醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)原理

關(guān)于醫(yī)學(xué)影像系統(tǒng)原理第1頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三2

一、CT的產(chǎn)生與發(fā)展二、CT的基本構(gòu)造三、CT工作流程四、CT掃描技術(shù)五、電子束CT目錄

第2頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三3什么是CT?CT（ComputedTomography）又稱為計(jì)算機(jī)X線體層攝影。是計(jì)算機(jī)控制、X線成像、電子機(jī)械技術(shù)和數(shù)學(xué)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。CT檢查簡(jiǎn)便、安全、無(wú)創(chuàng)傷，能獲得質(zhì)量好、診斷價(jià)值高的圖像。隨相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展，CT機(jī)的性能越來(lái)越好，功能也越來(lái)越多，臨床應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，已成為臨床成熟、必不可少的檢查手段。第3頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三4CT的產(chǎn)生CT的基礎(chǔ)思路基于1917年波希米亞數(shù)學(xué)家J.H.Radon用數(shù)學(xué)原理證實(shí)了可通過(guò)物體的投影集合來(lái)重建圖像。1963年美國(guó)物理學(xué)家A.M.Cormack探索出了用X線投影數(shù)據(jù)重建圖像的數(shù)學(xué)方法。他們共同奠定了產(chǎn)生CT的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。1971年10月，英國(guó)工程師G.N.Hounsfield設(shè)計(jì)并掃描出第一幅具有診斷價(jià)值的頭部CT圖像，從而宣告世界第一臺(tái)CT掃描機(jī)的研制成功。該機(jī)因由英國(guó)EMI公司生產(chǎn)，又稱EMI掃描機(jī)。第4頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三5CT的意義CT機(jī)的誕生是X線影像技術(shù)發(fā)展史上的一個(gè)里程碑。它很好地解決了X線攝影的影像重疊問(wèn)題，獲得了真正的人體橫斷面圖像，而且圖像密度分辨率高，尤其對(duì)軟組織器官，能清楚顯示其解剖結(jié)構(gòu)。CT機(jī)的應(yīng)用開(kāi)辟了醫(yī)學(xué)影像診斷領(lǐng)域的新時(shí)代，以致Hounsfield同Cormack一起，獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。CT一經(jīng)問(wèn)世，便進(jìn)入了迅速發(fā)展的快車(chē)道。圍繞縮短掃描時(shí)間、提高圖像質(zhì)量?jī)蓚€(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)不斷更新和改進(jìn)，CT的臨床應(yīng)用不斷擴(kuò)大，使用價(jià)值也越來(lái)越大。第5頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三6CT的發(fā)展階段下面將CT的發(fā)展過(guò)程大致分為以下幾個(gè)階段。

第一階段：從CT的產(chǎn)生開(kāi)始，到二十世紀(jì)70年代中期扇形束掃描技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了CT從單純頭顱掃描到全身掃描的跨越。

第二階段：上世紀(jì)80年代中期“滑環(huán)技術(shù)”的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了單層CT的快速掃描即螺旋CT。

第三階段：多排探測(cè)器的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了快速容積掃描即多層掃描，即多排CT。第6頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三7CT的基本構(gòu)造CT成像過(guò)程是通過(guò)控制臺(tái)指令，使高壓發(fā)生器工作而產(chǎn)生高壓，高壓使X線球管發(fā)射X線；X線束被準(zhǔn)直后對(duì)被檢體某一層面進(jìn)行透射，經(jīng)探測(cè)器測(cè)得透過(guò)層面X線量衰減值，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理獲得一組完整數(shù)據(jù)投影，再將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，傳輸?shù)街饔?jì)算機(jī)；由主計(jì)算機(jī)計(jì)算出該層面組織各單位容積的吸收系數(shù)，并排列成數(shù)字矩陣，而后轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)；最后，在顯示器上以不同灰階形式顯示該層面的斷面圖像。這一過(guò)程需要構(gòu)成CT的各個(gè)系統(tǒng)來(lái)共同完成。CT基本構(gòu)造主要包括掃描系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其他附屬設(shè)備和應(yīng)用軟件。第7頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三8第8頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三9CT掃描系統(tǒng)掃描系統(tǒng)主要由掃描機(jī)架、檢查床、X線管球、高壓發(fā)生器、探測(cè)器陣列、準(zhǔn)直器及濾過(guò)器等組成。（一）掃描機(jī)架(gantry)

