第5章醫學CT影像設備與應用5.1CT影像設備簡述5.2醫學CT影像設備成像系統5.3螺旋CT5.4多排螺旋CT5.5CT影像設備新技術進展與應用第5章醫學CT影像設備與應用5.1CT影像設備簡述15.1CT影像設備簡述5.1.1CT影像設備發展概況5.1.2CT影像設備功能5.1.3CT影像設備主要性能指標5.1CT影像設備簡述5.1.1CT影像設備發展概況2N．Housfield科馬克

N．Housfield科馬克3雙能CT掃描儀雙能CT掃描儀45.1.2CT影像設備功能

利用高度準直X線束環繞人體某一部位,并以一定層厚的層面進行斷層掃描,部分X線光子被組織器官吸收,X線強度因而衰減,未被吸收的X線光子穿透人體后,由探測器接收,將其轉變為可見光后,經放大由光電轉換器轉變為電信號,再經模擬/數字轉換器轉為數字信號,輸入計算機進行運算處理.1．CT成像的基本原理5.1.2CT影像設備功能利用高度準直X線束環55.1.2CT影像設備功能圖象形成過程:CT每掃描一次，即可得到一個方程，經過若干次掃描，即得到一聯立方程。經過計算機運算（傅立葉轉換、反投影法等）可以解出這一聯立方程，從而求出每個體素的X線吸收系數或衰減系數，將其排列成數字矩陣（digitalmatrix），數字矩陣經過數字/模擬轉換器（D/A）把數字矩陣中的每個數字轉變為由黑到白不同灰度的小方塊，即像素（pixel），也按矩陣排列，即構成了CT圖像。1．CT成像的基本原理5.1.2CT影像設備功能圖象形成過程:1．C6高壓發生器X線球管人體模型探測器群操作控制臺多幅激光照相機電子計算機模數轉換器內外存儲器CRT顯示器CT影像設備的基本結構與工作原理流程高壓發生器X線球管人體模型探測器群操作控制臺多幅激光照相機電75.1.2CT影像設備功能CT機主要分以下三部分：即①掃描系統（X線管、探測器和掃描架）;②計算機系統（數據儲存、運算等）;③圖像顯示和存儲、照相系統。

2．CT影像設備的組成與功能5.1.2CT影像設備功能CT機主要分以下三部分：即285.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器和掃描機架）:

掃描機架（gantry）內安裝有X線系統、圖像采集、X線過濾器、系統準直器等，其中X線球管和數據采集系統（dataacquisitionsystem，DAS）最為重要。掃描機架的孔徑與傾斜范圍也是兩項重要的應用指標，目前多數掃描機架的孔徑為70cm，傾斜角度通常為±12°～±30°。CT掃描系統的掃描機架與掃描床掃描機架內部結構5.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器95.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器和掃描架）:

X線球管是CT影像設備的心臟部分，由陰極、陽極和真空玻璃或金屬管組成，其類型可分為固定陽極和旋轉陽極兩種。固定陽極X線球管主要應用于單束和多束形的掃描機中，其焦點是矩形的，主要用于第1、2代CT機中；旋轉陽極X線球管主要用在扇束旋轉掃描機中，故在第3、4代CT機中多采用此種X線球管；5.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器105.1.2CT影像設備功能

目前，CT多采用2個焦點交替工作，大大延長了X線球管的壽命，其曝光次數由原來的2萬次達到25～50萬次以上。

2003年末Siemens公司推出所謂的零兆陽極熱容量的概念，代表球管為Straton電子束控金屬球管，是以0.37秒速度進行機架旋轉的球管,可以實現亞毫米滿負荷掃描。Straton電子束控金屬球管外形

5.1.2CT影像設備功能目前，CT多11CT的數據采集系統（DAS）作用是測量X射線束，并將這些數據編碼成二進制數據，送往計算機進行運算。探測器（detector）是DAS系統中重要的部件，其主要功能有：①接受透過病人檢查部位的X射線；②將接收到的X線轉換成模擬形式的電子信號；③將模擬信號放大；④將模擬信號轉換成數字信號（通過A/D轉換器）。CT的數據采集系統（DAS）作用是測量X射線12②計算機系統:CT和MRI等臨床大型醫療設備均使用的是小型計算機。CT的計算機系統包括主計算機和陣列計算機兩部分。主計算機控制CT整個系統的正常工作。其主要的功能有：①掃描監控，并將CT掃描得到的數據進行存儲；②CT值的校正；③圖像的重建控制與圖像后處理；④CT機自身故障的診斷與分析。②計算機系統:CT和MRI等臨床大型醫療設備均使用的13②計算機系統:陣列處理器（ArrayProcessor,AP）：本身不能獨立工作，它與主計算機相連，在其控制下進行高速的數據運算以完成CT掃描的龐大數據量的處理與運算。Philips16排MSCT影像設備的AP柜

CPU3.06GHzHardDisk146GB②計算機系統:陣列處理器（ArrayProcessor,14③圖像顯示與存儲：CT圖像的顯示：由操作臺上的CRT屏顯示，目前多層螺旋CT多配有高性能的工作站（workstation），也可以在工作站的顯示屏上顯示。CT圖像的記錄系統：系統硬盤、外部存儲器等構成。CT圖像的外部存儲器包括磁帶、合式磁帶、光盤、磁光盤、軟盤以及各種照相機等。③圖像顯示與存儲：CT圖像的顯示：由操作臺上的CRT屏顯示，155.1.3CT影像設備主要性能指標CT影像設備可應用于許多領域，如：應用在工業上可以進行無損檢測；應用在農業上可以測量樹木的年輪、蟲蛀或含水情況；應用在地球物理方面可以進行地球資源的勘探、地震的預測以及地質結構的確定等。在醫學上，目前的CT影像設備幾乎可以應用于人體各個部位的檢查，在臨床疾病的診斷和治療中發揮越來越重要的作用。5.1.3CT影像設備主要性能指標CT影像設備可應用16CT值：是CT圖像中各種組織與X線吸收系數（μ值）相當的對應值，它是從人體組織器官的μ值換算出來的。CT值=(μ-μw)/μw?a

，其中μ和μw分別為受檢物和水的吸收系數（骨皮質吸收系數為2.0，空氣吸收系數為0，水的吸收系數為1.0），a為分度因數。一般將人體組織CT值劃分為2000個單位（HU），最上界為骨+1000HU，最下界為空氣-1000Hu，水的理想CT值為0。CT值不是絕對不變的數值，與X線管電壓、CT設備、掃描層厚等因素有關。CT值有助于大致判斷組織類型，從而有助于提示疾病的診斷。CT值：是CT圖像中各種組織與X線吸收系數（μ值）相當的對應171．X線球管的熱容量與散熱率熱容量的單位MHU，X線球管的熱容量越大，表示可承受的工作電流越大，連續工作的時間也越長；散熱率的單位是kHU，散熱率越高，說明X線球管的性能越好。如：TOSHIBA公司的Aquilion16排MSCT的X線球管熱容量達到7.5MHU，散熱率達到1386KHU/min；而GE公司的64排LightSpeedVCT的X線球管熱容量達到8.0MHU,散熱率超過2100KHU/min。1．X線球管的熱容量與散熱率182．探測器的數量探測器是位于X線球管和計算機系統之間重要的數據檢測部件。一般來說，探測器的數量越多，采集到的掃描數據就越多，可提高X射線的利用率，相應的縮短掃描時間和提高圖像的質量。比如GE公司LightSpeed16排MSCT的探測器系統共有24排矩陣式探測器組合，每排有912個稀土陶瓷探測器，共有21，888個探測器。2．探測器的數量193．掃描時間、重建時間和周期時間

