CT成像的基礎(chǔ)知識X線計算機(jī)體層成像

（X-rayComputerTomography）：

簡稱CT，是由英國工程師Hounsfield于1969年設(shè)計，1972年應(yīng)用于臨床的一種現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)，CT機(jī)的誕生開創(chuàng)了數(shù)字化成像的先河。西門子FORCE雙源CTCT成像設(shè)備的發(fā)展（一）CT發(fā)展概論

CT設(shè)備的發(fā)展經(jīng)歷了五代：1.頭顱CT機(jī)2.常規(guī)CT機(jī)3.螺旋CT機(jī)4.多層螺旋CT機(jī)（MSCT）5.電子束CT機(jī)（二）多層螺旋CT機(jī)多層螺旋CT機(jī)（MSCT）：在設(shè)計上采用了多排探測器結(jié)構(gòu)。CT術(shù)語中的“排”是指探測器排列數(shù)目；而“層”是指數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同步獲得圖像的能力。即機(jī)架每旋轉(zhuǎn)一周可以同步采集幾層圖像。螺旋掃描模式：是指X線球管和多排探測器圍繞被檢查部位做持續(xù)迅速同步旋轉(zhuǎn)掃描，同步檢查床沿縱軸（Z軸）勻速平移。它所采集的數(shù)據(jù)是一種器官或部位的所有掃描數(shù)據(jù)。因而螺旋掃描也被稱為容積掃描（VolumeScan）。3.MSCT的優(yōu)勢：掃描層厚更薄，掃描范圍更廣，掃描時間更短，圖像質(zhì)量和各相似性的辨別力越高。提高了時間辨別力和空間辨別力，可運(yùn)用容積數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理重建。（三）電子束CT（EBCT）:與常規(guī)CT機(jī)的區(qū)別是由電子束的偏轉(zhuǎn)取代X線球管的機(jī)械旋轉(zhuǎn)。優(yōu)勢是掃描速度更快，對于心臟冠狀動脈和大血管的掃描優(yōu)于常規(guī)MSCT。（四）雙源CT（DSCT）：使用兩套X線球管和兩套探測器采集系統(tǒng)，從而提高了CT掃描的時間辨別力。當(dāng)心臟成像、血管成像、雙能減影和全身大范圍掃描時，可采用雙球管同步工作；常規(guī)掃描采用一組球管和一組探測器工作。DSCT的長處是提高了CT掃描的時間辨別力，在心臟圖像的重建措施中，再結(jié)合多扇區(qū)重建，愈加提高了心臟及冠狀動脈掃描的時間辨別力。此外，DSCT可運(yùn)用兩個X線球管產(chǎn)生不一樣的能量，如140KV和80KV，由于不一樣能量對不一樣物質(zhì)的衰減不相似，因此DSCT的雙能量掃描對病變可進(jìn)行定量分析。（五）能量CT能量成像（雙能量減影）：重要應(yīng)用于CT血管成像中清除骨骼，措施是單球管高下電壓兩次掃描和雙球管高下電壓同步不一樣向掃描。能譜CT：是目前超高檔CT的發(fā)展方向。最常用的是通過注射含碘造影劑后，對富血供的人體器官作碘濃度的分析（碘圖），從而間接反應(yīng)被檢組織的供血狀況，提高病變的檢出率和定性診斷。目前，該技術(shù)的應(yīng)用還不廣泛，有待深入成熟和拓展。二.CT成像的構(gòu)造和基本原理（一）CT設(shè)備構(gòu)成：掃描裝置計算機(jī)系統(tǒng)圖像顯示和存儲系統(tǒng)X線球管掃描裝置探測器掃描機(jī)架主機(jī)計算機(jī)系統(tǒng)工作站網(wǎng)絡(luò)端口

