，但不能用于受檢者個體劑量的直接測量。表5-1所示為成人受檢者做CT檢查時輻射劑量指導(dǎo)水平。表5-1成人受檢者CT檢查輻射劑量指導(dǎo)水平檢查部位*劑量指導(dǎo)水平CTDIw（mGy）DLP（mGy/cm）頭部常規(guī)601050面部與鼻竇35360脊柱外傷70460胸部常規(guī)30650肺部高分辨率CT（HRCT）35280腹部常規(guī)35780肝臟、脾臟35900骨盆常規(guī)35570骨性骨盆25520*摘自ICRP87號出版物（一）CT劑量指數(shù)DLP反映了一次特定掃描采集中的總體吸收能112（二）分辨率1.密度分辨率2.空間分辨率3.縱向分辨率4.單扇區(qū)和多扇區(qū)重建5.各“相”同性（二）分辨率1.密度分辨率113（二）CT的分辨率分辨率是判斷CT性能和評價CT掃描圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)，體現(xiàn)了CT圖像質(zhì)量與重建圖像像素值誤差的大小和分布，以及圖像像素值與物體真實值之間的差異，它包括密度分辨率和空間分辨率。密度分辨率是指能夠區(qū)分密度差別的能力，影響因素有被檢體的大小、X線劑量、噪聲和探測器的靈敏度等。被檢體的幾何尺寸越大，信噪比越低，密度分辨率越差；反之，被檢體的幾何尺寸越小，信噪比越高，密度分辨率越好。（二）CT的分辨率分辨率是判斷CT性能和評價CT掃描圖像質(zhì)量1141.密度分辨率能夠分辨兩種低密度差的物質(zhì)（一般其CT值為相差3HU～5HU）構(gòu)成的圓孔的最小孔徑大小，即可以分辨的最小密度值。低對比度分辨率與X線劑量有很大的關(guān)系，當(dāng)劑量大時低對比度分辨率會有所提高，因此在評價低對比度分辨率時一定要了解使用的劑量，并且要和測量CT值劑量指數(shù)（CTDI）時的值一致。一般廠商在提供這一指標(biāo)時也會說明在什么劑量條件下測定的。這一參數(shù)的單位應(yīng)為mm，%，mGy（也有用mAs來表示）。例如某一臺CT機(jī)的低對比度分辨率標(biāo)稱為2mm、0.35%、35mGy，即表示能看到2mm直徑和密度差為3.5個HU的小圓孔，所用的掃描劑量為35mGy。（二）CT的分辨率1.密度分辨率（二）CT的分辨率1152.空間分辨率是測試一幅圖像的量化指標(biāo)?？臻g分辨率指CT像在高對比度條件下分辨兩個距離很近的微小組織或病灶的能力。傳統(tǒng)的空間分辨率檢測方法是選用一個帶有不同孔徑的測試模體。利用這種測試卡可以檢測出CT掃描系統(tǒng)對測試模體上圓孔的分級，其分級的程度也就決定了該系統(tǒng)的空間分辨率。CT成像系統(tǒng)能區(qū)別的最小孔徑，即為該系統(tǒng)最高的空間分辨率。（二）CT的分辨率2.空間分辨率（二）CT的分辨率1163.縱向分辨率過去與CT有關(guān)的圖像質(zhì)量參數(shù)主要由空間分辨率和密度分辨率表示?？臻g分辨率主要表示CT掃描成像平面上的分辨能力（或稱為平面內(nèi)分辨率，也有稱為橫向分辨率，即X、Y方向）。在螺旋CT掃描方式出現(xiàn)后，由于多平面和三維的成像質(zhì)量提高，出現(xiàn)了應(yīng)用上的一個新概念即縱向分辨率也稱Z軸分辨率。（二）CT的分辨率3.縱向分辨率（二）CT的分辨率1174.單扇區(qū)和多扇區(qū)重建是冠狀動脈CT檢查的專用術(shù)語。一般，冠狀動脈CT圖像的重建采用180°加一個扇形角的掃描數(shù)據(jù)，稱為單扇區(qū)重建；采用不同心動周期、相同相位兩個90°的掃描數(shù)據(jù)合并重建為一幅圖像稱為雙扇區(qū)重建；采用不同心動周期、相同相位的4個45°或60°掃描數(shù)據(jù)（各廠家的不完全相同）合并重建為一幅圖像稱為多扇區(qū)重建。多扇區(qū)重建的目的主要是為了改善冠狀動脈CT檢查的時間分辨率。（二）CT的分辨率4.單扇區(qū)和多扇區(qū)重建（二）CT的分辨率1185.各“相”同性主要指心臟冠狀動脈的CT掃描。在16排和64排CT的冠狀動脈檢查中，設(shè)備架旋轉(zhuǎn)1周無法覆蓋整個心臟，一般至少需要5～10次旋轉(zhuǎn)，由于心臟的圖像是采用回顧性重建，在多扇區(qū)心臟圖像重建中，需采用相同相位、不同掃描時間的CT掃描數(shù)據(jù)。而目前高端CT（128排、256排和320排）的心臟掃描，其探測器陣列的寬度旋轉(zhuǎn)1周足以覆蓋整個心臟，即掃描覆蓋的所有層面都在同一心動周期相位中。因而這種一次旋轉(zhuǎn)完成采集的心臟掃描方式，其獲得的心臟圖像被稱為“各相同性”，即無需相位選擇的一次性采集。