CT掃描時間是指X線球管以一定的層厚圍繞人體旋轉掃描一周（360°）所需要的時間。掃描時間取決于X線球管旋轉的速度與能力，以往的CT掃描時間為1s、2s、3s或更長，現在已實現了亞秒掃描。如GE公司LightSpeedPlus16排CT的掃描時間為0.5s；

Philips公司的Brilliance16排CT最短掃描時間可達0.42s；掃描時間的縮短可以減少病人的檢查時間，提高單位時間內病人的檢查量，還能減少不配合病人的運動偽影等。3．掃描時間、重建時間和周期時間203．掃描時間、重建時間和周期時間重建時間是指計算機的陣列處理器將CT掃描的原始數據重建成圖像所需要的時間。目前，由于計算機功能的異常強大,CT圖像的重建速度有了大幅度提升，如先進的16排MSCT能夠在1秒重建出12幅512×512的圖像。圖像掃描與重建時間7分鐘圖像掃描與重建時間＜7秒3．掃描時間、重建時間和周期時間圖像掃描與重建時間7分213．掃描時間、重建時間和周期時間周期時間是指從CT掃描開始、圖像的重建、直到圖像的顯示這一全過程所需要的時間，一般來說，周期時間是掃描時間與重建時間的總和。最大連續掃描時間是指螺旋CT掃描時的X線球管連續、不間斷曝光時間的長短。該時間的長短不僅與X線球管的熱容量和散熱率因素有關，還與DAS數據采集的速度、計算機的處理能力等因素有關。目前的多層螺旋CT最大的連續掃描時間可以超過100秒。3．掃描時間、重建時間和周期時間22（4）CT掃描方式（5）計算機硬磁盤容量（6）矩陣矩陣（matrix）是數字圖像的格式，矩陣的大小直接決定了CT圖像像素的大小與分辨率，矩陣與像素大小的關系：

像素（mm）=掃描野（FOV）mm/矩陣。矩陣包括重建矩陣和顯示矩陣。早期CT機的矩陣較小，一般為256×256，320×320等；目前的CT機的矩陣增加到512×512，1024×1024；還有的CT機的重建矩陣為512×512，而顯示矩陣為1024×1024，對于顯示的CT圖像而言，其矩陣的大小不能小于重建矩陣。（4）CT掃描方式237．高對比度分辨力高對比度分辨力（highcontrastresolution）也稱空間分辨力（spatialresolution）是指在CT圖像中可辨認的相鄰物體空間幾何尺寸的最小限度，即對影像細微結構的分辨能力。高對比度分辨力有兩種表示方法，即每厘米包含多少線對數（Lp/cm）或毫米線徑（mm）。以往的CT機的高對比度分辨力一般在10Lp/cm左右，目前的最先進的多層螺旋CT機分辨力可達到24Lp/cm或更高。7．高對比度分辨力248．低對比度分辨力

低對比度分辨力（lowcontrastresolution）又稱密度分辨力（densityresolution）是指在低對比情況下，圖像中能夠區分物體密度的微小差別的能力，用百分數（%）表示。影響因素有探測器靈敏度和采集層厚等。

CT圖像的密度分辨力明顯高于X線圖像，一般比X線圖像高10～20倍，這是CT機性能的標志性優點之一。9．時間分辨率時間分辨率（temporalresolution）是指影像設備在單位時間內采集圖像的幀數。該性能指標與CT機對每幀圖像的采集時間、重建時間以及連續成像的能力有關。8．低對比度分辨力25（10）其他性能指標及概念偽影、噪聲、體素與像素、重建與重組、CT值、窗口技術、部分容積效應等。重建與重組（reconstructionandreformation）CT圖像的重建與重組實際上不是同一個概念。重建是指原始CT掃描得到的數據經過計算機采用特定的算法進行處理，最后得到能用于診斷的一幅圖像，這一處理方法或過程稱為重建；而重組是不涉及原始數據處理的一種圖像處理方法。（10）其他性能指標及概念26（10）其他性能指標及概念窗口技術：人體組織的CT值范圍是2000個單位，人體的CT圖像實際上是用2000個灰度值表示的、層次非常豐富，而人眼一般僅能分辨出16個灰度等級。若將2000個灰度等級劃分為16個灰階，則每個灰階所能分辨的CT值為2000／16=125HU，也就是說，當相鄰的兩種組織的CT值相差125HU時，人眼才能將兩者區分出來。為了顯示組織結構的細節和反映準確的密度差值，就必須使用窗口技術窗位（windowlevel）是指觀察某一組織結構細節時，以該組織的CT值為中心進行觀察。如腦組織的CT值大約為35HU，則窗位選擇為35HU，窗寬常用100HU。窗寬（windowwidth）是指顯示圖像所包含的CT值范圍，在此范圍內的組織結構按密度的高低從白到黑分為16個灰度等級進行觀察分析。調節窗寬主要影響對比度，窗寬大則圖像層次多，組織對比少，反之亦然。

（10）其他性能指標及概念27（10）其他性能指標及概念部分容積效應：CT圖像上各個像素的數值代表相應單位組織全體的平均CT值，它不能如實反映該單位內各種組織本身的CT值。在CT掃描中，凡小于層厚的病變，其CT值受層厚內其它組織的影響，所測出的CT值不能代表病變的真正的CT值：如在高密度組織中較小的低密度病灶，其CT值偏高；反之，在低密度組織中的較小的高密度病灶，其CT值偏低，這種現象稱為部分容積效應。采用薄的掃描層面和高矩陣重建或顯示圖像，有助于減少部分容積效應的影響。（10）其他性能指標及概念285.2醫學CT影像設備成像系統5.2.1數據采集系統5.2.2計算機和圖像重建系統5.2.3圖像顯示和存儲系統5.2醫學CT影像設備成像系統5.2.1數據采集系統29

醫學CT影像設備的數據采集系統（dataacquisitionsystem，DAS）包括探測器、緩沖器、積分器和A/D轉換器等部分。在CT掃描過程中，由探測器檢測到的透過人體組織結構的不可見的X線光轉換成模擬電信號，在計算機的控制下，經過緩沖、積分放大后進行模數（A/D）轉換，形成原始的數字信號并送給計算機運算。

探測器（detector）是一種能量轉換裝置，常用的有兩種基本類型：一種是收集電離電荷的探測器，包括氣體和固體探測器；

一種是閃爍晶體探測器，主要是半導體探測。5.2.1數據采集系統醫學CT影像設備的數據采集系統（dataac30（1）氣體探測器技術應用的是氣體電離室，當X線進入探測器時，極板間的氙氣被電離形成帶電離子，在電場作用下，帶電離子沿著電場線形移動形成電流，該電流在外電路電阻中產生一個電壓信號，輸送到檢測電路。到DAS電信號氙氣探測器X-ray（1）氣體探測器技術應用的是氣體電離室，當X線進入探測器時，31（2）閃爍晶體探測器是利用某些晶體受到照射后發光的特征制成的，常用的閃爍晶體有碘化鈉等，具有殘光少，轉換效率高，性能穩定等優點。目前最先進的多層螺旋CT機設備的探測器采用超快速稀土陶瓷材料制作。

