(能谱)CT图像质量课件

CTImageQualityCT图像质量山东省千佛山医院CT室王巍CTImageQualityCT图像质量山东省千佛山医1CTImageQualityParametersSpatialResolutionImageNoiseContrastResolutionArtifactsPrincipalcomponentsofimagequalityarecontrast,spatialresolution,andnoise.空间分辨率噪声密度分辨率伪影CTImageQualityParametersSpa2SpatialResolution空间分辨率:又称高对比度分辨率（highcontrastresolution），是指在高对比度（密度分辨率大于10%）的情况下鉴别细微的能力，即显示最小体积病灶或结构的能力QuantifiesimageblurringSpatialResolution空间分辨率:又称3SpatialResolution定义是在两种物质CT值相差100HU以上时，能分辨最小的圆形孔径或是黑白相间的线对数，单位是lp/cm。5÷lp/cm=可分辨的最小物体的直径(mm)“Pair”isoneobject+onespaceOnePairPhantoms–SpatialResolutionSpatialResolution定义是在两种物质CT值4空间分辨率Displaymatrix重建算法焦点尺寸

探测器孔径

层厚采样频率高清模式空间分辨率空间分辨率Displaymatrix重建算法5“viewsperrotation”(VPR)referstothenumberofsamplestakenwitheveryrotationofthegantry“viewsperrotation”(VPR)re6HiRes2496ViewsImproveIQLikeVCT984ViewsHiResLikeVCT7(能谱)CT图像质量课件8层厚影响空间分辨率Hi-ResolutionCTTechnique高分辨率CT扫描技术Verysmallslicethicknesses1-2mmHighspatialfrequencyalgorithmsincreasesresolutionincreasesnoiseNoisecanbeoffsetbyusinghigherdosesOptimizedwindow/levelsettingsSmallfieldofview(FOV)层厚影响空间分辨率Hi-ResolutionCTTech9

StandardAlgorithm“Lung”Algorithm滤波算法影响空间分辨率

10Z轴分辨率Z轴分辨率是指设备在Z方向上分辨细节的能力。它主要是影响3D图像的分辨率。如冠状面或矢状面的重建用Z轴方向的投影曲线的半高宽度（FWHM）来表示。通常情况下，Z轴分辨率＝层厚目前的高档的多层螺旋CT的Z轴方向的空间分辨率已经接近横轴面的空间分辨率，就是说基本上达到了所谓“各向同性”Z轴分辨率Z轴分辨率是指设备在Z方向上分辨细节的能力。11360degreealgorithm360°内插算法的Z轴分辨率会下降30％360degreealgorithm360°内插算法的Z12(能谱)CT图像质量课件13CT对比度CT对比度14Componentsofimagecontrast对比度构成Contrastpresentinamedicalimageistheresultofanumberofdifferentstepsthatoccurduringimageacquisition,processing,anddisplayimagecontrastRadiograhiccontrastdetectorcontrastdisplaycontrastElementalCompositionofsubjectSubjectmassattenuationcoefficientElectrondensityPhysicaldensitythicknessIncidentXspectrumWindowandlevelViewingfactorsViewinghumanfactorssurroundingfactorsComponentsofimagecontrast15入射X线能谱对物体（X线）对比度的影响入射X线能谱对物体（X线）对比度的影响16(能谱)CT图像质量课件17ContrastResolution1.对比度分辨率（contrastresolution）是指当细节与背景之间具有低对比度时，将一定大小的细节从背景中辨别出来的能力。又称为密度分辨率或低对比分辨率（lowcontrastresolution）对比度分辨率主要受像素噪声的影响ContrastResolution1.对比度分辨率（co18SmallContrastDifferenceHardertoIdentifyinPresenceofNoiseSmallContrastDifferenceHard19(能谱)CT图像质量课件20CTImageNoise噪声FluctuationofCT#’sinanimageofuniformmaterial(water)CTImageNoise噪声Fluctuationof21(能谱)CT图像质量课件22(能谱)CT图像质量课件23CTImageNoiseUsuallydescribedasstandarddeviationofpixelvalues像素值的标准偏差StandarddeviationofpixelvaluesS(xi-xmean)2Noise(s)=-------------------(n-1)Xi=individualpixelvalueXmean=averageofallpixelvaluesinROIn=total#pixelsinROICTImageNoiseUsuallydescribe24NoiseMeasurementinCTScanwaterphantomSelectregionsofinterestTakemean&standarddeviationineachregionStandarddeviationisnoiseinROIUnits(HU’s)

