第三章 X射線計(jì)算機(jī)體層成像

第三章

X線CT技術(shù)CT(ComputedTomography)計(jì)算機(jī)斷層攝影1

自1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X射線之日起，人們就很快地意識到了X射線在醫(yī)學(xué)成像中的應(yīng)用前景。在這之后的幾十年中，X射線攝影技術(shù)有了不小的發(fā)展，包括使用旋轉(zhuǎn)陽極X射線管、影像增強(qiáng)管及采用運(yùn)動斷層攝影、數(shù)字化X射線成像技術(shù)等。2如何克服在投影X射線成像中出現(xiàn)的影像重疊問題，一直是醫(yī)學(xué)界迫切希望解決的問題。這個(gè)問題的數(shù)學(xué)描述應(yīng)該是：如何根據(jù)接收到的投影數(shù)據(jù)計(jì)算出人體內(nèi)的斷層圖像(而不是結(jié)構(gòu)重疊的圖像)。X射線計(jì)算機(jī)斷層成像(X—CT)成功地解決了這一問題。

34要點(diǎn)

一、X線-CT的歷史

二、X線-CT成像原理

三、X線-CT的掃描方式

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

五、X線-CT的組成

六、螺旋X線-CT介紹

七、多層螺旋X線-CT介紹5

X-Rays的發(fā)現(xiàn)...107年前,

WilhelmConradRoentgen,

德國科學(xué)家,發(fā)現(xiàn)了x-rays...

一、X線-CT的歷史

6看到人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)...

但解剖結(jié)構(gòu)是重疊的。

而且軟組織是不能區(qū)分的。人們破天荒頭一次能無損傷看到人體內(nèi)部的解剖結(jié)構(gòu)！

一、X線-CT的歷史

7在

1972,兩位科學(xué)家

-

Hounsfield

andAmbrose-推出第一幅臨床CT圖像

...

CT消除了這些障礙...

一、X線-CT的歷史

8

一、X線-CT的歷史

CT的歷史1917年奧地利數(shù)學(xué)家雷當(dāng)（Radon）：根據(jù)面投影到線并重建圖像的計(jì)算公式。1963年美國物理學(xué)家柯馬克（A.M.Cormack）：在“應(yīng)用物理雜志”（JournalofAppliedPhysics）上發(fā)表了二篇題為“用線積分表示一函數(shù)的方法及其在放射學(xué)上的應(yīng)用”的系列文章。1967年至1970年間英國EMI公司的工程師豪斯菲爾德（G.N.Hounsfield）研制成功世界上第一臺用于醫(yī)學(xué)臨床的X線CT掃描機(jī)，于1971年9月被安裝在倫敦的Atkinson-Morley’s醫(yī)院。1972年利用這臺X線CT首次為一名婦女診斷出腦部的囊腫，并取得了世界上第一張CT照片。1974年美國George-town大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的Ledly研制成第一臺全身CT掃描機(jī)。為此Hounsfield和Cormack共同獲得了1979年的諾貝爾生理和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

9CT會是什么樣?1011

但耗時(shí)太長(10分

/幅)。

且分辨率尚需提高。所以我們能看到斷層解剖結(jié)構(gòu)

&且?guī)в胁煌芏热梭w被“切成”一層、一層...

一、X線-CT的歷史

12CT影像質(zhì)量的進(jìn)步...SIRETOM

(1974)SOMATOMPlus4UFC(1996)133DFace(threshold:-400HU)3DHead(threshold:150HU)3D圖像的合成14CT成像特點(diǎn)1具有較高的X射線檢測能力。2能顯示人體某一斷層平面上的器官或組織的解剖結(jié)構(gòu)。3能分辨人體內(nèi)器官或組織密度微小的變化。15

二、X線-CT成像原理

CT如何工作?重建

&后處理數(shù)據(jù)

獲取X-ray發(fā)生161718CT掃描形成

-“slice(體層)”