閃爍晶體探測器的工作原理是：當X線照射到晶體后，原子接受X線光量子的能量，產生激發或電離，處于激發狀態的原子返回到原來的基態時，即釋放出能量，這種能量會以熒光光子的形態出現，經過光導傳給光電倍增管的光電陰極上，使其上的光電敏感物質發出光電子，聚焦后投射到光電倍增管的聯極進一步增大打在陽極上，并在輸出電阻上形成一個電壓脈沖反饋到檢測電路。（2）閃爍晶體探測器是利用某些晶體受到照射后發光的特征制成的32（2）A/D轉換器在DAS系統中也起著重要的作用，它是將從探測器所獲得的脈動的模擬信號，經過緩沖處理后進行積分放大，再轉變成數字信號輸送給計算機進行運算。（2）A/D轉換器在DAS系統中也起著重要的作用，它是將從探33

以第3代CT為例說明CT成像的基本步驟與過程，即產生X線——收集數據——處理數據——顯示圖像。

X線的產生是在高壓發生器作用下由X線球管發出的。在CT掃描過程中X線穿過人體后由探測器接受，收據數據系統（DAS）每秒種向探測器取樣984次，每次取樣可以認為是一次投影，總投影數=每秒取樣數×掃描速度（S）。例如:第3代CT機DAS內共有47塊模擬濾過器板，每塊板上有16個通道，則共有752個通道，每個通道每秒采樣次數為984次，這些采樣數據傳送到重建和數據收集處理器（RDCP），經過暫存、過濾處理后送到磁盤上保存。5.2.2

計算機和圖像重建系統以第3代CT為例說明CT成像的基本步驟與過程，34數據處理和圖像重建的基本過程是：（1）由數據收集系統（DAS）采集的投影數據，首先送到A/D轉換器。（2）陣列處理器（AP）的輸入/輸出處理器（IOP）接收DAS的投影數據，必要時進行數據的壓縮和重定格式處理，然后再將這些數據傳送到主存儲器的緩沖器中。（3）AP的運算單元（由存儲傳輸處理器、超高速緩沖存儲器、數字轉換處理器和算術運算單元等構成）將被濾過的投影數據再傳送到反投影系統。（4）反投影控制器將接收到的投影數據分配到反投影板上的各個單元，每個反投影單元（包含三個存儲器，分別是E存儲器、L存儲器和H存儲器）容納的數據可從一個投影到六個投影，并被同時存儲起來。數據處理和圖像重建的基本過程是：35（5）在主存儲器中，AP軟件為影像數據建立有一個分區，在投影數據被送到反投影單元后，影像數據已經為處理作好準備，反投影控制器接收影像數據并將它們送到反投影板進行處理。（6）影像數據與每個反投影單元的結果一起傳送到每個反投影板進行求和運算，在離開最后一個反投影單元后，影像數據返回主存儲器，等待下一組投影數據的裝入。（7）在影像數據被輸送到主控計算機之前，合成掃描影像需要運算單元進行處理和統一換算。（8）最后，這些合成的像素數據被輸送到主控計算機進行存儲和顯示。（5）在主存儲器中，AP軟件為影像數據建立有一個分區，在投影36CT圖像的顯示（imagingdisplay）可以由操作臺上的CRT屏顯示（單屏或雙屏），目前多層螺旋CT多配有高性能的工作站（workstation），也可以在工作站的顯示屏上顯示圖像，并利用工作站的應用軟件進行圖像的后處理和照相等工作。5.2.3

圖像顯示和存儲系統CT圖像的顯示（imagingdisplay37

無論CT圖像采取何種介質存儲，最終還必須提供一種途徑產生硬拷貝，即CT影像膠片。早期的CT機多使用多幅照相機，目前已經被淘汰。

激光照相機則以速度快、連續批量打印，成像清晰、分辨率高，集成度高、網絡化和明室操作等優點，現在已經成為醫學影像設備常用的硬拷貝工具。目前激光照相機可分為濕式與干式相機，后者可能是將來發展的趨勢。5.2.3

圖像顯示和存儲系統無論CT圖像采取何種介質存儲，最終還必須提供385.2.3

圖像顯示和存儲系統干式相機成像原理圖5.2.3圖像顯示和存儲系統干式相機成像原理圖395.3

螺旋CT5.3.1螺旋CT主要特點5.3.2螺旋CT臨床應用5.3螺旋CT5.3.1螺旋CT主要特點40螺旋CT掃描工作示意圖螺旋CT掃描工作示意圖411．滑環技術滑環技術是螺旋掃描的基礎，它的發明問世標志著CT成像技術進入一個快速發展的新時代。滑環技術的重大貢獻是解決了CT機架旋轉部分與靜止部分的饋電和信號傳遞方式問題，可以實現X線球管連續旋轉和曝光。它是用一個滑環和一個碳刷代替了電纜，當碳刷沿著滑環滑動時，則經滑環與碳刷向X線球管供電。由于擺脫了各種電纜的纏繞限制，而且X線發生器和探測器均安裝在一個滑環上，因此滑環可單方向連續旋轉。1．滑環技術42

滑環有三部分組成：①傳送設備操作與控制信號的低壓環；②供應X線球管與變壓器電源的高壓環；③探測器傳送數據的數據環。依照高壓環上的電壓不同，又可以分為低壓滑環與高壓滑環兩種。滑環有三部分組成：43

低壓滑環是指通過滑環技術對CT掃描機架以低電壓饋電的方式，它由外界將數百伏的直流電輸入到掃描機架內，電壓較低，容易實現良好的絕緣，數據傳輸性能穩定。其主要缺點是容易產生電弧問題（由焊接電源供給的，在兩極間產生強烈而持久的氣體放電現象—叫電弧。），因此要求碳刷與滑環接觸電阻非常小，滑環常采用電阻率非常低的材料制作而成。由于低壓滑環的高壓發生器是安裝在機座旋轉架上的，因此要求發生器的體積小、重量輕、功率大，一般普遍采用中高頻逆變技術，它是滑環技術的關鍵。由于低壓滑環對絕緣要求不高，而且安全、穩定、可靠，因此被大多數CT廠家所采用。低壓滑環是指通過滑環技術對CT掃描機架以低電壓44

高壓滑環是利用滑環技術將高壓電饋入機架內以供給X線球管產生X射線。旋轉的高壓滑環安裝在充滿絕緣或惰性氣體的，高壓發生器產生120kV至140kV的電壓，經滑環進入機座內的旋轉架上。其優點是可以使高壓發生器外置，一方面不增加旋轉機架的重量，也不必擔心滑環因觸點電流而引起的溫度升高問題，掃描的速度也比低壓滑環要快；另一方面，高壓發生器不受體積重要的限制，可使發生器功率做的很大。高壓滑環的缺點是容易引起機架的旋轉部件和靜止部件及接觸臂、電刷之間的高壓放電，由此引發高壓噪聲，影響數據采集。目前的螺旋CT很少采用高壓滑環技術。高壓滑環是利用滑環技術將高壓電饋入機架內以供給X452．非螺旋CT與螺旋CT掃描方式的比較

螺旋CT掃描采用的滑環技術，去除了X線球管與機架之間的電纜連接的束縛，使得球管、探測器系統可以單向連續旋轉，每旋轉360°的掃描時間可以縮短到1秒或亞秒，明顯提高了掃描速度和檢查效率。更主要的是在連續掃描的同時，檢查床也單向勻速移動，使得整個掃描的軌跡類似螺旋管，它所采集的數據是某一檢查器官或部位連續的掃描數據，即容積數據，因此也稱這種掃描方式為容積掃描。2．非螺旋CT與螺旋CT掃描方式的比較465.3.1螺旋CT主要特點（1）螺旋CT掃描中的參數與概念