（二）CT的分辨率5.各“相”同性（二）CT的分辨率119（三）CT值CT值作為CT的基本概念，是對影像信息的基本度量，要求其值準(zhǔn)確，同時還需考慮到完整影像上CT值的均勻性和線性。1.CT值定義：CT影像中每個像素對應(yīng)體素的X射線衰減平均值（CT值通常用HounsfieldUnit作為單位，簡稱HU。利用下式將測得的衰減值按照國際統(tǒng)一的HounsfieldUnit標(biāo)度轉(zhuǎn)換為CT值）：式中：μ物質(zhì)：感興趣區(qū)域物質(zhì)的線性衰減系數(shù)。μ水：水的線性衰減系數(shù)。水的CT值：0HU；空氣的CT值：-1000HU。常用在特定感興趣區(qū)中所有像素的平均CT值來對CT值進(jìn)行描述。（三）CT值CT值作為CT的基本概念，是對影像信息的基本度量120（三）CT值2.CT值均勻性：整個掃描野中，均勻物質(zhì)（一般選擇水或等效水均勻模體）影像CT值的一致性。國家標(biāo)準(zhǔn)對均勻性（也稱均勻度或一致性）的定義是：在掃描野中，勻質(zhì)體各局部在CT圖像上顯示出CT值的一致性。這是一個容易被忽略的質(zhì)量參數(shù)，實際上，它又很重要。按國家GB標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每月都要對CT像的均勻性做檢測。（三）CT值2.CT值均勻性：整個掃描野中，均勻物質(zhì)（一般選121（三）CT值3.CT值線性（linearityofCTnumber）：不同吸收系數(shù)物質(zhì)影像CT值的線性關(guān)系。CT值是否準(zhǔn)確不能單觀察水的CT值，還要觀察別的材質(zhì)的CT值是否準(zhǔn)確。一般在模體內(nèi)還有尼龍、聚乙烯、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃等材料的模塊。可以用來分別測定這些材料的CT值以確定該機(jī)器CT值的線性是否好。（三）CT值3.CT值線性（linearityofCT122組織CT值（HU）組織CT值（HU）密質(zhì)骨松質(zhì)骨鈣化血液血漿滲出液漏出液腦積液水>25030～23080～30050～9025～30>15<183～80肝臟脾臟腎臟胰腺甲狀腺脂肪肌肉腦白質(zhì)腦灰質(zhì)45～7535～5520～4025～5535～50-50～10035～5028～3232～40若把人體組織的CT值界限劃分為2000個單位，水的CT值為0HU，空氣和密質(zhì)骨的CT值分別為-1000HU和+1000HU。已知人體各組織的衰減系數(shù)，即可得到各組織的CT值，如表所示。從表中可以看出，組織密度越大，CT值越高。在分析CT圖像時，用測量CT值的方法，可以大體估計組織器官的結(jié)構(gòu)情況，如出血、鈣化、脂肪或液體等。人體常見組織CT值（三）CT值組織CT值（HU）組織CT值（HU）密質(zhì)骨>250肝臟4123（四）噪聲圖像的噪聲也是評價圖像質(zhì)量的參量之一。在CT成像過程中，有許多數(shù)值變換和處理過程會形成圖像的噪聲，影響圖像質(zhì)量。這些噪聲主要有X線量子噪聲、電氣元件及測量系統(tǒng)形成的噪聲以及重建算法等造成的噪聲等。1．噪聲概念：在CT成像系統(tǒng)中，如果掃描一個均勻材料的物體，在一個特定區(qū)域中觀察其CT值，就會發(fā)現(xiàn)這一特定區(qū)域內(nèi)的CT值并不是一個固定值，而是圍繞著某一平均值上下做隨機(jī)分布，這種隨機(jī)分布就是由成像系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲所致。（四）噪聲圖像的噪聲也是評價圖像質(zhì)量的參量之一。