進(jìn)行掃描時(shí)，通過受檢體的X射線束是一個(gè)薄層，即體層(slice)，層厚與束高相對應(yīng)，決定了體素的高度。國標(biāo)對層厚的定義：在掃描野的中心處，X射線掃描層的有效高度。層厚和在體層厚度內(nèi)沿軸向的X射線能量分布情況將影像圖像的質(zhì)量。

二、X線-CT成像原理

19把體層分成很小的體積單位稱“voxels(體素)”通常體素長和寬都為1mm,與體積相對應(yīng)；體素的大小在CT圖像上的表現(xiàn)即為

“pixels(像素)”。CT影像形成

–“Voxel(體素)”

二、X線-CT成像原理

20重建CT圖像都要通過掃描來采集足夠的投影數(shù)據(jù)，掃描是采集重建圖像數(shù)據(jù)而使用的物理技術(shù)。在X-CT重建圖像過程中，首先要進(jìn)行的就是對受檢體的掃描。所謂掃描，是用近于單能窄束的X射線束以不同的方式、按一定的順序、沿不同的方向?qū)澐趾皿w素的受檢體體（斷）層進(jìn)行投照，并用高靈敏度的探測器接受透射各體素后的出射X線束的強(qiáng)度I。掃描21掃描掃描的方式有平移掃描、旋轉(zhuǎn)掃描、平移加旋轉(zhuǎn)掃描等。掃描方式的選擇著眼于加快重建圖像的速度，同時(shí)，掃描方式的采用也與算法互相制約。22投影(Projection)投照受檢體后出射X射線束的強(qiáng)度I稱為投影，投影的數(shù)值稱為投影值；投影值的空間分布，稱為投影函數(shù)。獲取的投影就是運(yùn)用掃描技術(shù)而采集到的數(shù)據(jù)。23Example:ProjectionSinogramIdealImageProjectionProjection24近似單能窄束的X射線束近似單能X射線束的獲?。豪脴?biāo)識X射線的波長與X射線管電壓無關(guān)，以及標(biāo)識輻射的強(qiáng)度較其波長附近的連續(xù)譜的強(qiáng)度大得多的性質(zhì)，產(chǎn)生X射線，使發(fā)射出的X射線束中主要是標(biāo)識輻射的X射線。這樣的線束再經(jīng)過濾就可獲得近似于單能的線束。CT機(jī)中常用的管電壓約為110～140kv，用4~5mm厚的鋁板作附加過濾物。25近似單能窄束的X射線束－cont.窄束X射線的獲?。悍椒ㄊ桥錅?zhǔn)直器。準(zhǔn)直器可理解為允許X射線通過的細(xì)長狹窄通道，通過準(zhǔn)直器后的X射線稱為窄束X射線。26根據(jù)X射線通過介質(zhì)時(shí)衰減的物理規(guī)律，通過對受檢體掃描，測出足夠多的投影值，運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)方法求解成像剖面上衰減系數(shù)的分布，從而得到CT圖像。。單能窄束X射線強(qiáng)度透射均勻介質(zhì)時(shí)強(qiáng)度衰減的規(guī)律符合朗勃-比爾（Lambert-Beer）定律：

二、X線-CT成像原理

27數(shù)字矩陣以相應(yīng)灰階轉(zhuǎn)換成黑白影像。CT影像形成

-A/D/A*

二、X線-CT成像原理

28I為穿過某一物質(zhì)后的X射線強(qiáng)度；I0為射入該物質(zhì)之前的X射線強(qiáng)度；μ為該物質(zhì)的吸收系數(shù)（不同物質(zhì)的μ值不同，由物質(zhì)的物理特性決定）；X為該物質(zhì)的厚度；

II0

XCT影像的像素值由什么來決定？由該像素對X射線的衰減系數(shù)μ來決定

二、X線-CT成像原理

29測試到衰減后的X線值,轉(zhuǎn)換成CT值并傳送到計(jì)算機(jī)。CT影像形成

-“Matrix(矩陣)”