掃描機(jī)架是X線球管、準(zhǔn)直器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)裝置，以及控制電路的載體，是CT數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵部分。機(jī)架掃描孔徑?jīng)Q定成像的掃描幾何，常規(guī)多為70cm。機(jī)架機(jī)械精度一定要精確，以保證采樣處理所需要的精度，并且穩(wěn)定性能要好，以克服高速旋轉(zhuǎn)所致離心力的影響。另外，為滿足成角度掃描的需要，掃描機(jī)架可傾斜20o或30o。機(jī)架內(nèi)，通過(guò)滑環(huán)給管球供電，通過(guò)光電轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。第9頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三10檢查床與X線高壓發(fā)生器

（二）檢查床

檢查床是病人的承載體，作用是將患者送進(jìn)掃描機(jī)架內(nèi)，并將被檢部位準(zhǔn)確地定位到掃描的位置上。因此，檢查床定位和移動(dòng)速度的精度必須很高，其絕對(duì)誤差不能超過(guò)0.2mm。床面能降低到最低位置，方便患者上下床。為配合定位，CT常配有投光器，托架、腰墊以及綁帶等附設(shè)裝備。（三）X線高壓發(fā)生器

高壓值的變化直接影響X線能量變化，X線能量又直接影響人體各組織的吸收系數(shù)。決定掃描持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短是管球的熱容量及發(fā)生器的容量，高壓發(fā)生器的穩(wěn)定性要好，功率要高。一般為30-60KW，并附加穩(wěn)壓裝置。第10頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三11X射線球管（四）X線球管

X線球管的結(jié)構(gòu)與普通X線機(jī)球管基本相同，分固定陽(yáng)極球管和旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管。早期CT機(jī)都配備固定陽(yáng)極球管，但不能滿足高毫安和連續(xù)掃描的需求，目前已被旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極球管所取代。旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X線球管的功率較大，管電流可以達(dá)到100-600mA。管電流大，短時(shí)間內(nèi)就可以提供足夠的X線劑量，滿足CT快速、連續(xù)掃描的需求。管球的熱容量也要大，目前最大達(dá)7.5MHU，散熱率較高。管球的焦點(diǎn)通常為0.5-1.2mm。管球散熱通常采用油冷和風(fēng)冷方式。第11頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三12準(zhǔn)直器與濾過(guò)器（五）準(zhǔn)直器

CT常規(guī)配有二個(gè)準(zhǔn)直器，一個(gè)設(shè)置在管球的X射線出口處，稱為前準(zhǔn)直。作用是對(duì)X線束的寬度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并決定被檢體的切層厚度，即層厚；降低被檢患者的輻射劑量；限制焦點(diǎn)幾何投影所致的半影，提高CT圖像質(zhì)量。另一個(gè)設(shè)置在探測(cè)器前，稱為后準(zhǔn)直。作用是減少散射線的干擾。（六）濾過(guò)器

從管球發(fā)射出的X線束能量并非均勻一致，包括低能射線（軟射線）和高能射線（硬射線）。低能X線直接影響CT圖像質(zhì)量。濾過(guò)器一般由低原子序數(shù)的物質(zhì)組成。它既能吸收低能X線，使X線束變成能量均勻的硬射線束，又能減少散射線，降低輻射劑量，提高圖像的質(zhì)量。第12頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三13（七）探測(cè)器探測(cè)器是接收透射X線光子，并將其轉(zhuǎn)換成相同強(qiáng)度比例的電信號(hào)的裝置，是采集數(shù)據(jù)的主要部件。探測(cè)器必須具備如下性能：①良好的X線接收和轉(zhuǎn)換能力，檢測(cè)效率高。②對(duì)于能量范圍在40-100kev之間的不同強(qiáng)度的X線都能均勻接收，線性好。③穩(wěn)定性好，受理化因素影響小，使用壽命長(zhǎng)。④余輝短，恢復(fù)能力強(qiáng)。⑤體積小，空間配置容易，幾何效率高。