在CT成像過124（四）噪聲2．圖像噪聲與分辨率：在CT圖像重建中，使用各種不同類型的卷積濾波器和圖像重建算法，產(chǎn)生不同的圖像質(zhì)量交換補(bǔ)償。例如當(dāng)卷積濾波選擇平滑濾波器時，使空間分辨率降低，噪聲也同樣降低，但改善了圖像對比度、分辨率；因此，可利用這種濾波器對軟組織中面積較大的低對比度區(qū)域進(jìn)行圖像處理。當(dāng)選擇一種邊緣增強(qiáng)濾波器時能使被照興趣區(qū)域的細(xì)節(jié)清晰，改善了空間分辨率，但由于它對被測信號進(jìn)行了微分作用，因此使噪聲信號增強(qiáng)，降低了對比度分辨率，這種濾波器可使骨質(zhì)結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)清晰顯示。（四）噪聲2．圖像噪聲與分辨率：在CT圖像重建中，使用各種不125（四）噪聲3．圖像噪聲與X線劑量：CT的噪聲，主要來源于投照的X線光子密度在時間和空間的隨機(jī)變化，一般稱這種噪聲為量子噪聲。此外，還有電子測量系統(tǒng)工作狀態(tài)的隨機(jī)變化而產(chǎn)生的熱噪聲，以及重建算法等所造成的噪聲。這些噪聲隨機(jī)不均勻分布在圖像上的反應(yīng)或表現(xiàn)，統(tǒng)稱為圖像噪聲。噪聲的存在使得勻質(zhì)物體的CT圖像上各像素點的CT值不相同，由CT值的統(tǒng)計漲落表現(xiàn)出來。增大X線的劑量可以降低X線量子噪聲干擾，減少X線管及電子電路元件產(chǎn)生固有噪聲的影響。（四）噪聲3．圖像噪聲與X線劑量：CT的噪聲，主要來源于投照126二、影響圖像質(zhì)量的因素（一）成像系統(tǒng)測量誤差（二）成像參數(shù)的選擇二、影響圖像質(zhì)量的因素（一）成像系統(tǒng)測量誤差127（一）成像系統(tǒng)測量誤差成像系統(tǒng)測量誤差是指成像系統(tǒng)檢測系統(tǒng)中，由于個別檢測元件損壞或性能下降產(chǎn)生的噪聲所起的，或由于測量過程中有失誤也可以造成成像系統(tǒng)中測量誤差。成像系統(tǒng)測量誤差大部分可以從CT圖像中觀察到，如果在20萬個測量值中丟失一個測量值，會產(chǎn)生圖像某部分的不連續(xù)顯像。再例如丟失一個方向投影測量值，產(chǎn)生圖像中明顯的一道痕跡。這兩種現(xiàn)象都是由檢測元件損壞所引起的圖像質(zhì)量變差。從經(jīng)驗來看，丟失一個測量值比丟失一個方向投影的測量值的影響還要大。（一）成像系統(tǒng)測量誤差成像系統(tǒng)測量誤差是指成像系統(tǒng)檢測系統(tǒng)中128（二）成像參數(shù)的選擇CT成像參數(shù)影響圖像的噪聲、空間分辨率和密度分辨率。成像參數(shù)包括掃描參數(shù)和重建參數(shù)。掃描參數(shù)有：kV、mAs、掃描層厚、螺距等。重建參數(shù)：重建層厚、重建增量、重建算法、重建視野和重建矩陣等。（二）成像參數(shù)的選擇CT成像參數(shù)影響圖像的噪聲、空間分辨率和129三、偽影（一）物理原因（二）受檢者原因（三）CT性能原因（四）成像系統(tǒng)原因（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因三、偽影（一）物理原因130（一）物理原因主要由X線質(zhì)所引起，如量子噪聲、散射線、X線硬化效應(yīng)等。一般CT成像系統(tǒng)都有X線硬化校正，限制X線譜線的寬度，但當(dāng)物體成分之間對X線衰減能力相差很大時，超出硬化校正的范圍，即會產(chǎn)生圖像質(zhì)量降低。臨床中可以選用雙能量法（能譜CT）來克服這種現(xiàn)象發(fā)生。（一）物理原因主要由X線質(zhì)所引起，如量子噪聲、散射線、X線硬131（二）受檢者原因

