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CT基础知识 计算机体层摄影（CT）Computed Tomography 一、CT发展史 CT是现代航天技术、电子技术、计算机技术和数学相结合的产物，为临床提供了一个崭新的无创伤、无痛苦的影像诊断手段。 1969年英国工程师Hounsfield首先设计成功。 1972年英国放射学会首先报道这一科学成果，并由他和神经放射学家Ambrse成功地应用脑部，获得了第一例脑肿瘤影像。 1973年英国放射学杂志作了正式报道，被医学院界誉为放射诊断划时代的飞跃。1974年Ledley设计全身CT机。 Hounsfield 和 Cormark获1979年诺贝尔生物学奖。 我国黎光熙教授1975年首先报道，1979年上海华山医院首先引进第一台头颅机，1982年湘雅医院引进头颅机。 二、CT设备与分代 设备组成： ①扫描部分：X线球管，探测器，扫描架； ②计算机系统：贮存，运算； ③图像显示，存贮系统。 各代CT机的特点 分代：根据探测器的数目，球管与探测器运转方式。 第一代CT X线球管为固定阳极，发射X线为直线笔形束，一个探测器，采用直线和旋转扫描相结合，即直线扫描后，旋转1度，再行直线扫描，旋转180°完成一层面扫描，扫描时间4~5分钟。矩阵象素256×256或320×320。仅用于颅脑检查。 第二代CT 与第一代无质的区别，仅由小角度（3~30度）扇形X线束替代了直线笔形束，探测器增至几十个，扫描时间缩至10秒到1.5分钟，矩阵象素与第一代CT机相同，可用于颅脑和腹部。 第三代CT X线球管为旋转阳极。发射X 线为扇形束，角度较大达30~45度，探测器多达几百个，只做旋转扫描，扫描时间为2.4~10秒，矩阵象素除256×256和320×320外，还有512×512。适用全身各部位。 第四代CT 与第三代无质的区别，探测器多达1000余个，固定安装在扫描机架四周，仅X线球管绕患者旋转，扫描时间进一步缩短至1~5秒。 第五代CT 为必威体育精装版发展的电影扫描CT (cine CT scanner)，在扫描速度上有飞跃发展，采用电子枪结构，使每次扫描时间缩短至50毫秒，大大有利于心脏CT扫描。 三、CT的进展 CT机沿用至今，无论从技术设计，硬件结构和软件功能等方面均有很大的进展。 机械运动方式：平移-旋转→旋转-旋转→滑环运转（螺旋）。 机型的发展：头颅CT机（几分钟/层）→全身CT机（几秒/层）→螺旋CT机、电子束CT机（16层以上/秒）。 CT扫描方式的进展：间隔层面式扫描和采样（普通CT）→连续容积式扫描和采样（SCT、EBCT）。 普通CT与螺旋CT的比较 四、CT成像的基本原理 CT是以X线束对人体某部一定厚度的层面进行横断扫描； 探测器接受该层面X线的衰减信号，经光电转换器转变为电信号，经模/数转换器，输入计算机进行处理。 经计算机重建程序，排列成矩阵，经数/模转换器，在显示器上重建出CT图像。 X线衰减 X线在穿过物质时其强度呈指数关系衰减。X线通过均匀物质后的强度Iout与入射强度Iin的关系为：Iout=Iin ? e-μl “μ” 组织衰减系数（决定于原子序数和电子密度）；“l ”为组织厚度。 体素及像素 体素 Voxel 像素 Pixel CT图像实际上是人体某一部位有一定层厚的体层图像。我们将成像的体层分成按矩阵排列的若干个小单元。这些小单元我们称之为体素。同样，一幅CT图像是由许多按矩阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。 体素是一个三维的概念，而像素是一个二维的概念。像素是体素在成像时表现。 像素越小，越可分清图像的细节，图像也就有较高的分辨率。 CT成像原理 沿着x射线束通过的路径上，物质的密度和组成等都是不均匀的。 将目标分割成许多像素，每个像素的长度为w，w应足够小，使得每一个小单元均可假定为单质均匀密度体，因而每个小单元衰减系数可以假定为常值。 为了建立CT图象，就必须求出每个小单元的衰减系数。 因此 μ1+μ2+μ3+……μn=1/w（In）I0/In就是建立CT图象的基本方程。 n个未知的衰减系数不可能由一次穿射二获得，因为一个方程式不可能解出多个未知数。 从不同方向进行多次的穿射，就可以收集足够多的数据，从而建立起足够数量的方程式。 重建（Reconstruction） CT值 CT值为 CT扫描中X线衰减系数的单位，用于表示CT影像中组织结构的线性衰减系数的相对值。 其单位名称为亨氏单位HU（Hounsfield Unit） 简言之：物体对水的相对吸收值定义为CT值 某物质CT值=1000?(?某物质- ?H2O)/ ?H2O ?=衰减系数 CT值水=1000?(?H2O - ?H2