螺距（pitch）：是指X線球管掃描旋轉一周檢查床運行的距離與射線束寬度的比值，當螺距等于1時，說明掃描旋轉一周檢查床移動的距離與X線射線束的寬度相等。一般來說，增加螺距可以提高掃描的速度，縮短掃描的時間，但是圖像的質量會有所下降。當螺距等于零時與非螺旋CT的掃描相同。5.3.1螺旋CT主要特點47（1）螺旋CT掃描中的參數與概念

重建間隔：是指被重建的相鄰兩個層面橫斷面之間長軸方向的距離。通過采用不同的重建間隔，可以確定被重建圖像的層面重疊程度；另外重建間隔與被重建圖像的質量也有直接關系，當重建間隔增大時圖像的質量得以改善。

回顧性重建：螺旋CT掃描的一個重要特性就是可以回顧性重建，即先收集螺旋掃描的原始數據，然后可以脫離螺距在任何位置上對圖像進行體層重建。成像范圍：即CT掃描一次采集中成像的第一層面中點與成像的最后一層面中點之間的距離。（1）螺旋CT掃描中的參數與概念48（2）螺旋CT掃描的圖像重建螺旋CT的圖像重建方式必須采取特殊的方法從螺旋掃描數據中合成平面數據，該種重建方法稱為內插法，其理論是螺旋掃描數據段的任何一點，可以采用相鄰兩點的掃描數據通過插值，然后再作濾過反投影重建出一幅螺旋掃描的平面圖像。目前常用的數據內插方式主要有兩種：360°線性內插和180°線性內插。360°線性內插算法多在螺旋CT的早期被使用，其主要缺點是由于層厚響應曲線增寬，是圖像的質量有所下降。現在螺旋CT多采用180°線性內插法，它是采集靠近重建平面的兩點掃描數據，通過內插形成新的平面數據。它與360°內插法主要的區別是采用了第2個螺旋掃描的數據，并使其偏移了180°角，從而能夠靠近被重建的數據平面，進而克服360°內插法的不足改善了重建圖像的質量。此外，較少應用的高功能內插還有單邊葉法和雙變葉法等。（2）螺旋CT掃描的圖像重建49（3）螺旋CT影像設備的優缺點與非螺旋CT掃描比較，螺旋CT掃描主要具有以下優點：①螺旋CT連續掃描的能力，使得整個器官或一個部位可以在一次屏氣中完成掃描，從而避免漏掃或重掃。②由于沒有層與層面之間的停頓，使得一次掃描檢查的時間明顯縮短，有益于危重病人和不配合病人的檢查。③對于肺臟、肝臟等受呼吸影響的臟器，由于在屏氣情況下一次完成掃描，可以避免小病灶的遺漏。④病人運動形成的偽影，由于掃描速度的提高而得以減少或避免。⑤可進行任意回顧性重建，沒有層面間隔大小和重建次數的限制。⑥單位時間內掃描速度的提高，使CT增強掃描時對比劑的利用率提高和增強效果改善。⑦由于螺旋CT掃描得到的是容積掃描數據，因此使得多平面和三維重建圖像的質量有了明顯改善。

螺旋CT掃描也存在一定的不足，主要包括：①由于掃描時檢查床的運動產生一定的偽影，在Z軸上的空間分辨率有所降低。②螺旋CT掃描圖像的噪聲較傳統CT有所增高（內插法的一個缺陷就是使噪聲增加）。③螺旋CT圖像處理的時間較長，并需要計算機大容量的存儲能力和運算能力。④螺旋CT仍受到最大掃描容積的限制。（3）螺旋CT影像設備的優缺點50（4）螺旋CT臨床應用螺旋CT的圖像重建技術與應用多平面重建（multi-plannerreconstruction，MPR）是指在任意平面對螺旋CT掃描的容積資料進行多個平面分層重組，形成冠狀、矢狀、斜面及曲面等任意平面的圖像。多平面重建方法適用于全身各個部位。A為盆腔CT掃描的矢狀面重建；B為右肺腫瘤（橫斷面）；C為右肺腫瘤矢狀面重建（4）螺旋CT臨床應用A為盆腔CT掃描的矢狀面重建；B為右肺51三維重建（3-dimensionalreconstruction）是將螺旋CT掃描的容積數據在工作站3D重建軟件的支持下合成三維圖像，并可進行360°實時旋轉，以便從不同的角度觀察病灶。主要應用于顱面部及骨骼系統，以觀察顱底骨質、頜面部、脊柱小關節、復合關節、骨盆等部位的骨折或畸形。

A為SSD重建顯示右面部血管畸形；B為同一病人的右側面觀三維重建（3-dimensionalreconstruc52最大密度投影（maximumintensityprojection，MIP）是將經線所通過的螺旋CT掃描容積組織或物體中的每個像素的最大強度值進行投影，反映的是組織結構密度的差異，故對比度很高。A為MIP重建顯示左輸尿管下端結石及梗阻；B為同一病人的3D重建圖像。最大密度投影（maximumintensityproj53（4）最小密度投影（minimumintensityprojection，MinIP）是利用螺旋CT容積數據中在視線方向上密度最小的像元值進行投影成像的技術。該技術方法主要應用于氣道的顯示，如氣管支氣管、喉部等，有時也用于肝臟增強后肝內擴張膽管的顯示。A為MinIP顯示正常支氣管樹；B為復發性多軟骨炎，顯示氣道狹窄（4）最小密度投影（minimumintensitypr54表面遮蓋顯示技術（shadedsurfacedisplay，SSD），按照表面數學模式進行處理，將超過預設的CT閾值的相鄰像素連接而重組成圖像。該技術主要應用于骨骼系統，如顱面部、骨盆和脊柱等解剖結構復雜的部位，其空間立體感較強，解剖關系清晰，有利于病灶的定位。

CT血管造影（CTangiography，CTA）是指靜脈注射對比劑后，在循環血液中及靶血管內對比劑濃度達到最高峰的時間內，進行螺旋CT容積掃描，經過計算機軟件最終重建出靶血管數字化的立體影像。A為CTA顯示肺靜脈血管與心臟；B為腦血管CTA；C為頸動脈CTA顯示軟斑塊表面遮蓋顯示技術（shadedsurfacedispl55

CT仿真內窺鏡技術（CTvirturalendoscopy，CTVE）是螺旋CT容積掃描和計算機仿真技術相結合的產物，它是利用計算機相應的軟件功能，將CT容積掃描獲得的圖像數據進行后處理，重建出空腔器官表觀立體的圖像，類似纖維內窺鏡所見。A為結腸CTVE顯示結腸息肉；B為支氣管CTVE顯示左下肺支氣管閉塞CT仿真內窺鏡技術（CTvirturalendosco56螺旋CT臨床應用價值

中樞神經系統疾病的螺旋CT診斷價值很高，其應用最早，也最普遍，如顱腦腫瘤、腦外傷、腦梗死及腦出血以及椎管內腫瘤和椎間盤突出等的診斷均有很高的價值。

對頭頸部疾病的CT診斷也很有價值，如眼眶腫瘤、鼻竇疾病、中耳及乳突疾病等。

胸部由于具有優良的天然對比，螺旋CT診斷的價值日益顯出優越性，尤其是HRCT的應用，對于早期肺腫瘤、肺小結節病變以及肺間質病變與肺功能的評價均有很大的診斷價值，有成為肺臟疾病常規影像檢查的趨勢。

腹部及盆腔疾病的CT診斷也應用日益廣泛，主要應用于肝臟、膽道、胰腺、脾臟、腹腔與腹膜后腔以及泌尿和生殖系統疾病的診斷；但螺旋CT技術在胃腸道等管腔臟器疾病的檢查中，尤其是對早期病變的顯示和診斷還有一定的限度。

