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線檢查技術相結合的產物。當高度準直的X線束環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，然后經放大并轉化為電子流，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。

計算機將檢測器接受到的射線信號的強弱利用數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各種組織對X線的線性吸收系數來決定的。為了計算與論述方便，將線性衰減系數劃分為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線衰減系數相當的對應值。

CT值不是絕對不變的數值，它不僅與人體內在因素如呼吸、血流等有關，而且與X線管電壓、CT裝置、室內溫度等外界因素有關，所以應經常校正，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。為了提高組織結構細節的顯示，能分辨CT值差別小的兩種組織，操作員根據診斷需要調節圖像的對比度和亮度，這種調節技術稱為窗技術--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構，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構如肺、骨質。

窗位是指窗寬上、下限CT值的平均數。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、外金屬異物，術后銀夾、枕骨粗窿，雞冠等過高密度影產生放射狀告密度條狀影；

機器本身發生故障。

3、部分容積效應和周圍間隙現象。

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（選擇適當的掃描體位）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分鐘內完成CT常用高級后處理方法隨著螺旋CT的迅速發展，CT可進行連續的大范圍薄層容積數據采集，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）、最小（MinIP）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構，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，將原本彎曲的結構展現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

設備結構

由掃描裝置、計算機系統、圖像顯示、記錄、儲存等部分組成。

掃描裝置包括X線球管、探測器與信號轉換系統。CT裝置的基本結構傳統X光片CT

通常的CT機X線球管做往返圓周運動。每次掃描都經過啟動、加速、勻速采集數據、減數、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應用滑環技術，使得X線球管做單方向連續旋轉運動，同時患者檢查床以均勻速度平移前進或后退中，連續采集體積數據進行圖像重建。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的優點是：①提高病變發現率

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線球管高壓發生器探測器和數據收集系統掃描床CT機的基本組成包括：x線球管和高壓發生器、探測器和數據采集系統、掃描架、掃描床及控制臺CT的成像過程

高壓發生器

高電壓

球管

人體DAS

計算機

顯示

照相

探測器X-rayX線球管X線球管球管基本結構高速電子流轟擊在陽極靶上產生x射線冷卻系統保證球管能連續高效的運轉產生1分X線同時產生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：1.高壓氙氣（XenonGas）固態：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