探測(cè)器的種類(lèi)很多。常用的有閃爍晶體探測(cè)器，如碘化銫、鎢酸鈣及陶瓷材料和氙氣電離室探測(cè)器兩種。目前普遍采用固態(tài)稀土陶瓷探測(cè)器。它集合了上述兩種探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)。一方面對(duì)X線的吸收率高達(dá)99%以上，檢測(cè)效率極高；另一方面余輝少，穩(wěn)定性高，適用于快速連續(xù)的螺旋掃描。第13頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三14模數(shù)轉(zhuǎn)換器（八）模數(shù)轉(zhuǎn)換器

探測(cè)器將X線信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，二者在強(qiáng)度上成正比，可將電信號(hào)作為X線信號(hào)的模擬物理量。計(jì)算機(jī)只能對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，而不能直接對(duì)電信號(hào)等模擬量進(jìn)行處理。將電信號(hào)等模擬量轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以處理的數(shù)字信號(hào)的裝置就是模數(shù)轉(zhuǎn)換器。模數(shù)轉(zhuǎn)換器是CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分。第14頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三15計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是CT運(yùn)行的控制中樞，主要由主控計(jì)算機(jī)和陣列處理計(jì)算機(jī)兩部分組成。主控計(jì)算機(jī)是中央處理系統(tǒng)。一方面對(duì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、陣列處理計(jì)算機(jī)、磁盤(pán)等裝置，以及機(jī)架和高壓系統(tǒng)的微處理器間的輸入和輸出進(jìn)行連接和處理；另一方面，通過(guò)中央處理器和存儲(chǔ)器執(zhí)行以下功能：①監(jiān)控掃描，并將掃描數(shù)據(jù)（投影值）送入存儲(chǔ)器。②CT值的校正和輸入數(shù)據(jù)的擴(kuò)充，即進(jìn)行插值處理。③控制信息的傳遞和數(shù)據(jù)管理；④圖像程序控制。⑤字符顯示的處理。⑥機(jī)器故障分析等。陣列處理機(jī)由主控計(jì)算機(jī)控制接收從數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和磁盤(pán)獲得的數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)算后，再返回主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行終端顯示，它與主控計(jì)算機(jī)并行工作。第15頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三16其他設(shè)備1.磁盤(pán)機(jī)和相關(guān)存儲(chǔ)媒介磁盤(pán)機(jī)是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的重要部件。它既是用來(lái)存儲(chǔ)支持計(jì)算機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)軟件和CT工作軟件，也可以對(duì)采集的原始數(shù)據(jù)和重建后的圖像進(jìn)行儲(chǔ)存，同時(shí)還起著從磁帶或光盤(pán)中存取圖像的中介作用。