353639343331343335323180859078

二、X線-CT成像原理

30

N1N2N3

Nn

μ1

μ2

μ3

μn

ΔxΔxΔxμm

ΔxI0

In

Im-1

Im

ΔxCT影像的像素值如何計(jì)算出來？(1)

二、X線-CT成像原理

31通過射線方向上的投影值，來計(jì)算各像素的衰減系數(shù)值。CT影像的像素如何計(jì)算出來？(2)？？？？3746253154

直接矩陣求解法

逐次近似法(迭代法)

總和法(反投影法)

卷積反投影法

二、X線-CT成像原理

32反投影法(總和法)

backprojection

二、X線-CT成像原理

反投影法又稱總和法(累加法)，此法是利用投影數(shù)值法近似的復(fù)制出μ的二維分布。定性地說明反投影法的原理就是：沿投影路徑的反方向，把所得投影的數(shù)值反投回投影路徑上的各體素中去，求出各體素的μ值而實(shí)現(xiàn)圖像重建的方法。33反投影重建原理3422222222224222222222222262222222222222222222822222222222222222222222反投影法會產(chǎn)生暈狀效應(yīng)

二、X線-CT成像原理

35濾波反投影法（卷積反投影法）

（filteredbackprojection）反投影重建法的缺點(diǎn)是產(chǎn)生的圖像的邊緣失銳偽影。為了消除反投影法重建圖像中的邊緣失銳，在實(shí)際中采用是濾波反投影法，或卷積反投影法。此方法是把獲得的投影函數(shù)做卷積處理，即人為設(shè)計(jì)一種濾波函數(shù)，用它對所得投影函數(shù)進(jìn)行改造，而后用這些經(jīng)改造過的投影函數(shù)進(jìn)行重建，以達(dá)到消除偽影的目的。

二、X線-CT成像原理

36濾波反投影重建3721.5-0.53-1剖面數(shù)據(jù)濾波函數(shù)濾波后，剖面數(shù)據(jù)nxnnyz濾波反投影法

二、X線-CT成像原理

濾波后的剖面數(shù)據(jù)由下列公式得出：

38333-1-1-1-1-1-16-2-222-2-2229-31111-3111200000000濾波反投影法消除了暈狀偽影CT中最常用的成像計(jì)算方法就是：濾波反投影法

二、X線-CT成像原理

39CT值與灰度顯示（1）CT機(jī)中的X射線強(qiáng)度測量是相對測量，也就是測得的是μ值的相對值，或者說是μ值的對比度。CT值是把μ值對比度加以標(biāo)準(zhǔn)化而引入的量。

二、X線-CT成像原理

40國標(biāo)對CT值的定義為：CT影像中每個(gè)像素所對應(yīng)的物質(zhì)X射線線性平均衰減量大小的表示。實(shí)際中，均以水的衰減系數(shù)μ水作為標(biāo)準(zhǔn)，若某種物質(zhì)的衰減系數(shù)為μ，則與其對應(yīng)的CT值由下式給出.41

CT值與灰度顯示（2）

CT值的單位為“Hu(Hounsfieldunit)或H”，規(guī)定μ水為能量為73keV的X射線在水中的線性衰減系數(shù),μ水=19m-1。定義式中的k稱為分度因數(shù)，實(shí)際中取k=1000。按此定義，水的CT值為0；空氣的CT值為－1000；致密骨的CT值約為1000。

二、X線-CT成像原理

42

三、X線-CT的掃描方式

第一代CT運(yùn)動方式：平移+旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：直線筆形掃描束單一探測器一次平移獲得240個(gè)數(shù)據(jù)每次旋轉(zhuǎn)1度共重復(fù)180次檢測一個(gè)層面4-5min射線利用率低，掃描速度慢，只適用于無運(yùn)動器官的掃描43

