CT成像技术概述课件.ppt

衰减系数u值既是物体种类的函数，又是X射线能量的函数。也就是说不同物质对单能X线而言u值的大小不同；对同一种物质而言，不同能量的X射线对应衰减系数的大小也互不相同。可见，只有单一单能窄束X射线束透射物体衰减时才有唯一准确对应的衰减系数值。 然而，CT使用的是具有一定能谱宽度的连续X射线，而不同能量的X射线对应的衰减系数值大小不同，所以，在重建CT像过程中要确定每一体素的衰减系数值。 线性吸收系数小，X线不易吸收。 线性吸收系数大，X线容易吸收。 X线-CT成像扫描装置要从不同方向上进行 多次观测，即所谓的扫描（scanning），来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。 由此，经X线-CT扫描装置获取足够的扫描数据后，X线-CT图像成像过程就转换求解数学方程解的过程。 研究图像重建方法要求即能求出方程解，又能快速求解，这就需要计算机的计算。 CT值 吸收系数是一个物理量，可以赋予它代表具有生理含义的量值。在医学上，以吸收系数为依据，用CT值统一表达人体组织密度的量值。 如选用X线能量约为73KeV时，设定水的吸收系数为1，可得骨骼的吸收系数为1.9~2.0，近似为2，空气为0.0013，近似为0。 人体组织 CT值 人体组织 CT值 骨密质 1000 脂肪 -100 钙质 60 水 0 脑白质 36 血液 16 脑灰质 24 凝固的血 56~70 螺旋扫描的优点： （1）可连续扫描，使扫描范围在24～30s内达到24 ～30cm，可满足绝大部分不同 部位的CT检查，可在一次屏气中完成扫描，避免了漏扫和重扫； （2）由于避免了呼吸运动引起的扫描遗漏以及在选定位置及距离上进行回顾性重建的 能力，所以提高了病灶检出率； （3）无层间隔扫描使扫描时间缩短，不但有益于危重病人的检查，而且在注射造影剂 增强扫描时，可使全部扫描几乎在全部扫描都在增强高峰期内完成，不但能获得最佳增 强效果，还可减少造影剂的用量； （4）提高了病灶密度测量的准确性； （5）任何部位均可进行多断面或三维图像重建； （6）扫描时间短，短时间内对危重病人进行快速功能性诊断。 螺旋扫描的缺点： （1）诊视床运动产生伪影； （2）螺旋扫描图像噪声较传统CT标准扫描图像噪声高； （3）螺旋CT图像处理时间较长及需要大容量的存储能力； （4）仍受到最大扫描容积的限制（大多部位一次屏气完成扫描）； （5）需要病人很好地屏气配合。 X线-CT图像质量评价 描述CT图像质量的参数及影响因素 1．空间分辨力 2．时间分辨力（temporal resolution） 3．噪声与X线剂量 4．对比度和对比度分辨力 CT图像与传统X线照片评价的比较 1.CT图像没有严重的散射线的影响。 2.CT图像没有影像重叠。 3.CT图像中出现的伪影或干扰源的影响较严重。 4.CT图像的空间分辨力在某种情况下，比传统的X线照片低。 5.影响CT图像质量因素多且复杂。 描述CT图像质量的参数及影响因素 1．空间分辨力 通常用测试卡或用MTF来得到系统中的截止频率是多少。 影响因素： （1）X线束与检测器受照有效宽度大小有关。在相同的扇形X线署张角， 排列的检测器越多，受照有效宽度小则图像分辨能力高。 （2）图像重建算法对分辨力的影响。 （3）图像矩阵对分辨力的影响。 2．时间分辨力（temporal resolution） 时间分辨力是衡量图像质量好坏的一个参数，但它不能从CT图像中直接阅读出来，它的作用是间接的。 在CT问世的最初几年里，扫描时间（时间分辨力）获得了迅速进步。 3．噪声与X线剂量 图像噪声是评价图像质量的有用参量。 在X线-CT成像过程中，在X线束的检测、数值变换和处理过程等会形成 图像的噪声，影响图像质量。 这些噪声主要有X线量子噪声、电气元件及测量系统形成的噪声和重建 算法等所造成的噪声等。 在X线-CT成像装置中，如果扫描一个均匀材料的物体，在一个特定区域 中观察其CT值，就会发现这一特定区域内的CT值并不是一个固定值，而 是围绕着某一平均值上下做随机分布，这种随机分布就是由成像装置产生 所致。可以用在这一特定区域内计算噪声的标准差。 设CT图像中感兴趣区域（Range of Interest, ROI）内的标准偏差为： 其中n为感兴趣区域内像素数目；CT值为ROI内的实际CT值； CT值为ROI内平均CT值， 利用上述标准偏差可以衡量成像系统总体的噪声水平。 在多种图像噪声中，X线的量子噪声占的比重最大。X线的量子噪声是通过 X线管发出的X线剂量大小、采用的过滤方法、断层厚度、物体中对X线的 衰减及检测器的检测能力等方面反映出来。 当图像噪声主要是X线的量