存儲(chǔ)病人的圖像、計(jì)算機(jī)原始數(shù)據(jù)以及相關(guān)病人資料的媒介很多，如各種磁帶、光盤(pán)、磁光盤(pán)和軟盤(pán)等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，這些媒介的存貯容量越來(lái)越大，存取速度也越來(lái)越快。2.操作臺(tái)通過(guò)操作臺(tái)控制CT機(jī)的工作，包括輸入掃描參數(shù)、監(jiān)控掃描情況、調(diào)節(jié)圖像灰度、打印圖像、儲(chǔ)存圖像和機(jī)器故障分析等。操作臺(tái)一般由視頻顯示系統(tǒng)、電視組件系統(tǒng)和軟盤(pán)系統(tǒng)三部分構(gòu)成。3.其它附屬設(shè)備CT機(jī)通常配備一些附屬設(shè)備，以協(xié)助完成檢查工作。例如，激光打印機(jī)、洗片機(jī)、高壓注射器等。第16頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三17應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件包括基本功能軟件和特殊功能軟件。基本功能軟件包括掃描、照相、圖像儲(chǔ)存和清盤(pán)（從硬盤(pán)中清除圖像）等軟件。作用是完成圖像處理和機(jī)器故障分析等。CT基本功能是在同一個(gè)管理程序控制下，幾個(gè)彼此獨(dú)立的基本功能軟件，相互協(xié)調(diào)，共同執(zhí)行的結(jié)果。特殊功能軟件種類(lèi)繁多，并且在不斷的開(kāi)發(fā)和改進(jìn)。常用的軟件有：動(dòng)態(tài)掃描、快速連續(xù)掃描、定位掃描、目標(biāo)掃描、圖像過(guò)濾、高分辨率掃描、圖像三維重建、圖像多平面重組、虛擬內(nèi)窺鏡、自動(dòng)mA掃描、CT心臟成像、智能血管分析軟件等等。第17頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三18CT成像原理電子束CT掃描時(shí)首先啟動(dòng)掃描序列，計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使電子槍發(fā)射電子束，并使之加速，產(chǎn)生高能量電子脈沖。電子束由聚焦線圈和偏轉(zhuǎn)線圈控制通過(guò)真空偏移管，聚焦線圈使電子束聚集。偏轉(zhuǎn)線圈的磁場(chǎng)變化使得聚焦電子束旋轉(zhuǎn)轟擊掃描機(jī)架下方的四個(gè)靶環(huán)中的一個(gè)，并產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X線，實(shí)現(xiàn)CT掃描。第18頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三19CT成像原理電子束掃描速度和整個(gè)掃描序列中掃描的靶環(huán)數(shù)，以及被掃次數(shù)都由計(jì)算機(jī)控制。準(zhǔn)直器則控制X線束的形狀，使X線呈扇形在直徑47.4cm掃描區(qū)域內(nèi)穿過(guò)病人。在掃描機(jī)架上方平行排列著兩組固定探測(cè)器，接收掃描體衰減后的X線信號(hào)，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)處理后經(jīng)光纜送至掃描存儲(chǔ)器，再傳輸?shù)娇焖僦亟ㄏ到y(tǒng)進(jìn)行層面圖像重建。第19頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三20CT工作流程第20頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三21CT圖像投影重建第21頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三22CT掃描技術(shù)闡述了CT的基本概念、常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)和掃描方式?；靖拍詈统Ｒ?jiàn)術(shù)語(yǔ)是CT掃描技術(shù)的基礎(chǔ)，理解CT基本概念和常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)是掌握CT掃描方式的前提和保證。CT掃描方式是CT掃描技術(shù)的具體應(yīng)用，它分為普通掃描、增強(qiáng)掃描、造影掃描和特殊掃描。

第22頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三23基本概念和術(shù)語(yǔ)密度分辨率(ContrastResolution)指在低對(duì)比度情況下，圖像對(duì)兩種組織之間最小密度差別的分辨能力，常以百分?jǐn)?shù)表示。例如：0.2%，5mm，0.45Gy，表示物體的直徑為5mm，病人的接受劑量為0.45Gy時(shí)，CT的密度分辨率為0.2%，即表示相鄰兩種組織密度值差大于或等于0.2時(shí)，CT即可分辨，小于此值則無(wú)法分辨。CT圖像密度值用不同級(jí)的灰階表示?；译A等級(jí)由2N決定，N是二進(jìn)制的位數(shù)，被稱為比特，比特值大，表示信息量大，量化的精度高，反之則低。影響密度分辨率的主要因素有層厚、X線劑量和噪聲等。第23頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三24空間分辨率(SpatialResolution)

指在高對(duì)比度的情況下，密度分辨率大于10%時(shí)，圖像對(duì)組織結(jié)構(gòu)空間大小的鑒別能力。常以每厘米內(nèi)的線對(duì)數(shù)（Lp/cm）表示。其換算關(guān)系為：5÷Lp/cm=可辨最小物體直徑（mm）。線對(duì)數(shù)越多，空間分辨率越高。影響空間分辨率的主要因素有像素、探測(cè)器孔徑、相鄰探測(cè)器間距、圖像重建的卷積濾波函數(shù)、數(shù)據(jù)取樣、矩陣、X線管焦點(diǎn)尺寸和機(jī)器精度等。其中像素是最主要的因素，掃描圖像矩陣中像素越多，空間分辨率就越高。第24頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三25部分容積效應(yīng)(PartialVolumePhenomena)又稱體積平均值效應(yīng)。即在同體像素中，存在有不同衰減系數(shù)的物質(zhì)時(shí)，對(duì)這些衰減系數(shù)的平均值。也就是在同一掃描層面內(nèi)，含有兩種或兩種以上的不同密度的組織時(shí)，其所測(cè)得的CT值是它們的平均值，因而不能真實(shí)地反映其中任何一種組織的CT值。當(dāng)病變組織小于層厚時(shí)，所測(cè)得的CT值不能反映該病變組織的CT值。如果病變組織的密度高于周?chē)渌M織，所測(cè)得病變組織的CT值低于其本身真實(shí)的CT；反之，如果病變組織的密度低于周?chē)渌M織，所測(cè)得病變組織的CT值高于其本身真實(shí)的CT。因此，在臨床掃描工作中，對(duì)小病變的掃描，力求使用薄層掃描或部分重疊掃描，以減輕部分容積效應(yīng)的干擾。第25頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三26周?chē)g隙現(xiàn)象(AroundClearancePhenomenon)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組織，其邊緣部分所測(cè)得的CT值也不能真實(shí)地反映其本身組織的CT值。掃描線束在兩種組織交界處相互重疊，邊緣分辨不清。密度高的，其邊緣CT值比本身組織的CT值小。反之，密度低的，其邊緣CT值比本身組織的CT值大。第26頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三27CT值(CTValue)CT值是用于測(cè)量CT圖像密度值的統(tǒng)一計(jì)量單位，單位是亨氏單位（Hounsfieldunit,Hu）。X線穿透人體后的衰減特性都遵從指數(shù)衰減規(guī)律，數(shù)學(xué)表達(dá)公式為：