or%contrastNoiseMeasurementinCTScanwa25(能谱)CT图像质量课件26(能谱)CT图像质量课件27(能谱)CT图像质量课件28(能谱)CT图像质量课件29ALARA原则AslowasreasonableachievableALARA原则30层厚ThinnerslicesmeanlessactivedetectorarealessphotonsdetectedMorenoiseCTImageQualityEquations2(m)=kT/(td3R)Ifslicethicknessgoesdownby2Dosemustgoupby2Toholdnoiseconstant层厚Thinnerslicesmeans2(m)=k313mmSlice10mmSlice层厚...对于软组织来讲厚的层厚能提供低噪声、高密度分辨率的图像。3mmSlice10mmSlice层厚...对于软组32在软组织研究病例中,用高mAs来保持低噪声是非常重要的。因为软组织比如肝脏上要观察的细节与周围组织往往具有较小的对比度。噪声的存在会掩盖这些对比度。因此在软组织为主的肝脏等部位，需要提高剂量，以降低噪声提高密度分辨率，以能分辨微小的病变；而在肺或内耳的检查中，可适当降低扫描条件，因为这些部位本身具有较高的对比度，少量的噪声不会影响诊断。

mAs(剂量)在软组织研究病例中,用高mAs来保持低噪声是非常重要的。因33(能谱)CT图像质量课件34(能谱)CT图像质量课件35(能谱)CT图像质量课件36对比噪声比CNR优化门脉期图像的观察能量阈值，最佳显示为52KeV对比噪声比CNR优化门脉期图像的观察能量阈值，最佳显示为5237(能谱)CT图像质量课件38CTArtifacts伪影AreaswhereimagenotfaithfultosubjectSourcespatientimageprocessequipmentCTArtifacts伪影Areaswhereimag39MotionArtifactsCausesstreaksinimageAlgorithmshavetroublecopingbecauseofinconsistentdataMotionArtifactsCausesstreaks40Artifacts:

AbruptHighContrastChangesExamples:prosthesesdentalfillingssurgicalclipsElectrodesboneMetalabsorbsallradiationinraycausesstar-shapedartifactArtifactcanbereducedbysoftwareArtifacts:

AbruptHighContra41IncreaseinmeanenergyofpolychromaticbeamasitpassesthroughpatientCancausebroaddarkbandsorstreakscuppingartifactMinimizedusingbeamhardeningcorrectionalgorithmsCTArtifacts:

BeamHardeningMARS：减除金属和硬化伪影Increaseinmeanenergyofpol42CTArtifacts:

PartialVolumeEffectCT#’sbasedonlinearattenuationcoefficientfortissuevoxelsIfvoxelnon-uniform(containsseveralmaterials),detectionprocesswillaverageCanappearasincorrectdensitiesStreaksandbandsMinimizingUsethinnerslicesCTArtifacts:

PartialVolumeE43(能谱)CT图像质量课件44谢谢！(能谱)CT图像质量课件45描述CT图像质量的三个主要参数:

空间分辨率、密度分辨率、噪声对比度(密度)分辨率:

指当细节与背景之间具有低对比度时，将一定大小的细节从背景中辨别出来的能力。描述CT图像质量的三个主要参数:46CTImageQualityin

EquationForms2(m)=kT/(td3R)Wheresisvarianceresultingfromnoisekisaconversionfactor(constant)Tistransmissivity(inverseofattenuation)tisslicethicknessdispixelsizeRisdoseCTImageQualityin

