GE_能谱CT成像原理.pptx

常规CT成像原理

CT（计算机断层扫描系统）SliceCT是用X线为“刀”的切片机

高压发生器高电压球管探测器计算机显示照相X-rayCT的成像过程人体

能谱CT成像原理

ThePrinciplesofGemstoneSpectralImaging

1.HounsfieldGN.Computerizedtransverseaxialscanning(tomography).1.Descriptionofsystem.BrJRadiol.1973;46(552):1016-22.Hounsfield在1973年首次提出“双能”概念，并讲述双能可以测量有效原子序数1能谱的理论基础

能谱的理论基础Alvarez教授创立了Alvarez数据空间能谱分析方法工程学要求：高低双能量扫描“同源、同时、同向”同时性：解决人体器官和造影剂流动的运动效应(数据一致)同向性：高低2种能量X线的投射路径要一致(数据一致)核心参数：能量时间分辨率

物质分离和单能量成像的原理原理是基于CT成像的本质CT成像是通过探测X线的衰减来运算出空间图像

X线的衰减有两个主要机制PhotoelectricEffect光电效应(PE)ComptonScattering康普顿散射(C)物质分离和单能量成像的原理

0.010.050.5μ(keV)cm2/mg60140X线能量keV0204080100120康普顿散射(C)光电效应(PE)combined?(E)=?fpe(E)+?fc(E)基于这两个衰减机制可以得出物质的X线衰减曲线物质分离和单能量成像的原理

每种物质都有特定的衰减曲线物质分离和单能量成像的原理

因此任何一种物质的衰减都可以用两种“基物质”来表达，其中Water和Iodine是最常用的两种基物质物质分离和单能量成像的原理1977年CT物理学家Dr.BrooksRA在JournalofComputerAssistedTomography上发表了一篇经典论文，专门论述了上述原理。这篇文章奠定了用CT能谱成像进行MD物质定性分离和定量测定的原理。

因为?water和?Iodine都是已知的并且是恒定的，所以只要求得到Dwater和Diodine就可以进行“物质分离，即物质定性分析和物质定量测量”。物质分离和单能量成像的原理

要想获得Dwater和Diodine，必须要在：物质分离和单能量成像的原理高低双能(Plow,Phigh)的数据，必须是在“同时、同源、同向”的条件下获得的，才有意义数据空间进行高低双能(Plow,Phigh)的矩阵物质解析（ProjectionBasedDualEnergyMatrixMaterialDecomposition），从而求得Dwater和DiodineDwaterDiodine

X线光子X线光子电子PhotoelectricEffect电离效应PEComptonScattering开普敦散射C根据Dr.BrooksRA奠定的MD物质分离的理论基础我们已经通过物质分离获得了DwaterDiodine，只要能够得到μwaterμiodine在每个keV下面的数值，就得到单能量下的CT值3.1、keV的理论基础物质分离和单能量成像的原理已经求得已经求得CT(x,y,z,E)=Dwater(x,y,z)?water(E)+DIodine(x,y,z)?Iodine(E)

X线光子X线光子电子PhotoelectricEffect电离效应PEComptonScattering开普敦散射CWater通过物质衰减曲线就可以得到μwater(E)和μiodine(E)的数值70keV3.1、keV的理论基础物质分离和单能量成像的原理Iodine0.010.050.5μ(keV)cm2/mgX线能量keV0keV60keV140keV20keV40keV80keV100keV120keVCT(x,y,z,E)=Dwater(x,y,z)?water(E)+DIodine(x,y,z)?Iodine(E)

物质对X射线吸收的物理定律对应CT值的表达CT(x,y,z,E)=Dwater(x,y,z)?water(E)+DIodine(x,y,z)?Iodine(E)=X射线吸收-----------Ep=hnKLM+光电效应(pe)康普顿散射(c)?(E)=?fpe(E)+?fc(E)?(E)=c1?1(E)+c2?2(E)简单数学转换物质分离和单能量成像的原理

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