I=I0e-μd其中I表示通過(guò)物質(zhì)衰減后的X線強(qiáng)度，IO表示入射X線強(qiáng)度，μ表示物質(zhì)的吸收系數(shù)，d表示物質(zhì)的厚度。當(dāng)X線穿過(guò)人體不同組織后，由于X線的波長(zhǎng)、組織的原子序數(shù)和組織的密度不同，因而組織的吸收系數(shù)不同。衰減系數(shù)μ值表示的通常是物質(zhì)的相對(duì)密度。第27頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三28CT值(CTValue)在CT圖像的分析中，著重于組織結(jié)構(gòu)的密度差異即相對(duì)密度，而不是密度的絕對(duì)值。CT值表示的是一種相對(duì)密度，它以某種物質(zhì)的衰減系數(shù)與一種參考材料的衰減系數(shù)作比較。若以水作參考，軟組織的μ軟接近于μ水，肌肉的μ肌比水高約5%，脂肪的μ脂約比水低10%，腦白質(zhì)與腦灰質(zhì)的μ值差約0.5%，而它們與水差3.5%，骨的μ骨大約是水的μ水兩倍。，Hounsfie在醫(yī)學(xué)研究中，靠衰減系數(shù)的比較和計(jì)算方法很不方便ld以水的μ水作為標(biāo)準(zhǔn)，定義了一個(gè)稱作CT值的標(biāo)度，即CT值，單位為Hu（Hounsfieldunit）。第28頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三29CT值計(jì)算公式某物質(zhì)的CT值等于該物質(zhì)的衰減系數(shù)μ物與水的衰減系數(shù)μ水之差，再除水的衰減系數(shù)μ水的商，乘以分度系數(shù)1000。其公式如下：

CT值=（μ物-μ水）/μ水＊1000第29頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三30不同人體組織的CT值把人體組織的CT值界限劃分為2000個(gè)單位，水的CT值為0，空氣和密質(zhì)骨的CT值分別為-1000和+1000。密質(zhì)骨的CT值為上限，空氣CT值為下限。已知人體各組織的衰減系數(shù)，根據(jù)上述公式，即可得到各組織的CT值（見(jiàn)表16－1）。從表中可以看出，組織密度越大，CT值越高，密度越小，CT值越低。CT值的應(yīng)用在于CT值的絕對(duì)值可以大致確定某些組織的存在，如出血、鈣化、脂肪和液體等；CT值的相對(duì)值計(jì)算可以估計(jì)組織結(jié)構(gòu)類(lèi)型和密度，對(duì)病變的定性分析有很大的幫助。但CT值會(huì)受很多因素的干擾，如X線硬化、掃描參數(shù)、溫度和鄰近組織等。因此，在CT圖片的分析中，CT值僅作為參考因素，不能作為診斷依據(jù)。第30頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三31第31頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三32偽影（Artifacts）在CT圖像形成中，因機(jī)器或人體本身等因素的影響而產(chǎn)生被檢體不存在而圖像顯示出來(lái)的假象，即是偽影。偽影影響圖像質(zhì)量，在工作中應(yīng)盡量避免和減少偽影。常見(jiàn)偽影有：1.運(yùn)動(dòng)條紋偽影