EquationF47

由于CT与传统的X线机成像方式的不同，不再使用传统的用于表示患者辐射剂量的表面入射剂量（ESD）。在实际应用中人们总结了CT剂量参数，主要有以下几种：

1、CTDI（CTdoseindex），CT剂量指数的概念，目前国际上应用最广泛的一种是由欧共体定义的。CTDI值表示沿着z轴方向单层辐射的剂量值。式中T表示标称层厚，D（z）表示沿垂直于断层平面的z轴方向的剂量分布曲线，是用笔形电离室测量的，积分区间恒定为100mm，表示单层扫描的剂量。

2、CTDIW，为了解决X射线剂量在体内的不均匀性，反映人体接受的真实剂量，人们又提出了加权剂量指数（CTDIW）的概念，是电离量在测试模体中心和边缘测量值的加权平均。

CTDIw=（边缘）+（中心）（mGy）

3、CTDIvol：容积剂量指数，通常一次CT扫描由很多层组成，且实际中单层扫描所产生的剂量区域由于X线的扩散性，在z轴方向上层的边缘产生“尾部区域”，这就使得多层扫描的剂量并非多个的简单相加，在“尾部区域”会产生剂量的叠加，因此人们提出容积剂量指数的概念。

CTDIvol=×CTDIw（mGy）

4、DLP（dose-lengthproduct）：剂量长度乘积，一次完整的CT检查患者所接受的辐射剂量。

DLP=CTDIvol×Scanlength（mGy）

5、ED（effectivedose）：有效剂量，是相对于全身平均辐射剂量来说，反映了身体不同部位接受的非均匀性的辐射剂量，根据不同部位的权重因子（W）得出。

E=DLP×W(mSv)(能谱)CT图像质量课件48(能谱)CT图像质量课件49测量方法模体直径16或20cm水模水模中插入了不同密度及不同大小的模块模块的CT值均小于8HU测量方法50生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热爱。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意须尽欢，莫使金樽空对月。12:24:4012:24:4012:2412/26/202212:24:40PM做一枚螺丝钉，那里需要那里上。12月-2212:24:4012:24Dec-2226-Dec-22日复一日的努力只为成就美好的明天。12:24:4012:24:4012:24Monday,December26,2022安全放在第一位，防微杜渐。12月-2212月-2212:24:4012:24:40December26,2022加强自身建设，增强个人的休养。2022年12月26日12:24下午12月-2212月-22精益求精，追求卓越，因为相信而伟大。26十二月202212:24:40下午12:24:4012月-22让自己更加强大，更加专业，这才能让自己更好。十二月2212:24下午12月-2212:24December26,2022这些年的努力就为了得到相应的回报。2022/12/2612:24:4012:24:4026December2022科学，你是国力的灵魂；同时又是社会发展的标志。12:24:40下午12:24下午12:24:4012月-22每天都是美好的一天，新的一天开启。12月-2212月-2212:2412:24:4012:24:40Dec-22相信命运，让自己成长，慢慢的长大。2022/12/2612:24:40Monday,December26,2022爱情，亲情，友情，让人无法割舍。12月-222022/12/2612:24:4012月-22谢谢大家！生活中的辛苦阻挠不了我对生活的热爱。12月-2212月-2251CTImageQualityCT图像质量山东省千佛山医院CT室王巍CTImageQualityCT图像质量山东省千佛山医52CTImageQualityParametersSpatialResolutionImageNoiseContrastResolutionArtifactsPrincipalcomponentsofimagequalityarecontrast,spatialresolution,andnoise.空间分辨率噪声密度分辨率伪影CTImageQualityParametersSpa53SpatialResolution空间分辨率:又称高对比度分辨率（highcontrastresolution），是指在高对比度（密度分辨率大于10%）的情况下鉴别细微的能力，即显示最小体积病灶或结构的能力QuantifiesimageblurringSpatialResolution空间分辨率:又称54SpatialResolution定义是在两种物质CT值相差100HU以上时，能分辨最小的圆形孔径或是黑白相间的线对数，单位是lp/cm。5÷lp/cm=可分辨的最小物体的直径(mm)“Pair”isoneobject+onespaceOnePairPhantoms–SpatialResolutionSpatialResolution定义是在两种物质CT值55空间分辨率Displaymatrix重建算法焦点尺寸