1.移動條紋偽影：在掃描過程中,掃描部位的隨意和不隨意的運動,使得射線顯示從一次檢測到另一次檢測的某種突然的不一致性的結(jié)果,都要產(chǎn)生粗細(xì)不等的、黑白相間的條狀偽影。如受檢者點頭運動、側(cè)向運動、屏不住氣、吞咽動作、心臟跳動、腸蠕動等，均可產(chǎn)生局部的移動條紋偽影。2.條狀或輻射狀偽影：在掃描層面內(nèi)遇有被照體內(nèi)外有高密度物質(zhì)時，如胃腸道內(nèi)有殘留的鋇劑、碘油、術(shù)后金屬銀夾、假牙或牙內(nèi)填充物、引流管，以及顱骨內(nèi)巖骨嵴、枕骨粗隆、前顱窩雞冠等，體外的發(fā)夾、金屬飾物、密度高的膏藥等，均可產(chǎn)生條狀或輻射狀偽影。（二）受檢者原因1.移動條紋偽影：在掃描過程中,掃描部位的132（三）CT性能原因1.環(huán)狀偽影2.條狀偽影3.指紋狀偽影4.交疊混淆偽影5.杯狀偽影6.角度偽影7.模糊偽影（三）CT性能原因1.環(huán)狀偽影133（四）成像系統(tǒng)原因成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)掃描及數(shù)據(jù)處理參數(shù)選擇不當(dāng)和圖像重建算法不完善、掃描系統(tǒng)不穩(wěn)定、采集數(shù)據(jù)重復(fù)性不好、X線發(fā)生系統(tǒng)管電壓波動及測量電子電路的溫度漂移、或CT圖像顯示及照相中的非線性成像等因素，都會不同程度地影響到CT圖像，產(chǎn)生不同的偽影。（四）成像系統(tǒng)原因成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)掃描及數(shù)據(jù)處理參數(shù)選擇不當(dāng)和134（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因1.部分容積效應(yīng)主要有兩種現(xiàn)象：部分容積均化和部分容積偽影。CT成像時CT值的形成和計算，是根據(jù)被成像組織體素的線性衰減系數(shù)計算的，如果某一體素內(nèi)只包含一種物質(zhì)，CT值只對該單一物質(zhì)進(jìn)行計算。但是，如果一個體素內(nèi)包含有三個相近組織，如血液(CT值為40)、灰質(zhì)(CT值為43)、和白質(zhì)(CT值為46)，那么該體素CT值的計算是將這三種組織的CT值平均，最后上述測量的CT值被計算為43。CT中的這種現(xiàn)象被稱為“部分容積均化”。部分容積現(xiàn)象由于被成像部位組織構(gòu)成的不同可產(chǎn)生部分容積偽影，如射線束只通過一種組織，得到的CT值就是該物質(zhì)真實的CT值；射線束如同時通過衰減差較大的骨骼和軟組織，CT值就要根據(jù)這兩種物質(zhì)平均計算，由于該兩種組織的衰減差別過大，導(dǎo)致CT圖像重建時計算產(chǎn)生誤差，部分投影于掃描平面并產(chǎn)生偽影被稱為部分容積偽影。（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因1.部分容積效應(yīng)135（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因136（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因2.周圍間隙現(xiàn)象:是掃描線束在兩種結(jié)構(gòu)的鄰接處相互重疊所造成的。在同一掃描層面上，與該層面垂直的兩種相鄰且密度不同的結(jié)構(gòu)，其邊緣分辨不清，CT值也不準(zhǔn)確，密度高者其邊緣的CT值低于本身CT值，密度低者其邊緣的CT值高于本身CT值。一般認(rèn)為，周圍間隙現(xiàn)象是部分容積效應(yīng)的一種特殊現(xiàn)象，減少它的辦法同減少部分容積效應(yīng)的方法一樣，主要是采用薄層掃描。（五）部分容積效應(yīng)與周圍間隙現(xiàn)象原因2.周圍間隙現(xiàn)象:是掃描137醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備課件醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)CT成像設(shè)備前言