在CT掃描過(guò)程中，由于病人的自主和不自主運(yùn)動(dòng)（如呼吸、心跳和胃腸運(yùn)動(dòng)等）使檢測(cè)不一致，圖像上表現(xiàn)為粗細(xì)不等，黑白相間的條狀偽影。第32頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三33常見(jiàn)偽影2.交疊混淆偽影

在照射體內(nèi)出現(xiàn)高于采樣頻率的空間頻率而產(chǎn)生的偽影。3.杯狀偽影和角狀偽影

當(dāng)X線穿過(guò)人體后，X線束能量保持不變而產(chǎn)生的偽影，稱為杯狀偽影。當(dāng)投射曲線作角分布時(shí)產(chǎn)生的偽影，稱為角狀偽影。4.模糊偽影和帽狀偽影

圖像重建中心與掃描旋轉(zhuǎn)中心重合時(shí)產(chǎn)生的偽影，稱之模糊偽影。當(dāng)被檢體在掃描野內(nèi)時(shí)，產(chǎn)生截止于邊緣處的偽影，稱之為帽狀偽影。5.環(huán)狀偽影

由于探測(cè)器的靈敏度不一致，采樣系統(tǒng)故障造成的偽影，常出現(xiàn)在圖像的高對(duì)比區(qū)，并向低對(duì)比區(qū)擴(kuò)散。第33頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三34圖像灰階(ImageGreyScale)將重建矩陣中每一像素的CT值，轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的從黑到白不同深度的信號(hào)，并顯示在圖像或顯示器上，這種黑白信號(hào)的等級(jí)差別，稱為灰階?；译A有16個(gè)刻度，每一刻度內(nèi)有四級(jí)連續(xù)變化的灰度，故共有64個(gè)連續(xù)不同的灰色等級(jí)。第34頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三35常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)（CommonTerms）CT值標(biāo)度(DemarcationofCTValue)

將空氣和水的衰減的CT值作為標(biāo)度。在EMI標(biāo)度中，空氣和水標(biāo)度分別為-500和0，而在Hounsfield標(biāo)度中則分別為-1000和0。體素(Voxel)即體積單元的簡(jiǎn)稱。它是某組織一定厚度的空間體積單元，如果以X線通過(guò)人體的厚度作為深度，那么像素乘以深度即為體素。例如某組織的深度為10mm，像素為1mm×1mm，則體素為10mm×1mm×1mm。體素減少，即層厚變薄，探測(cè)器接收到的X線光子的量相對(duì)減少，為了保證質(zhì)量，必須增加毫安秒，既增加X(jué)線的劑量。第35頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三36雙窗技術(shù)(DoubleWindowTechnique)窗口技術(shù)(WindowTechnique)

即利用數(shù)字圖像的特點(diǎn)，改變亮度與CT值的關(guān)系，顯示不同組織的技術(shù)。選擇合適的窗寬和窗位，將感興趣區(qū)的病變信息顯示出來(lái)，它是影像的最終目的，也是分析數(shù)字化圖像的重要方法。雙窗技術(shù)主要用于CT掃描圖像中密度相差太大組織的觀察，既要看見(jiàn)低密度組織，又要看見(jiàn)高密度組織，如胸部的肺窗和縱隔窗，骨肌系統(tǒng)的骨窗和軟組織窗等。第36頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三37窗寬和窗位(WindowWidthandWindowLevel)窗寬是熒光屏上對(duì)應(yīng)于圖像灰階的CT值范圍。窗寬越寬，可以觀察組織CT值的范圍越大，適合觀察CT值變化范圍較大的組織，如肺和骨組織等。窗位，又稱窗平或窗中心，對(duì)應(yīng)圖像灰階的中心位置，也就是所觀察組織的中心CT值。一般將所觀察組織的CT值定為窗位，它既能顯示比該組織密度高的病變，也能觀察比該組織密度低的病變。如果某組織的窗位為L(zhǎng)，窗寬為W，那么該組織的CT值范圍為L(zhǎng)-W/2-L+W/2。第37頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三38探測(cè)器孔徑(DetectorAperture)探測(cè)器孔徑是X線能夠進(jìn)入探測(cè)器傳感部分的探測(cè)器的有效口徑，通常是指探測(cè)器陣列面向X線方向上的孔徑尺寸。CT機(jī)孔徑扇形角(SectorAngle)產(chǎn)生透射量信號(hào)的檢測(cè)器陣列所對(duì)應(yīng)的角度，頂點(diǎn)即為X線球管內(nèi)的焦點(diǎn)。第38頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三39常見(jiàn)術(shù)語(yǔ)（CommonTerms）原始數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)（RawDataandDisplayData）原始數(shù)據(jù)是由探測(cè)器接受，經(jīng)過(guò)放大和數(shù)/模（A/D）轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)換后所得到的數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)是將原始數(shù)據(jù)經(jīng)權(quán)函數(shù)處理后所得到的構(gòu)成組織某層面圖像的數(shù)據(jù)。間距（Interval）指常規(guī)斷層掃描中，上一層面的上緣與下一層面的上緣的距離，它也可以等于、小于或大于層厚，小于層厚為重疊掃描。第39頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三40被掃對(duì)象三垂面定義橫斷面（axialview）-(b)冠狀面（coronalview)-(a)矢狀面（saggitalview）-(c)(a)(b)(c)第40頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三41CT掃描方式普通掃描（PrecontrastScanningorNon-contrastScan）