探测器孔径

层厚采样频率高清模式空间分辨率空间分辨率Displaymatrix重建算法56“viewsperrotation”(VPR)referstothenumberofsamplestakenwitheveryrotationofthegantry“viewsperrotation”(VPR)re57HiRes2496ViewsImproveIQLikeVCT984ViewsHiResLikeVCT58(能谱)CT图像质量课件59层厚影响空间分辨率Hi-ResolutionCTTechnique高分辨率CT扫描技术Verysmallslicethicknesses1-2mmHighspatialfrequencyalgorithmsincreasesresolutionincreasesnoiseNoisecanbeoffsetbyusinghigherdosesOptimizedwindow/levelsettingsSmallfieldofview(FOV)层厚影响空间分辨率Hi-ResolutionCTTech60

StandardAlgorithm“Lung”Algorithm滤波算法影响空间分辨率

61Z轴分辨率Z轴分辨率是指设备在Z方向上分辨细节的能力。它主要是影响3D图像的分辨率。如冠状面或矢状面的重建用Z轴方向的投影曲线的半高宽度（FWHM）来表示。通常情况下，Z轴分辨率＝层厚目前的高档的多层螺旋CT的Z轴方向的空间分辨率已经接近横轴面的空间分辨率，就是说基本上达到了所谓“各向同性”Z轴分辨率Z轴分辨率是指设备在Z方向上分辨细节的能力。62360degreealgorithm360°内插算法的Z轴分辨率会下降30％360degreealgorithm360°内插算法的Z63(能谱)CT图像质量课件64CT对比度CT对比度65Componentsofimagecontrast对比度构成Contrastpresentinamedicalimageistheresultofanumberofdifferentstepsthatoccurduringimageacquisition,processing,anddisplayimagecontrastRadiograhiccontrastdetectorcontrastdisplaycontrastElementalCompositionofsubjectSubjectmassattenuationcoefficientElectrondensityPhysicaldensitythicknessIncidentXspectrumWindowandlevelViewingfactorsViewinghumanfactorssurroundingfactorsComponentsofimagecontrast66入射X线能谱对物体（X线）对比度的影响入射X线能谱对物体（X线）对比度的影响67(能谱)CT图像质量课件68ContrastResolution1.对比度分辨率（contrastresolution）是指当细节与背景之间具有低对比度时，将一定大小的细节从背景中辨别出来的能力。又称为密度分辨率或低对比分辨率（lowcontrastresolution）对比度分辨率主要受像素噪声的影响ContrastResolution1.对比度分辨率（co69SmallContrastDifferenceHardertoIdentifyinPresenceofNoiseSmallContrastDifferenceHard70(能谱)CT图像质量课件71CTImageNoise噪声FluctuationofCT#’sinanimageofuniformmaterial(water)CTImageNoise噪声Fluctuationof72(能谱)CT图像质量课件73(能谱)CT图像质量课件74CTImageNoiseUsuallydescribedasstandarddeviationofpixelvalues像素值的标准偏差StandarddeviationofpixelvaluesS(xi-xmean)2Noise(s)=-------------------(n-1)Xi=individualpixelvalueXmean=averageofallpixelvaluesinROIn=total#pixelsinROICTImageNoiseUsuallydescribe75NoiseMeasurementinCTScanwaterphantomSelectregionsofinterestTakemean&standarddeviationineachregionStandarddeviationisnoiseinROIUnits(HU’s)