三、X線-CT的掃描方式

第二代CT運(yùn)動方式：平移+旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：直線多路筆形掃描束探測器6-30個(gè)張角3-30度檢測一個(gè)層面10-120S一次掃描可獲得多個(gè)掃描數(shù)據(jù)，采樣速度加快，可增大平移掃描的步長，增大旋轉(zhuǎn)的角度，使重建速度加快。檢測器排列成直線，對于X射線管發(fā)出的扇形束來說，中心射束和邊緣射束的測量值不等，需校正，否則會產(chǎn)生偽影。44

三、X線-CT的掃描方式

第三代CT運(yùn)動方式：旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：扇形掃描束環(huán)形陣列探測器250-700個(gè)張角30～45度無需直線平移檢測一個(gè)層面1S左右射線利用率提高可靠性提高第三代CT是目前臨床上廣泛應(yīng)用的掃描方式需要對檢測器靈敏度差異進(jìn)行校正，否則由于同步旋轉(zhuǎn)掃描運(yùn)動會產(chǎn)生環(huán)形偽影45

三、X線-CT的掃描方式

第四代CT運(yùn)動方式：靜止+旋轉(zhuǎn)特點(diǎn)：扇形掃描束環(huán)形整圈探測器探測器共600-1500個(gè)球管每次旋轉(zhuǎn)360度檢測一個(gè)層面1S左右每個(gè)檢測器相繼完成多個(gè)方向上投影的檢測，即一個(gè)檢測器上獲得多個(gè)方向上的投影數(shù)據(jù)，能較好地克服旋轉(zhuǎn)－旋轉(zhuǎn)掃描方式中由于檢測器差異帶來的偽影。46

三、X線-CT的掃描方式

以上四類一般稱為傳統(tǒng)掃描方式，X射線管由電纜供電，限制了X射線管的工作，不能進(jìn)行連續(xù)的掃描。大大延緩了完成全部掃描的工作時(shí)間。47

三、X線-CT的掃描方式

第五代CT－實(shí)現(xiàn)對動態(tài)器官的掃描采用電子控制的非機(jī)械式同步掃描動態(tài)空間重現(xiàn)機(jī)DSR特點(diǎn)：28個(gè)球管排成半圓形160度相對的有28個(gè)視頻成像系統(tǒng)熒光屏+電視攝像系統(tǒng)使用電掃描方式控制球管依次曝光每10毫秒可采集14幅圖像1S內(nèi)重復(fù)60次，可達(dá)840幅圖像DynamicSpatialReconstructor

48

三、X線-CT的掃描方式

第五代CT超高速CT掃描機(jī)(電子速CT)UFCT:UltrafastCTScannerEBIS:ElectronicBeamImagingSystem494個(gè)緊挨的環(huán)狀鎢靶，半徑90CM，圍成210度兩排環(huán)形探測器陣列，半徑67.5CM，圍成210度第一個(gè)環(huán)864個(gè)探測器，第二個(gè)環(huán)432個(gè)探測器特點(diǎn)：電子束掃描示意圖50

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

CT值(Hounsfield值)Water水Mamma乳腺Air空氣Bone骨Spleen脾Fat脂肪Pancreas胰腺Lung肺Kidneys腎AdrenalGland腎上腺Blood血Heart心臟Liver肝臟Intestine腸Tumor瘤Bladder膀胱100060400-100-200-900-1000以上是相關(guān)組織的CT值，單位為

Hounsfieldunit(HU)從公式得知:水的CT值為0空氣為–1000其他組織的值是根據(jù)水的相對值計(jì)算出來的。51

CT圖像是灰度圖像，所以

，單位為HU。

若圖像的寬度X，圖像的高度Y，X×Y即為像素總和。

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

CT圖像的像素表示—像素和像素值

數(shù)字圖像是用點(diǎn)陣來表示的，點(diǎn)稱為像素，點(diǎn)的亮度(灰度圖像)或顏色(彩色圖像)用像素值來表示：

灰度圖像的像素表示彩色圖像的像素表示，RGB三元色52CT值的定義范圍從

-1000到

+1000,但人眼僅能分辨30-40級灰階。

所以，窗口必須根據(jù)