顯示圖像圖像顯示與存儲系統(tǒng)打印圖像傳播圖像（二）CT成像基本原理X線人體采集數(shù)據(jù)重建圖像顯示圖像運(yùn)用X線束圍繞人體旋轉(zhuǎn)，獲得一定厚度的層面，由探測器接受透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽?，通過AD轉(zhuǎn)換器（模數(shù)轉(zhuǎn)換器），將可見光轉(zhuǎn)換為數(shù)字，輸入給計算機(jī)。掃描信息經(jīng)計算機(jī)計算獲得每個體素的X線衰減系數(shù)或吸取系數(shù)，運(yùn)用數(shù)字矩陣，經(jīng)DA轉(zhuǎn)換器（數(shù)模轉(zhuǎn)換器）把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白的不一樣灰度小方塊，構(gòu)成CT圖像。（灰階、矩陣、像素、體素）三.CT圖像有關(guān)概念(一)空間辨別力：指在高對比度狀況下，圖像對組織構(gòu)造空間大小的鑒別能力，即在CT圖像上辨別兩個距離很近的微小組織或病灶的能力。常以每厘米內(nèi)的線對數(shù)（LP/cm）表達(dá)，線對越多，空間辨別力越高。矩陣越大，像素越小，圖像越細(xì)致；層厚越薄，體素越小，Z軸方向的空間辨別力越高。MSCT大大提高了縱軸方向的空間辨別力，西門子Force的線對數(shù)到達(dá)了34LP/cm?？臻g辨別力由高到低，老式X線CTMRIB超。CT空間辨別力測試水模肺水平裂及支氣管(二)密度辨別力：指在低對比度狀況下，圖像對兩種組織之間最小密度差異的辨別能力。常以比例表達(dá)。低密度黑色（空氣、脂肪等）高密度白色（骨骼、鈣化、金屬等）等密度（肌肉、實(shí)質(zhì)臟器等）混雜密度（腫瘤、病變組織等）密度辨別力由高到低：MRICTB超老式X線密度辨別力和空間辨別力的關(guān)系：兩者之間即親密相關(guān)，又互相制約?？臻g辨別力和像素大小有關(guān)，層厚越薄。矩陣越大，像素越小，空間辨別力越高。在X線總能量不變的條件下，每個體素的光子數(shù)越小，致使密度辨別力下降，噪聲加大信噪比減少。（三）時間辨別力：是指設(shè)備單位時間內(nèi)可采集影像最多幀數(shù)，反應(yīng)單一層面的成像時間及可持續(xù)采集影像的能力。西門子ForceCT的每周旋轉(zhuǎn)時間為0.25S。時間辨別力由高到低：B超老式X線CTMRI（四）CT值：是指將CT對不一樣物質(zhì)的密度量化的一種數(shù)值。單位為Hu(Hounsfieldunit)。CT值是一種相對值，以水的CT值定位0Hu，骨皮質(zhì)為+1000Hu，空氣為-1000Hu。CT值受X線管電壓和部分容積效應(yīng)影響最大。現(xiàn)代掃描技術(shù)，可運(yùn)用減少管電壓獲取CT造影后末梢血管的影像（五）部分容積效應(yīng)：CT圖像上，各個像素所示數(shù)值是代表對應(yīng)單位組織容積整體的平均CT值，在同一掃描層面內(nèi)，具有兩種或兩種以上不一樣密度的組織時，所測得的CT值是它們的平均值，故該CT值不能如實(shí)反應(yīng)其中任何一種組織的CT值，采用薄層掃描，可減少或消除部分容積效應(yīng)。周圍間隙現(xiàn)象，也稱為邊緣效應(yīng)，采用薄層掃描，可減少邊緣效應(yīng)的產(chǎn)生，但不能完全消除。（六）窗寬和窗位1.窗位（WL）:又稱窗中心，指圖像所顯示中心像素值。一般應(yīng)選擇欲觀測組織的CT值為窗中心。窗位提高，圖像變黑，窗位減少，圖像變白。2.窗寬（WW）：指CT圖像顯示的灰階中所包括的CT值范圍。在此CT值范圍內(nèi)的組織均以不一樣的灰度顯示，CT值高于此范圍的組織均顯示為白色，低于此范圍內(nèi)的組織均顯示為黑色。窗寬越大，圖像層次越豐富，所顯示的組織構(gòu)造越多，但組織間的對比度減小。窗寬越小，圖像層次減少，所顯示的組織構(gòu)造也減少