or%contrastNoiseMeasurementinCTScanwa76(能谱)CT图像质量课件77(能谱)CT图像质量课件78(能谱)CT图像质量课件79(能谱)CT图像质量课件80ALARA原则AslowasreasonableachievableALARA原则81层厚ThinnerslicesmeanlessactivedetectorarealessphotonsdetectedMorenoiseCTImageQualityEquations2(m)=kT/(td3R)Ifslicethicknessgoesdownby2Dosemustgoupby2Toholdnoiseconstant层厚Thinnerslicesmeans2(m)=k823mmSlice10mmSlice层厚...对于软组织来讲厚的层厚能提供低噪声、高密度分辨率的图像。3mmSlice10mmSlice层厚...对于软组83在软组织研究病例中,用高mAs来保持低噪声是非常重要的。因为软组织比如肝脏上要观察的细节与周围组织往往具有较小的对比度。噪声的存在会掩盖这些对比度。因此在软组织为主的肝脏等部位，需要提高剂量，以降低噪声提高密度分辨率，以能分辨微小的病变；而在肺或内耳的检查中，可适当降低扫描条件，因为这些部位本身具有较高的对比度，少量的噪声不会影响诊断。

mAs(剂量)在软组织研究病例中,用高mAs来保持低噪声是非常重要的。因84(能谱)CT图像质量课件85(能谱)CT图像质量课件86(能谱)CT图像质量课件87对比噪声比CNR优化门脉期图像的观察能量阈值，最佳显示为52KeV对比噪声比CNR优化门脉期图像的观察能量阈值，最佳显示为5288(能谱)CT图像质量课件89CTArtifacts伪影AreaswhereimagenotfaithfultosubjectSourcespatientimageprocessequipmentCTArtifacts伪影Areaswhereimag90MotionArtifactsCausesstreaksinimageAlgorithmshavetroublecopingbecauseofinconsistentdataMotionArtifactsCausesstreaks91Artifacts:

AbruptHighContrastChangesExamples:prosthesesdentalfillingssurgicalclipsElectrodesboneMetalabsorbsallradiationinraycausesstar-shapedartifactArtifactcanbereducedbysoftwareArtifacts:

AbruptHighContra92IncreaseinmeanenergyofpolychromaticbeamasitpassesthroughpatientCancausebroaddarkbandsorstreakscuppingartifactMinimizedusingbeamhardeningcorrectionalgorithmsCTArtifacts:

BeamHardeningMARS：减除金属和硬化伪影Increaseinmeanenergyofpol93CTArtifacts:

PartialVolumeEffectCT#’sbasedonlinearattenuationcoefficientfortissuevoxelsIfvoxelnon-uniform(containsseveralmaterials),detectionprocesswillaverageCanappearasincorrectdensitiesStreaksandbandsMinimizingUsethinnerslicesCTArtifacts:

PartialVolumeE94(能谱)CT图像质量课件95谢谢！(能谱)CT图像质量课件96描述CT图像质量的三个主要参数:

空间分辨率、密度分辨率、噪声对比度(密度)分辨率:

指当细节与背景之间具有低对比度时，将一定大小的细节从背景中辨别出来的能力。描述CT图像质量的三个主要参数:97CTImageQualityin

EquationForms2(m)=kT/(td3R)Wheresisvarianceresultingfromnoisekisaconversionfactor(constant)Tistransmissivity(inverseofattenuation)tisslicethicknessdispixelsizeRisdoseCTImageQualityin

EquationF98

由于CT与传统的X线机成像方式的不同，不再使用传统的用于表示患者辐射剂量的表面入射剂量（ESD）。在实际应用中人们总结了CT剂量参数，主要有以下几种：

1、CTDI（CTdoseindex），CT剂量指数的概念，目前国际上应用最广泛的一种是由欧共体定义的。CTDI值表示沿着z轴方向单层辐射的剂量值。式中T表示标称层厚，D（z）表示沿垂直于断层平面的z轴方向的剂量分布曲线，是用笔形电离室测