相關(guān)顯象組織

來設(shè)置。LungWindow肺窗MediastinumWindow(縱隔窗/軟組織窗)窗口技術(shù)—窗位和窗寬

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

53Windowwidth窗寬

(W):選擇窗位的灰階范圍。Windowcenter窗位

(C):整個(gè)CT值范圍內(nèi)某一所選定的位置，

確定的圖像顯示則以該CT值為中心。

Hounsfield

unit+1000-10000WindowwidthW－窗寬WindowcenterC－窗位灰階顯示W(wǎng)hiteBlackCT窗口技術(shù)

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

54NarrowWindowWidth窄窗寬BroadWindowWidth寬窗寬窄

窗寬:

適用于軟組織部位,如腦和腹部。但窗寬以外的結(jié)構(gòu)就不能正確的被反映出來。

寬

窗寬:

適用于對比度較大的部位，如肺和骨骼。密度差別較小的組織不易顯示。

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

55Hounsfield

unit+1000-10000Window1窗位GrayscaledisplayWhiteBlackCTWindowingWindow2雙窗技術(shù)把兩種CT值相差較大的組織在同一窗口中顯示,例如肺和縱隔(軟組織)。

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

56雙窗技術(shù)*一幅圖像上同時(shí)觀測肺和縱隔。*雙窗不推薦用于診斷。

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

57LungWindow肺窗Mediastinum

Window縱隔窗DoubleWindow雙窗Image2:僅觀察肺Image1:同時(shí)觀察肺、胸腔和縱隔。Image3:僅觀察縱隔和胸腔

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

58

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

分辨率

顯示分辨率：包括顯示器分辯率和膠片分辨率

對比度/密度分辨率(contrast/DensityResolution)

空間分辨率(SpatialResolution)59

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

對比度表示不同物質(zhì)密度差異、或?qū)射線透射度微小差異的量。表現(xiàn)在圖像上，是灰度間黑白程度的對比。相對對比度60

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

對比度/密度分辨率CT像表現(xiàn)不同物質(zhì)的密度差異的能力，常用能分辨的最小對比的數(shù)值表示。典型CT對比度分辨率為0.1%~1%影響因素：X射線能量噪聲窗寬窗位的選擇CT機(jī)檢測對比度分辨力的方法：給低密度體膜做CT，然后對其CT像做主觀的視覺評價(jià)61

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

線度與對比度：

高對比度下，即物體與周圍環(huán)境的線形衰減系數(shù)差別較大時(shí)，物體線度不是很大時(shí)，就可能被識別和分辨出來。低對比度下，即物體與周圍環(huán)境的線形衰減系數(shù)差別較小時(shí)，物體線度需較大時(shí)，才可能被識別和分辨出來。62高對比度分辨力...在

HighContrast情況下區(qū)分相鄰最小物體的能力,(又稱“HighContrastResolution”)常用多少線對/厘米，即LP/CM來表示

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

高對比度：物體與周圍環(huán)境的X射線線形衰減系數(shù)差別的相對值大于10％63低對比度情況下分辨物體微小差別的能力(又稱“LowContrastResolution”)受影像清晰度

&

噪聲影響。低對比度分辨力...

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

低對比度：物體與周圍環(huán)境的X射線線形衰減系數(shù)差別的相對值小于1％64空間分辨率CT像分辨兩個(gè)距離很近的微小組織結(jié)構(gòu)的能力，是從空間分布上表征圖像分辨物體細(xì)節(jié)的能力。軸向分辨率：由層厚決定，傳統(tǒng)CT:3~15mm;

多層CT：0.6mm左右橫向分辨率：由束高、束寬（準(zhǔn)直器孔徑）決定，

0.5mm左右檢測空間分辨率的方法：用高密度模體做CT，然后對其CT像做主觀視覺評價(jià)65清晰度掃描時(shí)間重建算法球管焦點(diǎn)尺寸層厚采樣頻率清晰度(空間分辨率)...影像清晰度即物體周圍相關(guān)組織的銳利度，

