08論文：醫(yī)學(xué)影像技術(shù)6408011101

PAGEPAGE15畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))（2014屆大專）題目：螺旋CT圖像質(zhì)量影響因素探討姓名：李***學(xué)號：201112445系別：醫(yī)學(xué)系年級：2011級專業(yè)：醫(yī)學(xué)影像指導(dǎo)老師:***************實(shí)習(xí)單位：四川省人民醫(yī)院二○一四年四月目錄1題目…………………10TOC\o"1-3"\z\u2材料與方法…………101.1螺旋CT掃描的X線劑量…………111.2層厚………………111.3觀察野……………111.4過濾函數(shù)…………121.5內(nèi)插方式…………121.6焦點(diǎn)大小的應(yīng)用…………………123結(jié)果…………………134討論…………………155參考文獻(xiàn)……………16螺旋CT圖像質(zhì)量影響因素探討李奎德（醫(yī)學(xué)影像）【摘要】目的：探討影響螺旋CT掃描的圖像質(zhì)量的相關(guān)因素。材料與方法：我們通過對水模進(jìn)行掃描，測量影響圖像質(zhì)量的相關(guān)因素對SSP的影響。結(jié)果：X線的劑量、掃描方式、焦點(diǎn)的大小等均可對SSP產(chǎn)生不同程度的影響。結(jié)論：采用合理的掃描參數(shù)，同時減少病人的受照劑量，是提高圖像質(zhì)量的有效方法?！娟P(guān)鍵詞】螺旋CT；圖像質(zhì)量；SSPSpiralCTimagequalityinfluencingfactorsdiscussedLiKuide(medicalimaging)【abstract】objective:tostudytherelatedfactorsaffectingthequalityofspiralCTscanimages.Materialsandmethods:wethroughthewatermold,scanningmeasurementoftherelatedfactorsinfluencingtheimagequalityofSSP.Results:X-raydose,scanningmode,suchasthesizeofthefocalpointaredifferentdegreesofinfluenceontheSSP.Conclusion:thereasonablescanningparameters,aswellasreducetheilluminateddoseofpatients,andisoneoftheeffectivemethodstoimprovethequalityoftheimage.【keywords】spiralCT;Theimagequality.TheSSP[材料與方法]隨著螺旋CT在臨床的普及，它的臨床應(yīng)用越來越廣泛。為了為臨床提供優(yōu)質(zhì)的圖像，我們對影響CT掃描的圖像質(zhì)量的相關(guān)因素進(jìn)行了研究。優(yōu)質(zhì)影像必須能如實(shí)地反映人體組織的解剖結(jié)構(gòu)，提供足夠的診斷信息。CT成像為數(shù)字影像技術(shù)，影響CT圖像質(zhì)量的因素較多且復(fù)雜，包括各種圖像質(zhì)量參數(shù)、掃描技術(shù)參數(shù)，機(jī)器的安裝調(diào)試與校準(zhǔn)、窗技術(shù)的選擇及暗室管理等，而各參數(shù)相互間有密切關(guān)系或相互制約。我們從以下幾個方面來對影響螺旋CT掃描圖像質(zhì)量的相關(guān)因素進(jìn)行研究。1.1螺旋CT掃描的X線劑量劑量的高低影響噪聲的大小，而噪聲的大小對圖像質(zhì)量有很大影響[1]。如劑量太低，則使圖像噪聲加大，圖像質(zhì)量下降。而增加X線劑量，則增加了圖像的信息量，降低了圖像的噪聲，從而提高了圖像的質(zhì)量。增加X線劑量是提高了圖像的質(zhì)量，但同時病人接受的X線量也隨之增加。選擇劑量參數(shù)的原則應(yīng)是：在保證圖像質(zhì)量的前提下盡可能減少病人的X線劑量。在檢查較厚部位或較精細(xì)的器官，如腰骶部、下頸上胸部、后顱窩、內(nèi)耳、眼眶等，為了提高圖像質(zhì)量，要適當(dāng)選擇高劑量掃描參數(shù)，以提高圖像的空間分辨力和密度分辨力。1.2層厚層面厚度也是影響圖像分辨力的一個重要因素[2]。為了看清病變細(xì)節(jié)，必須將層厚減薄，減少因部分容積效應(yīng)而引起對病變的不良顯示。