計算機斷層掃描課件

Computer計算機

Tomograph斷層掃描CT基礎知識—軟件

成像原理及圖像處理CT的基本原理

計算機斷層掃描（computedtomograhy，簡稱CT），是計算機與X線檢查技術相結(jié)合的產(chǎn)物。當高度準直的X線束環(huán)繞人體某一部位作斷面掃描（通常是橫斷面）時，部分光子被吸收，X線強度因而衰減，未被吸收的光子穿透人體后，被檢測器（detector)接收，然后經(jīng)放大并轉(zhuǎn)化為電子流，作為模擬信號輸入電子計算機進行處理運算，重建成圖像，由陰極線管顯示出圖像來，供診斷用。

檢測器接收射線信號的強弱，取決于人體截面內(nèi)組織的密度，密度高的組織如骨吸收X線較多，檢測器測得的信號信號弱；反之，如脂肪、含氣的臟器吸收X線少，測得的信號強。這就是CT利用X線穿透人體后的衰減特征作為診斷病變的依據(jù)。

計算機將檢測器接受到的射線信號的強弱利用數(shù)學處理方法重組圖像，顯示到熒光屏上，就形成受檢面的CT圖。螺旋CT橫斷位掃描CT值

CT的特點是能夠分辨人體組織密度的輕微差別，所采用的標準是根據(jù)各種組織對X線的線性吸收系數(shù)來決定的。為了計算與論述方便，將線性衰減系數(shù)劃分為2000個單位，稱為CT值。以水為0值，最上界骨的CT值為1000；最下界空氣的CT值為-1000。

實際上，CT值是CT圖像中各組織與X線衰減系數(shù)相當?shù)膶怠?/p>

CT值不是絕對不變的數(shù)值，它不僅與人體內(nèi)在因素如呼吸、血流等有關，而且與X線管電壓、CT裝置、室內(nèi)溫度等外界因素有關，所以應經(jīng)常校正，否則將導致誤診。正常組織的CT值窗寬、窗位

人體組織CT值的范圍為-1000到+1000共2000個分度，而人眼不能分辨這樣微小灰度的差別，僅能分辨16個灰階。為了提高組織結(jié)構(gòu)細節(jié)的顯示，能分辨CT值差別小的兩種組織，操作員根據(jù)診斷需要調(diào)節(jié)圖像的對比度和亮度，這種調(diào)節(jié)技術稱為窗技術--窗寬、窗位的選擇。

窗寬是指顯示圖像時所選用的CT值范圍。窗寬的寬窄直接影響圖像的對比度；窄窗寬顯示的CT值范圍小，可分辨密度較接近的組織或結(jié)構(gòu)，如腦組織；反之，窗寬加寬的CT值幅度大，對比度差，適用于分辨密度差別大的結(jié)構(gòu)如肺、骨質(zhì)。

窗位是指窗寬上、下限CT值的平均數(shù)。窗位的高低影響圖像的亮度；窗位低圖像亮度高呈白色；窗位高圖像亮度低呈黑色。影響CT圖像的因素

1、窗寬、窗位

如果要獲得較清晰且能滿足診斷要求的CT圖像，必須選用合適的窗寬、窗位，否則不僅圖像不清楚，還難以達到診斷要求，降低了CT掃描的診斷效能。

2、噪聲和偽影

噪聲：分掃描噪聲和光子噪聲。

偽影有：

患者在掃描中移動、呼吸、腸蠕動等可造成移動偽影；

人體內(nèi)、外金屬異物，術后銀夾、枕骨粗窿，雞冠等過高密度影產(chǎn)生放射狀告密度條狀影；

機器本身發(fā)生故障。

3、部分容積效應和周圍間隙現(xiàn)象。

4、CT的分辨率

分空間分辨率和密度分辨率CT的增強掃描

經(jīng)靜脈給予水溶性碘造影劑使病變組織X線吸收率增高，加大了正常與病變組織間灰階的差別，從而提高了病變的顯示率。這種方法稱之為造影增強檢查。

病變組織的強化是由于其含碘量增加而使局部密度增高，其機理主要：1.局部血流量增加（異常血管增生）或血液內(nèi)碘含量增高；2.血腦屏障遭到破壞，造影劑漏出血管外等因素有關；3.病變組織內(nèi)造影劑的代謝與正常組織代謝不同，造成病變組織與正常組織間灰階差別。