它受以下一些因素的影響：66噪聲...在均勻物質(zhì)的影像中，表示給定區(qū)域的各CT值對其平均值變化的量。可用象素CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示：67噪聲...噪聲mAskV重建算法層厚像素大小操作方式顯示矩陣

“噪聲”受到達(dá)探測器并貢獻(xiàn)給圖像的x-ray線光子量影響，

它取決于：68

我們在質(zhì)量較差的電視機(jī)上可以看到重疊于圖像上、有規(guī)律分布、小顆粒的現(xiàn)象即為噪聲。CT圖像中噪聲的產(chǎn)生與射線的劑量，也就是到達(dá)探測器上光子數(shù)量的大小有關(guān)，射線劑量越大或光子數(shù)越多，噪聲越小。均勻物體的影像中各象素的CT值參差不齊，使圖像呈顆粒性，直接影響其密度分辨率，尤以低密度的可見度為甚，增加X線量可降低噪聲。噪聲：可影響圖像質(zhì)量！206mA60mA69在軟組織研究病例中,用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。越小的噪聲越容易識別微小密度差別的組織結(jié)構(gòu)。如在軟組織為主的肝臟部位，需要提高掃描劑量，以能分辨肝臟內(nèi)微小的病變；而在肺或內(nèi)耳的檢查中，可適當(dāng)降低掃描條件，因?yàn)檫@些部位本身具有較高的對比度，少量的噪聲不會影響診斷。

mAs(劑量)建議

...70管電壓-kV越高的電壓越多的射線頻譜轉(zhuǎn)移到

高能量水平，最終減少輻射衰減。

這在骨和造影劑中是顯而易見的。140kV80kV71邊緣增強(qiáng)(HighRes-快速重建)重建算法能產(chǎn)生好的邊緣銳利度(空間分辨率)，

同樣也會產(chǎn)生高的

噪聲水平，

而用平滑重建算法則產(chǎn)生低的噪聲水平，

但邊緣銳利度較差。作為常規(guī)診斷推薦用標(biāo)準(zhǔn)算法。重建算法723mmSlice10mmSlice層厚...對于軟組織來講厚的層厚能提供低噪聲、高密度分辨率的圖像。735mmSlice1mmSlice對于骨組織來講薄層厚能提供更好的空間分辨率。層厚...74層厚選擇層厚厚，意味:層厚薄，意味:

選擇適當(dāng)層厚是邊緣銳利度(空間分辨率)和噪聲的平衡，因?yàn)樗麄兿嗷ブ萍s。低噪聲

更好的密度分辨率

邊緣銳利度(空間分辨率)較差

部分容積效應(yīng)高噪聲密度分辨率差更好的邊緣銳利度(空間分辨率)無部分容積效應(yīng)75均勻性

描述在斷面不同位置上的同一種組織成像時(shí)，是否具有同一平均CT值的量。國標(biāo)定義：在掃描野中，勻質(zhì)體各局部在CT圖像上顯示出的CT值的一致性。76檢測方法：配置勻質(zhì)圓柱形試模（水模），模體圓柱軸線與掃描層面垂直，并處于掃描野的中心；采用頭部和體部掃描條件分別進(jìn)行掃描，獲取模體CT像。在圖像中心處取一大于100個(gè)象素點(diǎn)且小于圖像面積10％的區(qū)域，測出此區(qū)域的CT均值和噪聲，然后在圖像0、90、180、270方向距模體邊緣1cm處的四個(gè)位置上取面積同于前述規(guī)定的面積區(qū)域，分別測出四個(gè)區(qū)域的CT均值，其中與中心區(qū)域CT均值的最大差值表示圖像的均勻性。77