層厚的選擇應(yīng)根據(jù)被檢部位的大小，例如：內(nèi)耳、顱底、眼眶、椎間盤等部位須采用薄層掃描。對觀察軟組織且病變范圍較大時宜選擇較厚的層厚。對病變過大，宜加大層厚與間距。為了觀察病變的細(xì)節(jié)或測量CT值，可在發(fā)現(xiàn)病變的層面采用薄層掃描，以幫助定性診斷。1.3觀察野影像的觀察野就是掃描時按部位大小選用的掃描野和顯示野，通常兩者大小接近，但有時可選用顯示野大于掃描野，這樣使顯示圖像更清晰，突出病變的細(xì)致度。可用下列公式說明：像素=顯示野范圍/矩陣由上式可知，矩陣大小不變，而改變顯示野的范圍，即減少顯示野，也能獲得小的像素值，而像素值愈小，圖像愈清晰，圖像的分辨力愈高且大大縮短了影像的重建時間。1.4過濾函數(shù)CT包括大量的數(shù)字軟件過濾器，它可以在重建過程中使圖像得到最佳顯示，根據(jù)不同組織的對比和診斷需要，選擇不同的數(shù)字軟件。軟件過濾器，其數(shù)學(xué)演算方法有三種：[3]標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)演算，適用于對分辨力沒有特殊要求的部位；[4]軟組織數(shù)學(xué)演算，圖像處理上更強(qiáng)調(diào)密度分辨力，特別適于軟組織的顯示，常用于對密度相差很近的組織觀察；[5]骨細(xì)節(jié)數(shù)學(xué)演算，這種圖像處理方法更強(qiáng)調(diào)空間分辨力，適于骨細(xì)節(jié)的觀察及對重建密度相差很大的組織之間的觀察。1.5內(nèi)插方式螺旋CT主要有兩種內(nèi)插方式：360線性內(nèi)插和180線性內(nèi)插。較少應(yīng)用的高功能內(nèi)插有單邊葉法（singleside-lobe）雙邊葉法（dualside-lobe）。內(nèi)插方式對螺旋CT掃描的圖像質(zhì)量有很大影響[6]。1.6焦點(diǎn)大小的應(yīng)用低MA使用小焦點(diǎn)，高M(jìn)A使用大焦點(diǎn)，小焦點(diǎn)具有更好的成像性能，隨著DFOV的增加算法的改變，焦點(diǎn)大小對于大DFOV，Standard算法的胸腹部的掃描影響不大。而在相同的劑量情況下使用大焦點(diǎn)，管球旋轉(zhuǎn)時間減少，對于胸腹部的運(yùn)動造成的偽影產(chǎn)生的幾率大大減少，提高了圖像質(zhì)量[7]。在內(nèi)耳，四肢，脊柱等細(xì)微結(jié)構(gòu)要進(jìn)行高分辨成像，需要使用小焦點(diǎn)，小DFOV和小螺距，在重建算法的選擇上，選擇Boneplus算法，雖然可以提高平面的空間分辨力，但Z軸的空間分辨力會降低，如果需要重建內(nèi)耳等細(xì)小結(jié)構(gòu)，算法選擇不應(yīng)太銳利?？紤]到管球的壽命，由于小焦點(diǎn)使用時通常在其最高功率狀態(tài)，長時間連續(xù)使用容易熔斷，縮短管球的壽命，根據(jù)檢查的患者的情況以及檢察的部位，考慮其成像以及質(zhì)量，合理分配大小焦點(diǎn)的使用，在滿足圖像質(zhì)量的同時延長管球的使用壽命。以上因素在進(jìn)行螺旋CT掃描時，它們是相互影響和相互制約的。螺旋CT掃描的參數(shù)均可影響圖像質(zhì)量。圖像質(zhì)量的衡量可以由多種標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測量，如層面敏感度輪廓（sectionsensitivityprofile,SSP）,時間和空間分辨率(temporalandspatialresolution),以及噪聲（noise）等。SSP相當(dāng)于一個二維的解剖方塊，在常規(guī)軸位圖上近似長方形，而在螺旋掃描圖上似鐘形曲線，其底部較寬。SSP可以用線形圖表示，也可以用數(shù)據(jù)測量進(jìn)行量化，其測量有兩種方法最大半數(shù)值的全寬（fullwidthathalfmaximum,FWHM）,以及最大十分之一數(shù)值的全寬(fullwidthattenthmaximum,FWTM)。FWHM代表剖面的層厚的大小，F(xiàn)WTM代表剖面的基底部寬度。2結(jié)果我們采用GE螺旋CT掃描機(jī)對水模進(jìn)行試驗(yàn)掃描，用MTF50軟件對圖像質(zhì)量進(jìn)行評價，測量不同內(nèi)插方式，不同螺距對SSP的影響，結(jié)果見表1。常規(guī)軸位掃描時床面不移動，即螺距＝0。當(dāng)螺旋掃描螺距＝10時，180線性內(nèi)插的FWHM接近常規(guī)掃描，SSP增寬不明顯。