CT成像理论一.pptVIP

第十三章 CT成像理论 煤炭总医院 影像科 刘建新 LJX1963@ 辅导思路 应试为主 解读疑惑 兼顾各层 融会贯通 第一节 成像原理 CT是医学影像领域最早使用数字化成像的设备（1972年）。 第一节 成像原理 CT图像的基本特征可用两个词概括：即“数字化”和“体积信息”。 数字化图像的最小单位为像素；而无论层厚大小，CT的扫描层面始终是一个三维的体积概念。 CT成像是利用X线的衰减特性重建图像。 一、X射线的衰减和衰减系数 X线的衰减：是指射线通过物体后强度的减弱，其间一些光子被吸收，而另一些光子被散射， X线衰减的强度大小通常与 物质的原子序数 物质克电子数 物质密度 源射线能量 根据Lambert-Beer吸收定律，X线通过人体组织后的光子与源射线呈指数关系。 一、X射线的衰减和衰减系数 “单能”：由相同能量的光子组成的辐射称为单能辐射，这种射线称为单一能谱射线。 “窄束”：物理意义是不包括散射成分的射线束。 一、X射线的衰减和衰减系数 在一匀质的物体中，X线的衰减与其在该物质中的行进距离成正比。 当X线照射均匀物体时，随吸收物体厚度的增加，其强度会呈指数下降，衰减公式为： Id=I0×e-μd 一、X射线的衰减和衰减系数 CT成像中，线性衰减系数?值相对较重要，因它与衰减量的多少有关， Id=I0×e-μd 一、X射线的衰减和衰减系数 一、X射线的衰减和衰减系数 一、X射线的衰减和衰减系数 单一能谱射线和多能谱射线的衰减不同 单一能谱射线又称单色射线，其光子都具有相同的能量 多能谱射线（多色射线）中的光子具有的能量则各不相同 CT成像中多能谱射线为主。 一、X射线的衰减和衰减系数 多能射线通过物体后的衰减并非是指数衰减，而是既有质的改变也有量的改变，衰减后光子数减少，射线能量增加，通过物体后的射线硬化（平均能量增大）。 多能射线通过非匀质物体后的衰减式： I = I0e –(?p+ ?c）d （Lambert-Beer吸收定律 ） ?p：是光电吸收的线性衰减系数， ?c：是康普顿吸收的线性衰减系数。 二、CT数据采集基本原理 CT成像系统中，基本组成或必备的条件是： 具有一定穿透力的射线束—对形状、大小、运动路径和方向有要求。 接收衰减射线的硬件设备—探测器 二、CT数据采集基本原理 目前CT机的两种数据采集方法 逐层采集法：非螺旋扫描 容积数据采集法：螺旋扫描 二、CT数据采集基本原理 逐层采集法中探测器采集穿过人体的衰减射线，其相对衰减值为： 衰减射线总量 =每次采样射线量×采样数 ？密度分辨率：CT常规X线摄影 二、CT数据采集基本原理 二、CT数据采集基本原理 对“采样”过程的理解应注意： 1.X线管与探测器是一个精确的准直系统； 2.X线管和探测器围绕人体旋转是为了采样； 3.X线管产生的射线是经过有效滤过的； 4.射线束的宽度是根据层厚大小设置严格准直的； 5.探测器接收的是透过人体后的衰减射线； 6.探测器将接收到的衰减射线转换为电信号（模拟信号）； 二、CT数据采集基本原理 CT扫描成像的基本过程是： X线管发出的射线经准直器准直后，以窄束的形式透过人体被探测器接收， 探测器进行光电转换后送给数据采集系统进行逻辑放大， 模数转换器作模拟信号和数字信号的转换，由信号传送器送给计算机作图像重建， 重建后的图像再由数模转换器转换成模拟信号，最后以不同的灰阶形式在监视器上显示，或以数字形式存入计算机硬盘，或送到激光相机拍摄成照片供诊断使用。 二、CT数据采集基本原理 CT工作流程 ： X线控制 X线发生 X线检出 数据采集 图像重建 图像显示 图像存储 二、CT数据采集基本原理 依据CT扫描过程，最终形成一幅CT图像的八个步骤： 1. 病人被送入机架后，X线球管和探测器围绕病人旋转扫描采集数据，其发出的X射线经由球管端准直器高度准直。 二、CT数据采集基本原理 2. 射线通过人体后，源射线被衰减，衰减的射线被探测器接收。探测器阵列由两部分组成，前组探测器主要是测量源射线的强度，后组探测器记录通过人体后的衰减射线。 3、参考射线和衰减射线都转换为电信号，由放大电路进行放大；再由逻辑放大电路根据衰减系数和体厚指数进行计算、放大。 4. 模数转换器将模拟信号转换为数字信号，然后再由数据传送器将数据传送给计算机。 二、CT数据采集基本原理 5. 计算机处理数据，过程包括校正和检验。 校正是去除探测器接收到的位于预定标准偏差以外的数据；