1、CT Image QualityCT 圖像質(zhì)量CT室 王巍1CT Image Quality ParametersSpatialResolutionImageNoiseContrastResolutionArtifactsPrincipal components of image quality are contrast, spatial resolution, and noise.空間分辨率噪聲密度分辨率偽影2Spatial Resolution 空間分辨率:又稱高對比度分辨率（high contrast resolution），是指在高對比度（密度分辨率大于10%）的情況下鑒別細微的能力，

2、即顯示最小體積病灶或結(jié)構(gòu)的能力Quantifies image blurring3Spatial Resolution定義是在兩種物質(zhì)CT 值相差100HU 以上時，能分辨最小的圓形孔徑或是黑白相間的線對數(shù)，單位是lp/cm。5lp/cm= 可分辨的最小物體的直徑(mm)“Pair” is one object + one spaceOnePairPhantoms Spatial Resolution4空間分辨率Display matrix重建算法 焦點尺寸 探測器孔徑 層厚采樣頻率 高清模式空間分辨率5“views per rotation” (VPR) refers to the numb

3、er of samples taken with every rotation of the gantry6Hi Res2496 ViewsImprove IQLike VCT984 Views78層厚影響空間分辨率Hi-Resolution CT Technique高分辨率CT掃描技術(shù)Very small slice thicknesses1-2 mmHigh spatial frequency algorithmsincreases resolutionincreases noiseNoise can be offset by using higher dosesOptimized win

4、dow / level settingsSmall field of view (FOV)9 Standard Algorithm “Lung” Algorithm濾波算法影響空間分辨率10Z軸分辨率Z軸分辨率是指設備在Z方向上分辨細節(jié)的能力。它主要是影響3D圖像的分辨率。如冠狀面或矢狀面的重建用Z軸方向的投影曲線的半高寬度（FWHM）來表示。通常情況下，Z軸分辨率層厚目前的高檔的多層螺旋CT的Z軸方向的空間分辨率已經(jīng)接近橫軸面的空間分辨率，就是說基本上達到了所謂“各向同性”11360 degree algorithm360內(nèi)插算法的Z軸分辨率會下降301213CT 對比度14Componen

5、ts of image contrast 對比度構(gòu)成Contrast present in a medical image is the result of a number of different steps that occur during image acquisition, processing, and display image contrastRadiograhic contrast detector contrast display contrastElemental Composition ofsubjectSubject mass attenuationcoeffici

6、entElectron densityPhysical densitythicknessIncident X spectrumWindow and level Viewing factorsViewing human factorssurrounding factors15入射X線能譜對物體（X線）對比度的影響1617Contrast Resolution1.對比度分辨率（contrast resolution） 是指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。又稱為密度分辨率或低對比分辨率（low contrast resolution）對比度分辨率主要受像素噪聲

7、的影響18Small Contrast Difference Harder to Identify in Presence of Noise1920CT Image Noise噪聲Fluctuation of CT #s in an image of uniform material (water)212223CT Image NoiseUsually described as standard deviation of pixel values像素值的標準偏差Standard deviation of pixel valuesS(xi - xmean)2Noise (s) = -(n-1)

8、Xi = individual pixel valueXmean = average of all pixel values in ROIn =total # pixels in ROI24Noise Measurement in CTScan water phantomSelect regions of interestTake mean & standard deviation in each regionStandard deviation is noise in ROIUnits(HUs)or% contrast2526272829ALARA原則As low as reasonable

9、 achievable30層厚Thinner slices meanless active detector arealess photons detectedMore noiseCT Image Quality Equations2(m) = kT/(td3R)If slice thickness goes down by 2Dose must go up by 2To hold noise constant313 mm Slice10 mm Slice層厚.對于軟組織來講厚的層厚能提供低噪聲、高密度分辨率的圖像。32在軟組織研究病例中, 用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。因為軟組織比如肝

10、臟上要觀察的細節(jié)與周圍組織往往具有較小的對比度。噪聲的存在會掩蓋這些對比度。因此在軟組織為主的肝臟等部位，需要提高劑量，以降低噪聲提高密度分辨率，以能分辨微小的病變；而在肺或內(nèi)耳的檢查中，可適當降低掃描條件，因為這些部位本身具有較高的對比度，少量的噪聲不會影響診斷。 mAs(劑量)33343536對比噪聲比CNR優(yōu)化門脈期圖像的觀察能量閾值，最佳顯示為52KeV3738CT Artifacts偽影Areas where image not faithful to subjectSourcespatientimage processequipment 39Motion ArtifactsCaus

11、es streaks in imageAlgorithms have trouble coping because of inconsistent data40Artifacts: Abrupt High Contrast ChangesExamples:prosthesesdental fillingssurgical clipsElectrodes boneMetal absorbs all radiation in raycauses star-shaped artifactArtifact can be reduced by software 41Increase in mean en

12、ergy of polychromatic beam as it passes through patientCan cause broad dark bands or streakscupping artifactMinimized using beam hardening correction algorithmsCT Artifacts:Beam HardeningMARS：減除金屬和硬化偽影42CT Artifacts:Partial Volume EffectCT #s based on linear attenuation coefficient for tissue voxels

13、If voxel non-uniform (contains several materials), detection process will averageCan appear asincorrect densitiesStreaks and bandsMinimizingUse thinner slices4344謝 謝！45描述CT 圖像質(zhì)量的三個主要參數(shù): 空間分辨率、密度分辨率、噪聲對比度(密度)分辨率: 指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。46CT Image Quality inEquation Forms2(m) = kT/(td3R)

14、Wheres is variance resulting from noisek is a conversion factor (constant)T is transmissivity (inverse of attenuation)t is slice thicknessd is pixel sizeR is dose47 由于CT與傳統(tǒng)的X線機成像方式的不同，不再使用傳統(tǒng)的用于表示患者輻射劑量的表面入射劑量（ESD）。在實際應用中人們總結(jié)了CT劑量參數(shù)，主要有以下幾種：1、 CTDI（CT dose index），CT劑量指數(shù)的概念，目前國際上應用最廣泛的一種是由歐共體定義的。CTDI值

15、表示沿著z軸方向單層輻射的劑量值。式中T表示標稱層厚，D（z）表示沿垂直于斷層平面的z軸方向的劑量分布曲線， 是用筆形電離室測量的，積分區(qū)間恒定為100 mm，表示單層掃描的劑量。2 、 CTDIW，為了解決X射線劑量在體內(nèi)的不均勻性，反映人體接受的真實劑量，人們又提出了加權(quán)劑量指數(shù)（CTDIW）的概念，是電離量在測試模體中心和邊緣測量值的加權(quán)平均。CTDIw= （邊緣）+ （中心）（mGy）3 、 CTDIvol：容積劑量指數(shù)，通常一次CT掃描由很多層組成，且實際中單層掃描所產(chǎn)生的劑量區(qū)域由于X線的擴散性，在z軸方向上層的邊緣產(chǎn)生“尾部區(qū)域”，這就使得多層掃描的劑量并非多個 的簡單相加，在“尾部區(qū)域”會產(chǎn)生劑量的疊加，因此人們提出容積劑量指數(shù)的概念。CTDIvol= CTD