1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證明：某種物理參量的二維分布函數(shù)由該函數(shù)在其定義域內(nèi)的所有線積分完全確定。該研究結(jié)果的意義在于：確定一個物理參量，尋找該物理參量的線積分，獲得所有方向的線積分，就能夠求得該二維分布函數(shù)。X線計算機(jī)體層成像設(shè)備就成為了實現(xiàn)這一理論的先行者，并為醫(yī)學(xué)影像的發(fā)展帶來了一場革命性變革。前言

1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證140第一節(jié)概述第一節(jié)概述目錄

一、發(fā)展簡史（一）CT的誕生（二）CT發(fā)展歷程回顧二、發(fā)展趨勢（一）硬件發(fā)展趨勢（二）軟件發(fā)展趨勢目錄

一、發(fā)展簡史142第一節(jié)概述CT的概念：計算機(jī)斷層掃描（computedtomography或computerizedtomography）簡稱CT。CT是指利用計算機(jī)來獲取人體某一層組織結(jié)構(gòu)的X線影像。CT攝取的是人體橫向?qū)用娼M織結(jié)構(gòu)的影像，是人體上下重疊組織結(jié)構(gòu)中我們所感興趣的那一層組織的影像。第一節(jié)概述CT的概念：143第一節(jié)概述（一）CT的誕生

1.1917年，丹麥數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（J.Radon）從數(shù)學(xué)上證明：某種物理參量的二維分布函數(shù)由該函數(shù)在其定義域內(nèi)的所有線積分完全確定。2.1938年，漢堡C.H.F.Mubler的弗蘭克（GabrialFrank）首次在一項專利中描述圖像重建法在X線診斷中的應(yīng)用。3.1956年，布雷斯韋爾（Bracewell）第一次將一系列由不同方向測得的太陽微波發(fā)射數(shù)據(jù)運用圖像重建的方法，繪制了太陽微波發(fā)射圖像。第一節(jié)概述（一）CT的誕生144第一節(jié)概述4.

1961年，奧頓道夫（WilliamH.Oldendorf）采用聚焦成一束的131I放射源完成了著名的旋轉(zhuǎn)位移試驗，向人們揭示了獲取投影數(shù)據(jù)的基本原理與方法。5.