常用造影劑有：

①離子型造影劑，如泛影葡胺；

②非離子型造影劑，如歐乃派克。

造影劑的給藥方法

①一次性注射或集團注射法

②靜滴法

③蛛網(wǎng)膜下腔給藥作椎管或腦室CT的檢查過程病人準備（胃腸道準備，對比劑過敏試驗，呼吸訓練，心理準備等）定位（選擇適當?shù)膾呙梵w位）掃描定位像進行斷面掃描進行圖像的傳輸，存儲和打印在圖像處理工作站上進行圖像高級后處理（2D,3D,Perfusion,CardiacIQ)一般檢查可在5－10分鐘內(nèi)完成CT常用高級后處理方法隨著螺旋CT的迅速發(fā)展，CT可進行連續(xù)的大范圍薄層容積數(shù)據(jù)采集，從而能夠進行多角度、多方位的顯示，增加有效的診斷和定位信息。目前常用的CT高級后處理方法有：MPVR,MIP,Curve,SSD,Navigator等MPR(多層面重建)計算機將橫斷面圖像上的二維體素重組后獲得冠狀位、矢狀位、斜位和曲面重建圖像。用于顯示病變形態(tài)及與周圍組織、器官的解剖關系MPVR(多平面容積重建)在三維的基礎上應用MPR技術，可采用平均（Average）、最大（MIP）、最?。∕inIP）三種密度投影法來顯示圖像MinIPAverageMIP同一部位MPVR圖像，分別用不同方法顯示，其效果不同MIP(最大密度投影)顯示不同層面垂直方向的最大密度值，用于具有相對高密度的組織和結(jié)構(gòu)，如強化的血管、骨骼、明顯強化的軟組織占位Curve（曲線）按一條設定的曲線進行重建，將原本彎曲的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在平面上通過曲面重建可全程顯示擴張的胰管SSD按表面數(shù)學模式進行計算處理，將符合預設CT閾值的相鄰象素連接起來形成立體圖像。特點是：立體感強，解剖關系清晰。Navigator應用三線內(nèi)插法和透視投影技術，重建出管腔表面圖象CT基礎知識—硬件

設備結(jié)構(gòu)

由掃描裝置、計算機系統(tǒng)、圖像顯示、記錄、儲存等部分組成。

掃描裝置包括X線球管、探測器與信號轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。CT裝置的基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)X光片CT

通常的CT機X線球管做往返圓周運動。每次掃描都經(jīng)過啟動、加速、勻速采集數(shù)據(jù)、減數(shù)、停止幾個過程，使掃描速度難以大幅度提高。且僅能獲得二維（2D）信息。

螺旋CT應用滑環(huán)技術，使得X線球管做單方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)運動，同時患者檢查床以均勻速度平移前進或后退中，連續(xù)采集體積數(shù)據(jù)進行圖像重建。能夠獲得三維（3D）信息。

螺旋CT螺旋成像與普通CT機相比螺旋CT的優(yōu)點是：①提高病變發(fā)現(xiàn)率

⑤在造影劑最高時成像②提高掃描速度

⑥可變的重建掃描層面③提高病變密度測定

⑦可建重疊掃描層面④可能減少造影劑用量

⑧可行多層面及三維重建

CT機房示意圖

CT機的基本組成X線球管高壓發(fā)生器探測器和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)掃描床CT機的基本組成包括：x線球管和高壓發(fā)生器、探測器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、掃描架、掃描床及控制臺CT的成像過程

高壓發(fā)生器

高電壓

球管

人體DAS

計算機

顯示

照相

探測器X-rayX線球管X線球管球管基本結(jié)構(gòu)高速電子流轟擊在陽極靶上產(chǎn)生x射線冷卻系統(tǒng)保證球管能連續(xù)高效的運轉(zhuǎn)產(chǎn)生1分X線同時產(chǎn)生99分熱球管的評價指標1.球管焦點(mmxmm)2.陽極熱容量(MHu)3.陽極散熱率(khu/min)4.衡量球管能力的金標準：連續(xù)螺旋掃描時間（秒）雙排CT：90秒，16排：120秒；球管的焦點焦點越小，圖像越清晰小焦點的成像大焦點的成像

較大的模糊區(qū)域圖像清晰GE球管小焦點0.6mm*0.7mm

1.25mm1.25mm1.25mm1.25mmX-rayTubeZaxis掃描層厚4x1.25mm5mm4x2.5mm10mm4x3.75mm15mm4x5mm20mm

多排螺旋CT覆蓋范圍/圈探測器的分類氣態(tài)：1.高壓氙氣（XenonGas）固態(tài)：2.鎢酸鎘（CadmiumTungstate）3.高閃爍晶體（GOS）

4.稀土陶瓷（HiLight）CT掃描方式Ⅰ、定位像掃描（Sco