骨骼肌肉系統疾病多通過X線檢查即可以明確診斷，CT應用相對較少，但對于腫瘤病變的觀察和解剖結構復雜部位骨折的顯示可以選擇應用CT檢查。

CT檢查是屬于有一定X射線輻射的技術方法，在臨床應用中應掌握防護的原則，如時間防護、距離防護及屏蔽防護等。螺旋CT臨床應用價值575.4多排螺旋CT5.4.1

多排螺旋CT的成像特點5.4.2

多排螺旋CT的技術特點5.4.3多排螺旋CT硬件和設計的改進5.4多排螺旋CT5.4.1多排螺旋CT的成像特點585.4.1多排螺旋CT的成像特點

MSCT與單層螺旋CT主要的區別是探測器的結構不同。如前所述，單層螺旋CT的層厚由準直器決定，而多層螺旋CT的層厚由探測器的寬度及其組合而決定。在非螺旋CT掃描中，X射線束完全是一個垂直的平面，圖像的重建過程可以直接采用投影的數據，不需要做任何的修正；多層螺旋CT（尤其是4排以上者）由于探測器排數的增寬，使得X射線呈錐形束，在掃描過程中，X線球管在X、Y平面上運行，而病人是在Z軸方向上移動，兩者的同時運動所采集到的數據實際上是一個螺旋狀的掃描數據段，對于橫斷面圖像重建來說，不能直接采用某一個斷面的投影數據，必須先采集重建層面鄰近數據的內插，然后才能按照非螺旋CT掃描圖像重建的方法重建出橫斷面圖像。5.4.1多排螺旋CT的成像特點595.4.2多排螺旋CT的技術特點

MSCT的發展十分迅速，醫療市場的CT機型已經由幾年前的4排、8排為主，發展到現在的16排、64排為主要產品的現狀。目前許多中級以上的醫院在考慮MSCT的購置時均首先定位于16排CT，甚至考慮64排CT，后者機型在短短的兩年時間國內裝機已超過20臺。以下分別以4排、16排CT機為例簡要介紹其技術特點。

4排螺旋CT：從探測器設計結構上一般有三種類型：一種是Toshiba公司的混合型結構，一種是GE公司的對稱型結構，另一種是Siemens/Philips的非對稱型結構。目前已經趨向于更多采用混合型結構，即中央探測器窄，兩側探測器寬，后者比前者寬1倍。5.4.2多排螺旋CT的技術特點60A顯示各向異性；B顯示各向同性；C為16排MSCT冠狀重建圖像清晰可見葉間裂A顯示各向異性；B顯示各向同性；C為16排MSCT冠狀重建圖61

16排螺旋CT：目前，各公司的16排螺旋CT的探測器已經全部改變為混合式排列結構，以達到薄層掃描與大范圍掃描兩者的有機結合。其特點包括：①薄層掃描能力更強（均達到亞毫米掃描，0.5/0.625/0.75mm）；②掃描速度更快（最短可達到0.4S,速度比原來提高了20%）,使得MSCT成像技術在心臟領域的應用更加如魚得水。當然,目前的64排CT在冠狀動脈及其他小血管的成像方面顯示出更強的優勢，并且操作更加容易和常規化。③軟件功能更加豐富和強大，比如CT灌注成像技術的進一步成熟與應用，使得CT的診斷由過去傳統的解剖形態診斷步入了一個集形態與功能于一體的新時代。16排螺旋CT：目前，各公司的16排螺旋CT的探測器已經全625.5CT影像設備新技術進展與應用（1）CT掃描速度的提升（2）圖像處理技術的提升近年來，MSCT的灌注（CTperfusion）成像技術也得到進一步的發展和成熟，它是指在CT掃描中，靜脈注射對比劑的同時，對選定的層面進行連續多次掃描，以獲得該層面內每一像素的時間-密度曲線（timedensitycurve，TDC），根據該曲線利用不同的數學模型計算出反映組織灌注狀態的幾個參數，以此來評價組織器官的灌注狀態。

右下肺癌CT灌注。A為原始灌注圖；B為BV功能彩圖；C為PS功能彩圖5.5CT影像設備新技術進展與應用（1）CT掃描速度的提63

1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而是你努力的不夠多。

2、孤單一人的時間使自己變得優秀，給來的人一個驚喜，也給自己一個好的交代。

3、命運給你一個比別人低的起點是想告訴你，讓你用你的一生去奮斗出一個絕地反擊的故事，所以有什么理由不努力!

4、心中沒有過分的貪求，自然苦就少。口里不說多余的話，自然禍就少。腹內的食物能減少，自然病就少。思緒中沒有過分欲，自然憂就少。大悲是無淚的，同樣大悟無言。緣來盡量要惜，緣盡就放。人生本來就空，對人家笑笑，對自己笑笑，笑著看天下，看日出日落，花謝花開，豈不自在，哪里來的塵埃!

25、你不能拼爹的時候，你就只能去拼命！

26、如果人生的旅程上沒有障礙，人還有什么可做的呢。

27、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。勵志名言：比別人多一點執著，你就會創造奇跡

28、偉人之所以偉大，是因為他與別人共處逆境時，別人失去了信心，他卻下決心實現自己的目標。

29、人生就像一道漫長的階梯，任何人也無法逆向而行，只能在急促而繁忙的進程中，偶爾轉過頭來，回望自己留下的蹣跚腳印。

30、時間，帶不走真正的朋友；歲月，留不住虛幻的擁有。時光轉換，體會到緣分善變；平淡無語，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在與不在，都會惦念；無心的情，無論你好與不好，只是漠然。走過一段路，總能有一次領悟；經歷一些事，才能看清一些人。

31、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。

32、命好不如習慣好。養成好習慣，一輩子受用不盡。

33、比別人多一點執著，你就會創造奇跡。50、想像力比知識更重要。不是無知，而是對無知的無知，才是知的死亡。

51、對于最有能力的領航人風浪總是格外的洶涌。

52、思想如鉆子，必須集中在一點鉆下去才有力量。

53、年少時，夢想在心中激揚迸進，勢不可擋，只是我們還沒學會去戰斗。經過一番努力，我們終于學會了戰斗，卻已沒有了拼搏的勇氣。因此，我們轉向自身，攻擊自己，成為自己最大的敵人。

54、最偉大的思想和行動往往需要最微不足道的開始。

55、不積小流無以成江海，不積跬步無以至千里。

56、遠大抱負始于高中，輝煌人生起于今日。

57、理想的路總是為有信心的人預備著。

58、抱最大的希望，為最大的努力，做最壞的打算。

59、世上除了生死，都是小事。從今天開始，每天微笑吧。

60、一勤天下無難事，一懶天下皆難事。

61、在清醒中孤獨，總好過于在喧囂人群中寂寞。

62、心里的感覺總會是這樣，你越期待的會越行越遠，你越在乎的對你的傷害越大。

63、彩虹風雨后，成功細節中。

64、有些事你是繞不過去的，你現在逃避，你以后就會話十倍的精力去面對。

65、只要有信心，就能在信念中行走。

66、每天告訴自己一次，我真的很不錯。

67、心中有理想再累也快樂

68、發光并非太陽的專利，你也可以發光。

69、任何山都可以移動，只要把沙土一卡車一卡車運走即可。

70、當你的希望一個個落空，你也要堅定，要沉著！

71、生命太過短暫，今天放棄了明天不一定能得到。

72、只要路是對的，就不怕路遠。

73、如果一個人愛你、特別在乎你，有一個表現是他還是有點怕你。

74、先知三日，富貴十年。付諸行動，你就會得到力量。

75、愛的力量大到可以使人忘記一切，卻又小到連一粒嫉妒的沙石也不能容納。

1、這世上，沒有誰活得比誰容易，只是有人在呼天搶地，有人在默默努力。

2、當熱誠變成習慣，恐懼和憂慮即無處容身。缺乏熱誠的人也沒有明確的目標。熱誠使想象的輪子轉動。一個人缺乏熱誠就象汽車沒有汽油。善于安排玩樂和工作，兩者保持熱誠，就是最快樂的人。熱誠使平凡的話題變得生動。