1963年，美國的科馬克（AllanM.ormack）以人體組織對X線的線性吸收系數(shù)為物理參量，用X線投影作為人體組織對X線線性吸收系數(shù)的線積分，研究出了重建圖像的數(shù)學(xué)方法。第一節(jié)概述4.1961年，奧頓道夫（Willi145第一節(jié)概述G.N.HounsfieldAllanM.Cormack第一節(jié)概述G.N.HounsfieldAllanM.146第一節(jié)概述第一臺CT在EMI公司誕生，并與1971年9月第一臺CT設(shè)備安裝在英國的阿特金遜-莫利醫(yī)院。Hounsfield和JamieAmbrose共同完成了臨床試驗，驗證了X線影像與相應(yīng)位置人體解剖結(jié)構(gòu)的一致性。1972年11月，在北美放射學(xué)會（RSNA）年會上向全世界宣布了他的這一具有劃時代意義的重大發(fā)明。1979年Hounsfield和Cormack一起獲得諾貝爾生理學(xué)醫(yī)學(xué)獎。第一節(jié)概述第一臺CT在EMI公司誕生，并與1971年9月147第一節(jié)概述（二）CT發(fā)展歷程回顧第一代CT設(shè)備多屬于頭部專用機(jī)，采用平移（translation）+旋轉(zhuǎn)（rotation）掃描方式（T/R掃描方式）。第一代CT設(shè)備第一節(jié)概述（二）CT發(fā)展歷程回顧第一代CT設(shè)備148第一節(jié)概述第二代CT設(shè)備

采用T/R掃描方式，在第一代的基礎(chǔ)上，將其單一筆形X線束改為窄扇形線束，探測器數(shù)目也增加到3～30個。

第二代CT設(shè)備第一節(jié)概述第二代CT設(shè)備第二代CT149第一節(jié)概述第三代CT設(shè)備采用旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)掃描方式，即R/R掃描方式。使X線管和探測器作為整體只圍繞受檢者作旋轉(zhuǎn)運動來進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，X線束為30o～45o的扇形束。第三代CT設(shè)備第一節(jié)概述第三代CT設(shè)備第三代CT設(shè)備150第一節(jié)概述第四代CT設(shè)備采用靜止（stationarity）+旋轉(zhuǎn)掃描方式（S/R掃描方式）。它用600個探測器緊密地排成圓周。第四代CT設(shè)備第一節(jié)概述第四代CT設(shè)備第四代CT設(shè)備151第一節(jié)概述第五代CT設(shè)備采用靜止+靜止掃描方式，即S/S掃描方式，突出特點是X線管和X線探測器都是靜止的。第五代CT設(shè)備第一節(jié)概述第五代CT設(shè)備第五代C152第一節(jié)概述螺旋CT設(shè)備滑環(huán)技術(shù)（slip-ringtechnique）和高頻（highfrequency）X線發(fā)生裝置的應(yīng)用?；h(huán)技術(shù)結(jié)構(gòu)螺旋設(shè)備第一節(jié)概述螺旋CT設(shè)備滑環(huán)技術(shù)結(jié)構(gòu)153第一節(jié)概述各代CT的主要特征

第一代第二代第三代第四代第五代螺旋掃描方式探測器數(shù)X線束扇角（o）掃描時間（s）每次層數(shù)T/R1筆形_240～3001T/R3～30窄扇形3～2620～2101R/R256～720扇形21～453～101S/R45～7200廣角扇形48～1201～51S/S1500以上錐形30～450.03～0.12～8