普通掃描又稱為平掃或非增強(qiáng)掃描，是指血管內(nèi)不注射對(duì)比劑的CT掃描。常采用橫斷面掃描和冠狀面掃描。一般先進(jìn)行普通掃描，然后根據(jù)病情的需要，再?zèng)Q定是否增強(qiáng)掃描，普通掃描的層厚和層間距常采用10mm,特殊位置采用5mm或3mm。普通掃描主要適用于骨骼、肺等密度差異較大的組織，其次是急腹征，以及對(duì)對(duì)比劑有禁忌癥的患者。第41頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三42增強(qiáng)掃描(EnhancementScan)經(jīng)靜脈內(nèi)注入對(duì)比劑后的CT掃描，稱為增強(qiáng)掃描。目的是使血供豐富的組織、器官以及病灶的碘含量增高，從而增加組織與病灶間的密度差。增強(qiáng)掃描能動(dòng)態(tài)觀察不同臟器或病灶中對(duì)比劑的分布與排泄情況，發(fā)現(xiàn)平掃難以發(fā)現(xiàn)的小病灶、等密度病灶或顯示不清的病灶，以及觀察血管結(jié)構(gòu)和血管性病變。根據(jù)不同病灶的強(qiáng)化類(lèi)型、時(shí)間和特點(diǎn)，以及病灶大小、形態(tài)、范圍以及與周?chē)M織間的關(guān)系，對(duì)病變進(jìn)行定量和定性診斷。第42頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三43造影掃描(MyelographyCTScan)對(duì)某一器官或結(jié)構(gòu)直接或間接注入對(duì)比劑后，再進(jìn)行掃描的的方法，稱為造影掃描。它的特點(diǎn)是利用陽(yáng)性對(duì)比劑的顯影，清楚地顯示器官和組織結(jié)構(gòu)，以利于發(fā)現(xiàn)病灶和鑒別診斷。它分為血管造影和非血管造影。血管造影是對(duì)比劑經(jīng)血管注入后，對(duì)比劑選擇性地顯示某臟器或組織所屬動(dòng)脈或靜脈，提高該臟器或組織病變的檢出率和定位定性的診斷。它是將CT掃描和血管造影兩種技術(shù)融合起來(lái)的一種檢查方法，在臨床上主要用于肝臟的占位性病變，特別是小肝癌的檢查。第43頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三44非血管造影掃描非血管造影是，將對(duì)比劑注入所要顯示的某一臟器或組織結(jié)構(gòu)內(nèi)或周?chē)缓笤龠M(jìn)行掃描的一種方法。特點(diǎn)是對(duì)所要顯示的臟器或結(jié)構(gòu)的大小、邊緣以及周?chē)P(guān)系顯示清楚，能較好地確定有無(wú)病變和病變的侵犯范圍。常見(jiàn)的有：腦池和腦室造影CT，脊髓造影CT，關(guān)節(jié)造影CT，膽道造影CT，涎腺造影CT及腸腔充盈造影CT。第44頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三45特殊掃描(specialCTscan)薄層掃描(ThinSliceScan)是指掃描層厚小于5mm的掃描，一般采用1－5mm。目的是減少部分容積效應(yīng)，觀察病變內(nèi)部細(xì)節(jié)以及用來(lái)發(fā)現(xiàn)小病灶，如肺內(nèi)的孤立性或彌漫性小結(jié)節(jié)、膽系或泌尿系的梗阻平面、胰腺病變、內(nèi)耳以及主動(dòng)脈夾層撕裂的內(nèi)膜片。某些特定部位，常規(guī)也采用薄層掃描，如鞍區(qū)、眼眶、橋小腦角、腎上腺和耳部等。