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

圖像偽影

-為什么會產(chǎn)生？偽影：由于設(shè)備或病人所造成的、

原來物體中并不存在的影像。

圖像偽影

運(yùn)動掃描系統(tǒng)誤差

部分容積效應(yīng)線束硬化

金屬誤操作...78圖像偽影

-什么樣？

圖像偽影

紋狀直線狀

條狀環(huán)狀79運(yùn)動偽影

&掃描時(shí)間運(yùn)動偽影嚴(yán)重適中短長掃描時(shí)間

(s)經(jīng)驗(yàn)得知:越短的掃描時(shí)間，發(fā)生運(yùn)動偽影的概率越小.80運(yùn)動偽影

&校正運(yùn)動偽影可以用運(yùn)動偽影重建算法

(MCA)進(jìn)行補(bǔ)償81金屬偽影金屬，

例如黃金，

幾乎完全吸收X線輻射，

應(yīng)此產(chǎn)生

“放射狀的陰影”，

從而在整個(gè)重建圖像上導(dǎo)致顯著的條狀偽影?？捎脙A斜機(jī)架角度避開或掃描前去除病人體外隨帶的金屬物質(zhì)，以及使掃描層面避開金屬性物體。82部分容積效應(yīng)5mm

條紋狀偽影，

也稱部分容積偽影，

經(jīng)常發(fā)生在多骨組織結(jié)構(gòu)。

這是因?yàn)楦咴有驍?shù)或吸收系數(shù)大的物體

(骨骼)僅僅部分在被斷層面里,resultinginhighcontrasterrors.123123835mm

2mm選擇薄的層厚能預(yù)防偽影的發(fā)生,因?yàn)楦邔Ρ榷冉M織結(jié)構(gòu)只有一小部分被包括；但同時(shí)卻增加了噪聲水平，等于損失了密度分辨率。部分容積效應(yīng)84VAR-容積偽影減少2x2mm結(jié)合幾個(gè)薄的層厚

(減少部分容積偽影)來形成厚的層厚(減少像素噪聲

并提供最佳密度分辨率)。5mm85射線束硬化效應(yīng)由X線球管發(fā)出的X射線束是具有不同能量的、連續(xù)的光譜，通過物體后光子能量的改變由該物質(zhì)的衰減系數(shù)決定，而有效能轉(zhuǎn)移到高端一值這一現(xiàn)象，稱為“線束硬化”.在所看到的圖像中表現(xiàn)為

條狀

或

環(huán)狀偽影。

86線束硬化

&校正

“環(huán)狀”偽影可以用“線束硬化校正”補(bǔ)償。嚴(yán)重的環(huán)狀偽影homogeneousCTvalues87掃描系統(tǒng)誤差由于環(huán)境、系統(tǒng)本身等種種原因，對相同強(qiáng)度的入射X線，探測器不可能始終輸出同樣的掃描信號。當(dāng)探測器輸出錯(cuò)誤信號甚至無信號，會導(dǎo)致圖像中的“環(huán)狀偽影”?？赏ㄟ^每天開機(jī)或連續(xù)幾小時(shí)不工作后，作系統(tǒng)校正測量及其定期地作系統(tǒng)維護(hù)來防止，而一旦排除不了，須由維修工程師來解決

!88偽影

&校正偽影的原因各式各樣，

我們所能做的是以相應(yīng)的校正技術(shù)來防止偽影。

但有時(shí)偽影不能完全被補(bǔ)償。沒有十全十美的東西...Butwekeeponworkingtoreducethemasmuchaspossible!89CT影像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)CT影像質(zhì)量空間分辨率密度分辨率偽影90影響CT圖像質(zhì)量?