R/R512以上扇形或錐形30～450.35～11～128第一節(jié)概述各代CT的主要特征

第一代第二代第三154第一節(jié)概述二、發(fā)展趨勢（一）硬件的發(fā)展1.加快掃描速度2.提高圖像質(zhì)量

影響CT圖像質(zhì)量的因素：

①X線源特性和探測器的性能

②掃描數(shù)目和速度

③圖像重建所用的算法

④數(shù)據(jù)表達(dá)與顯示方法第一節(jié)概述二、發(fā)展趨勢155第一節(jié)概述3.降低劑量

迭代重建技術(shù)（ASIR）心自動濾線器技術(shù)、ECG自動毫安技術(shù)、三維立體自動毫安技術(shù)、電子采集器技術(shù)及4D實時劑量調(diào)節(jié)方法等技術(shù)應(yīng)用。4.縮小體積5.簡化操作6.提高工作效率第一節(jié)概述3.降低劑量156第一節(jié)概述（二）軟件發(fā)展趨勢1.血管成像

門控技術(shù)的應(yīng)用是CT臨床技術(shù)的質(zhì)的飛躍2.三維圖像重建3.CT引導(dǎo)下的介入治療4.仿真內(nèi)鏡5.放療計劃第一節(jié)概述（二）軟件發(fā)展趨勢157第二節(jié)成像系統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)第二節(jié)成像系統(tǒng)醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)目錄

一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置二、計算機(jī)和圖像重建系統(tǒng)

目錄

一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置159第二節(jié)成像系統(tǒng)CT設(shè)備主要三部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、圖像重建部分和圖像顯示與保存部分1.數(shù)據(jù)采集部分：X線發(fā)生裝置與X線管、探測器及A/D轉(zhuǎn)換器與接口電路、設(shè)備架等；2.圖像重建部分：圖像重建單元、數(shù)據(jù)存儲裝置等；3.圖像顯示與保存部分：圖像顯示器、多幅相機(jī)、圖像存儲裝置（硬盤、刻錄光盤）、中央系統(tǒng)控制器、檢查床。第二節(jié)成像系統(tǒng)CT設(shè)備主要三部分組成：數(shù)據(jù)采集部分、圖像160第二節(jié)成像系統(tǒng)一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置（一）X線發(fā)生裝置1.高壓發(fā)生器

傳統(tǒng)CT：高壓發(fā)生器獨立于掃描架以外。

發(fā)生器與X線管之間的電信號聯(lián)系由高壓電纜完成。

滑環(huán)技術(shù)螺旋CT機(jī)：采用高頻逆變高壓發(fā)生器，安裝在設(shè)備架內(nèi)。輸出波形平穩(wěn)，體積小，重量輕。第二節(jié)成像系統(tǒng)一、投影數(shù)據(jù)獲取裝置161第二節(jié)成像系統(tǒng)

高壓發(fā)生器的功率：

高檔CT機(jī)50～100KW；

中檔CT機(jī)35～45KW機(jī)；

低檔CT機(jī)20～30KW。CT機(jī)的管電壓一般在80～140KV可調(diào)。第二節(jié)成像系統(tǒng)高壓發(fā)生器的功率：162第二節(jié)成像系統(tǒng)2.CTX線管CTX線管也有固定陽極X線管和旋轉(zhuǎn)陽極X線管兩種。

固定陽極管的長軸與探測器平行；

旋轉(zhuǎn)陽極X線管的長軸則與探測器垂直。

第二節(jié)成像系統(tǒng)2.CTX線管163第二節(jié)成像系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)陽極X線管發(fā)射方式分連續(xù)發(fā)射和脈沖發(fā)射兩種，多采用脈沖發(fā)射。脈沖發(fā)射的優(yōu)點：（1）可以使投影數(shù)與被測物體的要求相匹配，并可以通過控制射線脈沖持續(xù)時間來調(diào)節(jié)對清晰度產(chǎn)生不良影響的測量路徑；（2）可以在脈沖間歇時間內(nèi)自動地進(jìn)行每個測量通道的零點校準(zhǔn)，因此可以避免由于測量電子原件工作點的飄移造成的信號誤差；第二節(jié)成像系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)陽極X線管發(fā)射方式分連續(xù)發(fā)射和脈沖發(fā)射164第二節(jié)成像系統(tǒng)（3）其它條件相同的情況下，信號強(qiáng)度高，與連續(xù)工作方式相比，有較好的信噪比，特別是在物體直徑大時能獲得噪聲小的圖像；（4）可以利用適當(dāng)?shù)陌l(fā)生器來切換從一個脈沖到另一個脈沖的X線管電壓，這樣可以在測量系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)一周時繪制出兩幅不同能量的圖像，有效的應(yīng)用雙譜線法攝制出幾何學(xué)上完全相同的雙譜線圖像；（5）可以減少球管產(chǎn)熱量和降低受檢者的照射量。第二節(jié)成像系統(tǒng)（3）其它條件相同的情況下，信號強(qiáng)度高，與165第二節(jié)成像系統(tǒng)CT旋轉(zhuǎn)陽極X線管特點：