另外，對(duì)于某些需要重建和后處理的部位，原則上也應(yīng)采用薄層掃描。第45頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三46重疊掃描(OverlapScan)指層間距小于層厚，使相鄰的掃描層面部分重疊的CT掃描。如層厚為10mm，層間距為7mm，相互兩層面就有3mm的重疊。重疊掃描的目的除減少部分容積效應(yīng)，使圖像更真實(shí)的反映病灶外，關(guān)鍵是提高小病灶的檢出率。但過(guò)多的重疊，掃描層面數(shù)會(huì)增加，病人接受X線量加大，不利于病人的輻射防護(hù)。因此，該方法不作為常規(guī)CT檢查。第46頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三47延遲掃描(DelayedScan)指注射對(duì)比劑后，等待數(shù)分鐘，甚至數(shù)小時(shí)后再行掃描的一種CT檢查方法。延遲掃描時(shí)間，依據(jù)組織和病變的性質(zhì)而定。原因是體內(nèi)不同組織和病變，對(duì)碘的排泄不一致。通過(guò)靜脈注射碘對(duì)比劑，約90%的碘通過(guò)腎臟排泄，約10%經(jīng)肝臟排泄，正常肝細(xì)胞具有吸收和排泄碘的功能。因此，在注入對(duì)比劑數(shù)小時(shí)后，肝臟的CT值可以增加15－20Hu；而病灶組織由于不具備吸收和排泄碘的功能，隨著時(shí)間的延遲，CT值基本無(wú)變化；根據(jù)密度差別的變化規(guī)律，對(duì)某些病變的定性診斷有很大的幫助。CT檢查時(shí)，大部分肝臟病變都需要延遲掃描，如血管瘤、小肝癌、肝腺瘤，以及局灶性肝內(nèi)結(jié)節(jié)增生等。不同的病變表現(xiàn)出不同的延遲特點(diǎn)，如血管瘤表現(xiàn)為“兩快一慢”，小肝癌表現(xiàn)為“快進(jìn)快出”等等。第47頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三48目標(biāo)掃描(ObjectScan)又稱靶掃描(targetCTscan)或放大掃描(enlargescan)，是對(duì)興趣區(qū)進(jìn)行掃描的一種方法。目的是使興趣區(qū)組織器官圖像放大，圖像空間分辨率提高。常用于組織結(jié)構(gòu)小的器官或病灶，如垂體、內(nèi)耳、腎上腺和肺內(nèi)的孤立結(jié)節(jié)等。第48頁(yè)，共55頁(yè)，2023年，2月20日，星期三49動(dòng)態(tài)掃描(DynamicScan)指靜脈團(tuán)注(BolusInjection)對(duì)比劑后，在極短的時(shí)間內(nèi)對(duì)某一組織器官進(jìn)行快速連續(xù)掃描，掃描結(jié)束后再重建圖像的方法。該方法可獲得動(dòng)脈早期、動(dòng)脈期、靜脈期和靜脈晚期等不同時(shí)相的強(qiáng)化圖像。它分為兩種：進(jìn)床式動(dòng)態(tài)掃描(IncrementalDynamicScanning)和同層動(dòng)態(tài)掃描(SingleLevelDynamicScanning)。前者是對(duì)一定范圍的組織器官進(jìn)行快速連續(xù)掃描，目的是了解整個(gè)區(qū)域有無(wú)病變和病變的多少。后者是先對(duì)某一組織器官進(jìn)行平掃，找出興趣區(qū)，再對(duì)興趣區(qū)的某一層面進(jìn)行連續(xù)多次的快速掃描；然后根據(jù)掃描結(jié)果，將病變組織的密度變