單邊葉法和雙邊葉法這兩種內(nèi)插方式屬于高能級方式，SSP幾乎無改變，但重建時間延長，因此目前在實(shí)際工作中一般采用180線性內(nèi)插方式。從表2可見，隨螺距增大，SSP增寬。當(dāng)螺距從10增大到1.5時，SSP增寬較小，而當(dāng)螺距增大到20時，SSP增寬非常明顯。CT圖像噪聲是影響圖像質(zhì)量的另一個重要因素，它除了與CT機(jī)本身的性能及被檢部位等固定因素有關(guān)外，還與我們在工作中的掃描技術(shù)有著密切的關(guān)系。另外，不同的內(nèi)插方式對噪聲也有一定的影響。表1不同內(nèi)插方式對圖像質(zhì)量的影響掃描方式內(nèi)插方式FWHM（mm）FWTM（mm）軸位掃描4.806.82螺旋掃描螺距=10180線性5018.13360線性6.5811.32單邊葉法4.717.41雙邊葉法4.557.20表2不同螺距對圖像質(zhì)量的影響掃描方式螺距內(nèi)插方式FWHM（mm）FWTM（mm）軸位掃描04.806.82螺旋掃描10180線性5018.13單邊葉法4.717.411.2單邊葉法4.837.741.5180線性5.629.56單邊葉法5.108.5120180線性6.6810.85單邊葉法6.149.88我們采用GE螺旋CT掃描機(jī)對水模進(jìn)行螺旋掃描，螺距＝10，利用不同的管電壓、管電流和不同的掃描時間，采用180線性和360線性內(nèi)插方式，利用噪聲系數(shù)公式，對掃描條件對噪聲的影響進(jìn)行研究。表3管電壓對噪聲系數(shù)的影響管電壓（KV）內(nèi)插方式噪聲系數(shù)140180線性1.491360線性1.352120180線性1.502360線性1.37180180線性1.510360線性1.380表4管電流對噪聲系數(shù)的影響管電流（MA）內(nèi)插方式噪聲系數(shù)80180線性1.712360線性1.603120180線性1.401360線性1.302200180線性1.215360線性1.106表5掃描時間對噪聲系數(shù)的影響掃描時間（S）內(nèi)插方式噪聲系數(shù)1180線性1.611360線性1.5102180線性1.401360線性1.4003180線性1.105360線性1.013噪聲系數(shù)＝N△R∑Wi2式中△R為旋轉(zhuǎn)指數(shù)遞增值，Wi為螺旋內(nèi)插值，△R∑Wi＝1。結(jié)果如表3、4、5。從表3、4、5中可見，管電壓、管電流和掃描時間，以及不同的內(nèi)插方式對圖像質(zhì)量均有不同程度的影響。管電壓的增加對圖像噪聲的影響較小，管電流和掃描時間對圖像噪聲的影響比較大。3討論螺旋CT掃描的圖像質(zhì)量是受多個因素影響和制約的：層厚、螺距和圖像內(nèi)插方式，螺旋掃描的條件等。層厚對SSP的影響最大，縮小層厚，可縮小SSP，提高分辨率，但穿過物體到達(dá)探測器的光子量減少，圖像噪聲增加。螺距是決定SSP大小的另一個重要因素，螺距即床的移動速度與層厚的比值，螺距增加，SSP也增寬，但對圖像噪聲沒有影響。內(nèi)插算法主要有兩種，180線性和360線性內(nèi)插。前者從兩個180的螺旋掃描的容積資料中綜合成橫斷面圖像，這種重建方法所取資料少，SSP縮小，容積效應(yīng)也相應(yīng)縮小，沿Z軸方向的圖像模糊度減少，故空間分辨率提高，另一方面，由于所取資料少，光子量也減少，噪聲相應(yīng)增加。360線性內(nèi)插是從兩個360曙光資料中綜合成橫斷面圖像，SSP加大，容積效應(yīng)增加，沿Z軸方向圖像模糊度增加，空間分辨率下降，另一方面，因光子量增加，噪聲下降。掃描噪聲是因?yàn)閄線透過人體到達(dá)探測器的光子數(shù)量有限，致使光子在矩陣內(nèi)各象素上的分布不均所致。它使密度相等的組織在圖像上的各點(diǎn)CT值不相等。當(dāng)增加毫安量及曝光時間時則增加了圖像的信息量，同時也降低了圖像的噪聲，從而提高了圖像的密度分辨率。但增加X線量和延長掃描時間，加大了病人的X線輻射量，同時，掃描時間延長又難以避免病人所產(chǎn)生的運(yùn)動偽影，因而必須合理地選擇。在既滿足臨床對圖像質(zhì)量的要求，又減小病人的X線曝光量，減小掃描時間，這樣的掃描方案才是最佳的掃描方案。參考文獻(xiàn)[1]是的,邊緣HeikenJP,BalfeDM,etal.spiralCT:降低空間分辨率體內(nèi)由于擴(kuò)大section-sensitivityprofile.Radiology[J].1992年,185:469[2]克勞福德CR、KF王。電腦斷層掃描與同步病人翻譯。地中海[J].1990年,17:967[3],HeikenJPBrinkJA、篾匠兆瓦。鐘表的發(fā)條CTra.di