功率大，熱容量高。

冷卻方式：

采用油循環(huán)加風(fēng)冷卻的雙重冷卻方式。

第二節(jié)成像系統(tǒng)CT旋轉(zhuǎn)陽極X線管特點：166第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管球焦點：1mm2

高速旋轉(zhuǎn)陽極管焦點小，約為0.6mm2。

轉(zhuǎn)速約為3600轉(zhuǎn)/min，或10000轉(zhuǎn)/min左右。CT用X線管的熱容量可高達(dá)8MHU,而名為Straton的電子束控金屬X線管更號稱是0MHU的X線管，這種X線管散熱率高達(dá)4.7MHU/min第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管球焦點：1mm2167第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管及冷卻外形電子束控金屬球管第二節(jié)成像系統(tǒng)CT管及冷卻外形電子束控金屬球管168第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）準(zhǔn)直器（collimator）與濾過器（filter）1.X線準(zhǔn)直器

X線準(zhǔn)直器的作用有三點：

（1）限定成像的空間范圍（限定斷層層厚）

（2）降低受檢者的表面輻射劑量（3）減少進(jìn)入探測器的散射線第二節(jié)成像系統(tǒng)（二）準(zhǔn)直器（collimator）與濾過169第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的準(zhǔn)直器CT準(zhǔn)直器控制示意圖第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的準(zhǔn)直器CT準(zhǔn)直器控制示意圖170第二節(jié)成像系統(tǒng)2.X線濾過器

X線濾過器的作用是：（1）吸收低能X線（軟射線）；（2）使X線束通過濾過器和均勻圓形成像物體（水模，waterphantom）后，變成能量分布均勻的硬射線束。

濾過器形狀設(shè)計為楔形或“BOWTIE”形。第二節(jié)成像系統(tǒng)2.X線濾過器171第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的濾過器（1）（2）第二節(jié)成像系統(tǒng)CT的濾過器（1）（2）172第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）探測器

探測器類型有兩種：一種是氣體探測器；另一種是熒光固體探測器。熒光固體探測器又分為兩種：閃爍探測器稀土陶瓷探測器稀土陶瓷探測器X線吸收利用率可達(dá)99%。

第二節(jié)成像系統(tǒng)（三）探測器173第二節(jié)成像系統(tǒng)1.探測器的特性（1）檢測效率（efficiency）：是指探測器從X線束吸收能量的百分?jǐn)?shù)。影響探測器檢測效率的因素有兩個：幾何效率和吸收效率1）幾何效率（geometricalefficiency）：是由每個探測器的孔徑和相關(guān)的每個探測器所占總空間的比來決定的。第二節(jié)成像系統(tǒng)1.探測器的特性174第二節(jié)成像系統(tǒng)2）吸收效率(absorptionefficiency)：是指X線輻射進(jìn)入探測器而被吸收的百分率。3）總檢測效率η：是幾何效率和吸收效率的乘積。決定探測器檢測效率的諸因素第二節(jié)成像系統(tǒng)2）吸收效率(absorptioneff175第二節(jié)成像系統(tǒng)（2）穩(wěn)定性（stabilization）：是指探測器的重復(fù)性和還原性。（3）響應(yīng)時間（responsetime）：是指探測器接受、記錄和輸出一個信號所需的時間。（4）準(zhǔn)確性（accurat