3、起點低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一場馬拉松比賽，拼的不是起點，而是堅持的耐力和成長的速度。只要努力不止，進步也會不止。

4、如果你不相信努力和時光，那么時光第一個就會辜負你。不要去否定你的過去，也不要用你的過去牽扯你的未來。不是因為有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。

5、人生每天都要笑，生活的下一秒發生什么，我們誰也不知道。所以，放下心里的糾結，放下腦中的煩惱，放下生活的不愉快，活在當下。人生喜怒哀樂，百般形態，不如在心里全部淡然處之，輕輕一笑，讓心更自在，生命更恒久。積極者相信只有推動自己才能推動世界，只要推動自己就能推動世界。

6、人性本善，純如清溪流水凝露瑩爍。欲望與情緒如風沙襲擾，把原本如天空曠蔚藍的心蒙蔽。但我知道，每個人的心靈深處，不管烏云密布還是陰淤蒼茫，但依然有一道彩虹，亮麗于心中某處。

7、每個人的心里，都藏著一個了不起的自己，只要你不頹廢，不消極，一直悄悄醞釀著樂觀，培養著豁達，堅持著善良，只要在路上，就沒有到達不了的遠方！

8、不要活在別人眼中，更不要活在別人嘴中。世界不會因為你的抱怨不滿而為你改變，你能做到的只有改變你自己！

9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天賜，不都是一路披荊斬棘才換來的。

10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你會覺得解脫。但舌頭總會不由自主地往那個空空的牙洞里舔，一天數次。不痛了不代表你能完全無視，留下的那個空缺永遠都在，偶爾甚至會異常掛念。適應是需要時間的，但牙總是要拔，因為太痛，所以終歸還是要放手，隨它去。

11、這個世界其實很公平，你想要比別人強，你就必須去做別人不想做的事，你想要過更好的生活，你就必須去承受更多的困難，承受別人不能承受的壓力。

12、逆境給人寶貴的磨煉機會。只有經得起環境考驗的人，才能算是真正的強者。自古以來的偉人，大多是抱著不屈不撓的精神，從逆境中掙扎奮斗過來的。

13、不同的人生，有不同的幸福。去發現你所擁有幸運，少抱怨上蒼的不公，把握屬于自己的幸福。你，我，我們大家都可以經歷幸福的人生。

14、給自己一份堅強，擦干眼淚；給自己一份自信，不卑不亢；給自己一份灑脫，悠然前行。輕輕品，靜靜藏。為了看陽光，我來到這世上；為了與陽光同行，我笑對憂傷。

15、總不能流血就喊痛，怕黑就開燈，想念就聯系，疲憊就放空，被孤立就討好，脆弱就想家，不要被現在而蒙蔽雙眼，終究是要長大，最漆黑的那段路終要自己走完。21、每個人都有潛在的能量，只是很容易：被習慣所掩蓋，被時間所迷離，被惰性所消磨。

22、不論你在什么時候開始，重要的是開始之后就不要輕言放棄。

23、恨別人，痛苦的卻是自己。

24、每天醒來，敲醒自己的不是鐘聲，而是夢想。

25、你不能拼爹的時候，你就只能去拼命！

26、如果人生的旅程上沒有障礙，人還有什么可做的呢。

27、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。勵志名言：比別人多一點執著，你就會創造奇跡

28、偉人之所以偉大，是因為他與別人共處逆境時，別人失去了信心，他卻下決心實現自己的目標。

29、人生就像一道漫長的階梯，任何人也無法逆向而行，只能在急促而繁忙的進程中，偶爾轉過頭來，回望自己留下的蹣跚腳印。

30、時間，帶不走真正的朋友；歲月，留不住虛幻的擁有。時光轉換，體會到緣分善變；平淡無語，感受了人情冷暖。有心的人，不管你在與不在，都會惦念；無心的情，無論你好與不好，只是漠然。走過一段路，總能有一次領悟；經歷一些事，才能看清一些人。

31、我們無法選擇自己的出身，可是我們的未來是自己去改變的。

32、命好不如習慣好。養成好習慣，一輩子受用不盡。

33、比別人多一點執著，你就會創造奇跡。1、不是井里沒有水，而是你挖的不夠深。不是成功來得慢，而64第5章醫學CT影像設備與應用5.1CT影像設備簡述5.2醫學CT影像設備成像系統5.3螺旋CT5.4多排螺旋CT5.5CT影像設備新技術進展與應用第5章醫學CT影像設備與應用5.1CT影像設備簡述655.1CT影像設備簡述5.1.1CT影像設備發展概況5.1.2CT影像設備功能5.1.3CT影像設備主要性能指標5.1CT影像設備簡述5.1.1CT影像設備發展概況66N．Housfield科馬克

N．Housfield科馬克67雙能CT掃描儀雙能CT掃描儀685.1.2CT影像設備功能

利用高度準直X線束環繞人體某一部位,并以一定層厚的層面進行斷層掃描,部分X線光子被組織器官吸收,X線強度因而衰減,未被吸收的X線光子穿透人體后,由探測器接收,將其轉變為可見光后,經放大由光電轉換器轉變為電信號,再經模擬/數字轉換器轉為數字信號,輸入計算機進行運算處理.1．CT成像的基本原理5.1.2CT影像設備功能利用高度準直X線束環695.1.2CT影像設備功能圖象形成過程:CT每掃描一次，即可得到一個方程，經過若干次掃描，即得到一聯立方程。經過計算機運算（傅立葉轉換、反投影法等）可以解出這一聯立方程，從而求出每個體素的X線吸收系數或衰減系數，將其排列成數字矩陣（digitalmatrix），數字矩陣經過數字/模擬轉換器（D/A）把數字矩陣中的每個數字轉變為由黑到白不同灰度的小方塊，即像素（pixel），也按矩陣排列，即構成了CT圖像。1．CT成像的基本原理5.1.2CT影像設備功能圖象形成過程:1．C70高壓發生器X線球管人體模型探測器群操作控制臺多幅激光照相機電子計算機模數轉換器內外存儲器CRT顯示器CT影像設備的基本結構與工作原理流程高壓發生器X線球管人體模型探測器群操作控制臺多幅激光照相機電715.1.2CT影像設備功能CT機主要分以下三部分：即①掃描系統（X線管、探測器和掃描架）;②計算機系統（數據儲存、運算等）;③圖像顯示和存儲、照相系統。

2．CT影像設備的組成與功能5.1.2CT影像設備功能CT機主要分以下三部分：即2725.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器和掃描機架）:

掃描機架（gantry）內安裝有X線系統、圖像采集、X線過濾器、系統準直器等，其中X線球管和數據采集系統（dataacquisitionsystem，DAS）最為重要。掃描機架的孔徑與傾斜范圍也是兩項重要的應用指標，目前多數掃描機架的孔徑為70cm，傾斜角度通常為±12°～±30°。CT掃描系統的掃描機架與掃描床掃描機架內部結構5.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器735.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器和掃描架）:

X線球管是CT影像設備的心臟部分，由陰極、陽極和真空玻璃或金屬管組成，其類型可分為固定陽極和旋轉陽極兩種。固定陽極X線球管主要應用于單束和多束形的掃描機中，其焦點是矩形的，主要用于第1、2代CT機中；旋轉陽極X線球管主要用在扇束旋轉掃描機中，故在第3、4代CT機中多采用此種X線球管；5.1.2CT影像設備功能①掃描系統（X線管、探測器745.1.2CT影像設備功能

目前，CT多采用2個焦點交替工作，大大延長了X線球管的壽命，其曝光次數由原來的2萬次達到25～50萬次以上。

2003年末Siemens公司推出所謂的零兆陽極熱容量的概念，代表球管為Straton電子束控金屬球管，是以0.37秒速度進行機架旋轉的球管,可以實現亞毫米滿負荷掃描。Straton電子束控金屬球管外形

5.1.2CT影像設備功能目前，CT多75CT的數據采集系統（DAS）作用是測量X射線束，并將這些數據編碼成二進制數據，送往計算機進行運算。探測器（detector）是DAS系統中重要的部件，其主要功能有：①接受透過病人檢查部位的X射線；②將接收到的X線轉換成模擬形式的電子信號；③將模擬信號放大；④將模擬信號轉換成數字信號（通過A/D轉換器）。CT的數據采集系統（DAS）作用是測量X射線76②計算機系統:CT和MRI等臨床大型醫療設備均使用的是小型計算機。CT的計算機系統包括主計算機和陣列計算機兩部分。主計算機控制CT整個系統的正常工作。其主要的功能有：①掃描監控，并將CT掃描得到的數據進行存儲；②CT值的校正；③圖像的重建控制與圖像后處理；④CT機自身故障的診斷與分析。②計算機系統:CT和MRI等臨床大型醫療設備均使用的77②計算機系統:陣列處理器（ArrayProcessor,AP）：本身不能獨立工作，它與主計算機相連，在其控制下進行高速的數據運算以完成CT掃描的龐大數據量的處理與運算。Philips16排MSCT影像設備的AP柜

CPU3.06GHzHardDisk146GB②計算機系統:陣列處理器（ArrayProcessor,78③圖像顯示與存儲：CT圖像的顯示：由操作臺上的CRT屏顯示，目前多層螺旋CT多配有高性能的工作站（workstation），也可以在工作站的顯示屏上顯示。CT圖像的記錄系統：系統硬盤、外部存儲器等構成。CT圖像的外部存儲器包括磁帶、合式磁帶、光盤、磁光盤、軟盤以及各種照相機等。③圖像顯示與存儲：CT圖像的顯示：由操作臺上的CRT屏顯示，795.1.3CT影像設備主要性能指標CT影像設備可應用于許多領域，如：應用在工業上可以進行無損檢測；應用在農業上可以測量樹木的年輪、蟲蛀或含水情況；應用在地球物理方面可以進行地球資源的勘探、地震的預測以及地質結構的確定等。在醫學上，目前的CT影像設備幾乎可以應用于人體各個部位的檢查，在臨床疾病的診斷和治療中發揮越來越重要的作用。5.1.3CT影像設備主要性能指標CT影像設備可應用80CT值：是CT圖像中各種組織與X線吸收系數（μ值）相當的對應值，它是從人體組織器官的μ值換算出來的。CT值=(μ-μw)/μw?a

，其中μ和μw分別為受檢物和水的吸收系數（骨皮質吸收系數為2.0，空氣吸收系數為0，水的吸收系數為1.0），a為分度因數。一般將人體組織CT值劃分為2000個單位（HU），最上界為骨+1000HU，最下界為空氣-1000Hu，水的理想CT值為0。CT值不是絕對不變的數值，與X線管電壓、CT設備、掃描層厚等因素有關。CT值有助于大致判斷組織類型，從而有助于提示疾病的診斷。CT值：是CT圖像中各種組織與X線吸收系數（μ值）相當的對應811．X線球管的熱容量與散熱率熱容量的單位MHU，X線球管的熱容量越大，表示可承受的工作電流越大，連續工作的時間也越長；散熱率的單位是kHU，散熱率越高，說明X線球管的性能越好。如：TOSHIBA公司的Aquilion16排MSCT的X線球管熱容量達到7.5MHU，散熱率達到1386KHU/min；而GE公司的64排LightSpeedVCT的X線球管熱容量達到8.0MHU,散熱率超過2100KHU/min。1．X線球管的熱容量與散熱率822．探測器的數量探測器是位于X線球管和計算機系統之間重要的數據檢測部件。一般來說，探測器的數量越多，采集到的掃描數據就越多，可提高X射線的利用率，相應的縮短掃描時間和提高圖像的質量。比如GE公司LightSpeed16排MSCT的探測器系統共有24排矩陣式探測器組合，每排有912個稀土陶瓷探測器，共有21，888個探測器。2．探測器的數量833．掃描時間、重建時間和周期時間

CT掃描時間是指X線球管以一定的層厚圍繞人體旋轉掃描一周（360°）所需要的時間。掃描時間取決于X線球管旋轉的速度與能力，以往的CT掃描時間為1s、2s、3s或更長，現在已實現了亞秒掃描。如GE公司LightSpeedPlus16排CT的掃描時間為0.5s；

Philips公司的Brilliance16排CT最短掃描時間可達0.42s；掃描時間的縮短可以減少病人的檢查時間，提高單位時間內病人的檢查量，還能減少不配合病人的運動偽影等。3．掃描時間、重建時間和周期時間843．掃描時間、重建時間和周期時間重建時間是指計算機的陣列處理器將CT掃描的原始數據重建成圖像所需要的時間。目前，由于計算機功能的異常強大,CT圖像的重建速度有了大幅度提升，如先進的16排MSCT能夠在1秒重建出12幅512×512的圖像。圖像掃描與重建時間7分鐘圖像掃描與重建時間＜7秒3．掃描時間、重建時間和周期時間圖像掃描與重建時間7分853．掃描時間、重建時間和周期時間周期時間是指從CT掃描開始、圖像的重建、直到圖像的顯示這一全過程所需要的時間，一般來說，周期時間是掃描時間與重建時間的總和。最大連續掃描時間是指螺旋CT掃描時的X線球管連續、不間斷曝光時間的長短。該時間的長短不僅與X線球管的熱容量和散熱率因素有關，還與DAS數據采集的速度、計算機的處理能力等因素有關。目前的多層螺旋CT最大的連續掃描時間可以超過100秒。3．掃描時間、重建時間和周期時間86（4）CT掃描方式（5）計算機硬磁盤容量（6）矩陣矩陣（matrix）是數字圖像的格式，矩陣的大小直接決定了CT圖像像素的大小與分辨率，矩陣與像素大小的關系：

像素（mm）=掃描野（FOV）mm/矩陣。矩陣包括重建矩陣和顯示矩陣。早期CT機的矩陣較小，一般為256×256，320×320等；目前的CT機的矩陣增加到512×512，1024×1024；還有的CT機的重建矩陣為512×512，而顯示矩陣為1024×1024，對于顯示的CT圖像而言，其矩陣的大小不能小于重建矩陣。（4）CT掃描方式877．高對比度分辨力高對比度分辨力（highcontrastresolution）也稱空間分辨力（spatialresolution）是指在CT圖像中可辨認的相鄰物體空間幾何尺寸的最小限度，即對影像細微結構的分辨能力。高對比度分辨力有兩種表示方法，即每厘米包含多少線對數（Lp/cm）或毫米線徑（mm）。以往的CT機的高對比度分辨力一般在10Lp/cm左右，目前的最先進的多層螺旋CT機分辨力可達到24Lp/cm或更高。7．高對比度分辨力888．低對比度分辨力