91

四、X線-CT的一些基本參數(shù)

裝置參數(shù)92機(jī)架床高壓發(fā)生器控制臺計(jì)算機(jī)從外表來看...控制臺計(jì)算機(jī)床機(jī)架高壓發(fā)生器

五、X線-CT的組成

93第一臺SiemensCT掃描儀...圖像獲取時(shí)間

7分鐘,圖像矩陣80x80像素,掃描野

25cm,空間分辨率

1.3mm(4LP/cm)。SIRETOM

(in1974)94CT機(jī)架?從內(nèi)部看...球管探測器DAS*球管探測器DAS*DataAcquisitionSystem(數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng))

五、X線-CT的組成

95X線管與X線機(jī)的X線球管相比1、額定功率、熱容量要大得多2、冷卻裝置采用高速旋轉(zhuǎn)陽極(轉(zhuǎn)速10000rpm以上)，以及油循環(huán)技術(shù)3、目前CT中使用X線管的最大功率為100kW。4、柵控式X線管使掃描時(shí)X線管間斷的發(fā)射X射線，稱為脈沖工作方式。柵控式柵控陽極X線管(即在X線管靠近燈絲附近做一個(gè)專門的控制柵極)5、管電壓和管電流必須有足夠的穩(wěn)定度。CT掃描機(jī)中一般采用閉環(huán)反饋方法穩(wěn)定X線管的電壓和電流，使其誤差控制在

0.01％～0.05％范圍內(nèi)。

96

它具有靈敏度高、噪聲小、線性好、工作頻率范圍寬、放大倍數(shù)高、光譜響應(yīng)范圍寬、穩(wěn)定性好和工作電壓范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。材料：早期的CT掃描機(jī)使用

NaI（Tl）晶體耦合光電倍增管。由于余輝問題和NaI(Tl)晶體的動態(tài)范圍有限，其它一些晶體如氟化鈣（CaF2）、鍺酸鉍（Bi4Ge3O12,BGO）得到了應(yīng)用。現(xiàn)在使用帶有固態(tài)光電二極管放大器的閃爍晶體探測器。探測器-----閃爍探測器97

氙探測器有很好的穩(wěn)定性和短的響應(yīng)時(shí)間，而且沒有余輝問題。然而它們的轉(zhuǎn)換效率要低于固態(tài)探測器，僅為35%~45%。探測器-----氣體電離室探測器98DAS(DataAcquisitionSystem)99CT床及控制?100高壓控制器主要包括：KV控制板MA控制板顯示面板MA調(diào)整板曝光控制板旋轉(zhuǎn)陽極啟動板高壓油箱(變壓器)整流濾波電路變頻電路101操作控制臺與計(jì)算機(jī)102操作控制臺與計(jì)算機(jī)103CT真好!但仍然存在很多問題...

六、螺旋X線-CT介紹

104常規(guī)CT...常規(guī)掃描方式的缺點(diǎn)：1、需要較長的掃描時(shí)間2、成像中會產(chǎn)生遺漏人體某些組織的情況3、不能準(zhǔn)確地重建三維圖像和多方位圖像4、使用造影劑掃描時(shí)，在造影劑的有效時(shí)間

里，只掃描了有限的幾個(gè)層面。105緩慢呼吸由于不同層次呼吸而導(dǎo)致的漏診。常規(guī)CT存在的問題...深呼吸106不能準(zhǔn)確地重建三維圖像和多方位圖像。107層厚定位選擇所引起的問題...對不起,因?yàn)椴辉趯雍窭锩嫠砸鸩∽兊倪z漏...一只老鼠...1082D層厚3D容積

常規(guī)

vs.螺旋

CT...

在掃描過程中，X線管連續(xù)地圍繞受檢者旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)承托著受檢者的病床勻速的向機(jī)架的掃描孔內(nèi)推進(jìn)(或勻速地離開掃描孔)，這樣X射線束在受檢者身上勾畫出一條螺旋線軌跡，因此稱之為螺旋CT。

螺旋線限定了人體組織的一段容積，所以這一技術(shù)也叫作容積掃描。

109

Continuouslyrotatingtube/detectorsystem -球管/探測器連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

Continuousradiation-連續(xù)投照。

Continuousdataacquisition-連續(xù)數(shù)據(jù)獲取。

Continuoustablefee