低對比度分辨力（lowcontrastresolution）又稱密度分辨力（densityresolution）是指在低對比情況下，圖像中能夠區分物體密度的微小差別的能力，用百分數（%）表示。影響因素有探測器靈敏度和采集層厚等。

CT圖像的密度分辨力明顯高于X線圖像，一般比X線圖像高10～20倍，這是CT機性能的標志性優點之一。9．時間分辨率時間分辨率（temporalresolution）是指影像設備在單位時間內采集圖像的幀數。該性能指標與CT機對每幀圖像的采集時間、重建時間以及連續成像的能力有關。8．低對比度分辨力89（10）其他性能指標及概念偽影、噪聲、體素與像素、重建與重組、CT值、窗口技術、部分容積效應等。重建與重組（reconstructionandreformation）CT圖像的重建與重組實際上不是同一個概念。重建是指原始CT掃描得到的數據經過計算機采用特定的算法進行處理，最后得到能用于診斷的一幅圖像，這一處理方法或過程稱為重建；而重組是不涉及原始數據處理的一種圖像處理方法。（10）其他性能指標及概念90（10）其他性能指標及概念窗口技術：人體組織的CT值范圍是2000個單位，人體的CT圖像實際上是用2000個灰度值表示的、層次非常豐富，而人眼一般僅能分辨出16個灰度等級。若將2000個灰度等級劃分為16個灰階，則每個灰階所能分辨的CT值為2000／16=125HU，也就是說，當相鄰的兩種組織的CT值相差125HU時，人眼才能將兩者區分出來。為了顯示組織結構的細節和反映準確的密度差值，就必須使用窗口技術窗位（windowlevel）是指觀察某一組織結構細節時，以該組織的CT值為中心進行觀察。如腦組織的CT值大約為35HU，則窗位選擇為35HU，窗寬常用100HU。窗寬（windowwidth）是指顯示圖像所包含的CT值范圍，在此范圍內的組織結構按密度的高低從白到黑分為16個灰度等級進行觀察分析。調節窗寬主要影響對比度，窗寬大則圖像層次多，組織對比少，反之亦然。

（10）其他性能指標及概念91（10）其他性能指標及概念部分容積效應：CT圖像上各個像素的數值代表相應單位組織全體的平均CT值，它不能如實反映該單位內各種組織本身的CT值。在CT掃描中，凡小于層厚的病變，其CT值受層厚內其它組織的影響，所測出的CT值不能代表病變的真正的CT值：如在高密度組織中較小的低密度病灶，其CT值偏高；反之，在低密度組織中的較小的高密度病灶，其CT值偏低，這種現象稱為部分容積效應。采用薄的掃描層面和高矩陣重建或顯示圖像，有助于減少部分容積效應的影響。（10）其他性能指標及概念925.2醫學CT影像設備成像系統5.2.1數據采集系統5.2.2計算機和圖像重建系統5.2.3圖像顯示和存儲系統5.2醫學CT影像設備成像系統5.2.1數據采集系統93

醫學CT影像設備的數據采集系統（dataacquisitionsystem，DAS）包括探測器、緩沖器、積分器和A/D轉換器等部分。在CT掃描過程中，由探測器檢測到的透過人體組織結構的不可見的X線光轉換成模擬電信號，在計算機的控制下，經過緩沖、積分放大后進行模數（A/D）轉換，形成原始的數字信號并送給計算機運算。

探測器（detector）是一種能量轉換裝置，常用的有兩種基本類型：一種是收集電離電荷的探測器，包括氣體和固體探測器；

一種是閃爍晶體探測器，主要是半導體探測。5.2.1數據采集系統醫學CT影像設備的數據采集系統（dataac94（1）氣體探測器技術應用的是氣體電離室，當X線進入探測器時，極板間的氙氣被電離形成帶電離子，在電場作用下，帶電離子沿著電場線形移動形成電流，該電流在外電路電阻中產生一個電壓信號，輸送到檢測電路。到DAS電信號氙氣探測器X-ray（1）氣體探測器技術應用的是氣體電離室，當X線進入探測器時，95（2）閃爍晶體探測器是利用某些晶體受到照射后發光的特征制成的，常用的閃爍晶體有碘化鈉等，具有殘光少，轉換效率高，性能穩定等優點。目前最先進的多層螺旋CT機設備的探測器采用超快速稀土陶瓷材料制作。

閃爍晶體探測器的工作原理是：當X線照射到晶體后，原子接受X線光量子的能量，產生激發或電離，處于激發狀態的原子返回到原來的基態時，即釋放出能量，這種能量會以熒光光子的形態出現，經過光導傳給光電倍增管的光電陰極上，使其上的光電敏感物質發出光電子，聚焦后投射到光電倍增管的聯極進一步增大打在陽極上，并在輸出電阻上形成一個電壓脈沖反饋到檢測電路。（2）閃爍晶體探測器是利用某些晶體受到照射后發光的特征制成的96（2）A/D轉換器在DAS系統中也起著重要的作用，它是將從探測器所獲得的脈動的模擬信號，經過緩沖處理后進行積分放大，再轉變成數字信號輸送給計算機進行運算。（2）A/D轉換器在DAS系統中也起著重要的作用，它是將從探97

以第3代CT為例說明CT成像的基本步驟與過程，即產生X線——收集數據——處理數據——顯示圖像。

X線的產生是在高壓發生器作用下由X線球管發出的。在CT掃描過程中X線穿過人體后由探測器接受，收據數據系統（DAS）每秒種向探測器取樣984次，每次取樣可以認為是一次投影，總投影數=每秒取樣數×掃描速度（S）。例如:第3代CT機DAS內共有47塊模擬濾過器板，每塊板上有16個通道，則共有752個通道，每個通道每秒采樣次數為984次，這些采樣數據傳送到重建和數據收集處理器（RDCP），經過暫存、過濾處理后送到磁盤上保存。5.2.2

計算機和圖像重建系統以第3代CT為例說明CT成像的基本步驟與過程，98數據處理和圖像重建的基本過程是：（1）由數據收集系統（DAS）采集的投影數據，首先送到A/D轉換器。（2）陣列處理器（AP）的輸入/輸出處理器（IOP）接收DAS的投影數據，必要時進行數據的壓縮和重定格式處理，然后再將這些數據傳送到主存儲器的緩沖器中。（3）AP的運算單元（由存儲傳輸處理器、超高速緩沖存儲器、數字轉換處理器和算術運算單元等構成）將被濾過的投影數據再傳送到反投影系統。（4）反投影控制器將接收到的投影數據分配到反投影板上的各個單元，每個反投影單元（包含三個存儲器，分別是E存儲器、L存儲器和H存儲器）容納的數據可從一個投影到六個投影，并被同時存儲起來。數據處理和圖像重建的基本過程是：99（5）在主存儲器中，AP軟件為影像數據建立有一個分區，在投影數據被送到反投影單元后，影像數據已經為處理作好準備，反投影控制器接收影像數據并將它們送到反投影板進行處理。（6）影像數據與每個反投影單元的結果一起傳送到每個反投影板進行求和運算，在離開最后一個反投影單元后，影像數據返回主存儲器，等