计算机断层扫描课件

Computer计算机

Tomograph断层扫描CT基础知识—软件

成像原理及图像处理CT的基本原理

计算机断层扫描（computedtomograhy，简称CT），是计算机与X线检查技术相结合的产物。当高度准直的X线束环绕人体某一部位作断面扫描（通常是横断面）时，部分光子被吸收，X线强度因而衰减，未被吸收的光子穿透人体后，被检测器（detector)接收，然后经放大并转化为电子流，作为模拟信号输入电子计算机进行处理运算，重建成图像，由阴极线管显示出图像来，供诊断用。

检测器接收射线信号的强弱，取决于人体截面内组织的密度，密度高的组织如骨吸收X线较多，检测器测得的信号信号弱；反之，如脂肪、含气的脏器吸收X线少，测得的信号强。这就是CT利用X线穿透人体后的衰减特征作为诊断病变的依据。

计算机将检测器接受到的射线信号的强弱利用数学处理方法重组图像，显示到荧光屏上，就形成受检面的CT图。螺旋CT横断位扫描CT值

CT的特点是能够分辨人体组织密度的轻微差别，所采用的标准是根据各种组织对X线的线性吸收系数来决定的。为了计算与论述方便，将线性衰减系数划分为2000个单位，称为CT值。以水为0值，最上界骨的CT值为1000；最下界空气的CT值为-1000。

实际上，CT值是CT图像中各组织与X线衰减系数相当的对应值。

CT值不是绝对不变的数值，它不仅与人体内在因素如呼吸、血流等有关，而且与X线管电压、CT装置、室内温度等外界因素有关，所以应经常校正，否则将导致误诊。正常组织的CT值窗宽、窗位

人体组织CT值的范围为-1000到+1000共2000个分度，而人眼不能分辨这样微小灰度的差别，仅能分辨16个灰阶。为了提高组织结构细节的显示，能分辨CT值差别小的两种组织，操作员根据诊断需要调节图像的对比度和亮度，这种调节技术称为窗技术--窗宽、窗位的选择。

窗宽是指显示图像时所选用的CT值范围。窗宽的宽窄直接影响图像的对比度；窄窗宽显示的CT值范围小，可分辨密度较接近的组织或结构，如脑组织；反之，窗宽加宽的CT值幅度大，对比度差，适用于分辨密度差别大的结构如肺、骨质。

窗位是指窗宽上、下限CT值的平均数。窗位的高低影响图像的亮度；窗位低图像亮度高呈白色；窗位高图像亮度低呈黑色。影响CT图像的因素

1、窗宽、窗位

如果要获得较清晰且能满足诊断要求的CT图像，必须选用合适的窗宽、窗位，否则不仅图像不清楚，还难以达到诊断要求，降低了CT扫描的诊断效能。

2、噪声和伪影

噪声：分扫描噪声和光子噪声。

伪影有：

患者在扫描中移动、呼吸、肠蠕动等可造成移动伪影；

人体内、外金属异物，术后银夹、枕骨粗窿，鸡冠等过高密度影产生放射状告密度条状影；

机器本身发生故障。

3、部分容积效应和周围间隙现象。

4、CT的分辨率

分空间分辨率和密度分辨率CT的增强扫描

经静脉给予水溶性碘造影剂使病变组织X线吸收率增高，加大了正常与病变组织间灰阶的差别，从而提高了病变的显示率。这种方法称之为造影增强检查。

病变组织的强化是由于其含碘量增加而使局部密度增高，其机理主要：1.局部血流量增加（异常血管增生）或血液内碘含量增高；2.血脑屏障遭到破坏，造影剂漏出血管外等因素有关；3.病变组织内造影剂的代谢与正常组织代谢不同，造成病变组织与正常组织间灰阶差别。

常用造影剂有：

①离子型造影剂，如泛影葡胺；

②非离子型造影剂，如欧乃派克。

造影剂的给药方法

①一次性注射或集团注射法

②静滴法

③蛛网膜下腔给药作椎管或脑室CT的检查过程病人准备（胃肠道准备，对比剂过敏试验，呼吸训练，心理准备等）定位（选择适当的扫描体位）扫描定位像进行断面扫描进行图像的传输，存储和打印在图像处理工作站上进行图像高级后处理（2D,3D,Perfusion,CardiacIQ)一般检查可在5－10分钟内完成CT常用高级后处理方法随着螺旋CT的迅速发展，CT可进行连续的大范围薄层容积数据采集，从而能够进行多角度、多方位的显示，增加有效的诊断和定位信息。目前常用的CT高级后处理方法有：MPVR,MIP,Curve,SSD,Navigator等MPR(多层面重建)计算机将横断面图像上的二维体素重组后获得冠状位、矢状位、斜位和曲面重建图像。用于显示病变形态及与周围组织、器官的解剖关系MPVR(多平面容积重建)在三维的基础上应用MPR技术，可采用平均（Average）、最大（MIP）、最小（MinIP）三种密度投影法来显示图像MinIPAverageMIP同一部位MPVR图像，分别用不同方法显示，其效果不同MIP(最大密度投影)显示不同层面垂直方向的最大密度值，用于具有相对高密度的组织和结构，如强化的血管、骨骼、明显强化的软组织占位Curve（曲线）按一条设定的曲线进行重建，将原本弯曲的结构展现在平面上通过曲面重建可全程显示扩张的胰管SSD按表面数学模式进行计算处理，将符合预设CT阈值的相邻象素连接起来形成立体图像。特点是：立体感强，解剖关系清晰。Navigator应用三线内插法和透视投影技术，重建出管腔表面图象CT基础知识—硬件

设备结构

由扫描装置、计算机系统、图像显示、记录、储存等部分组成。

扫描装置包括X线球管、探测器与信号转换系统。CT装置的基本结构传统X光片CT

通常的CT机X线球管做往返圆周运动。每次扫描都经过启动、加速、匀速采集数据、减数、停止几个过程，使扫描速度难以大幅度提高。且仅能获得二维（2D）信息。

螺旋CT应用滑环技术，使得X线球管做单方向连续旋转运动，同时患者检查床以均匀速度平移前进或后退中，连续采集体积数据进行图像重建。能够获得三维（3D）信息。

螺旋CT螺旋成像与普通CT机相比螺旋CT的优点是：①提高病变发现率

⑤在造影剂最高时成像②提高扫描速度

⑥可变的重建扫描层面③提高病变密度测定

⑦可建重叠扫描层面④可能减少造影剂用量

⑧可行多层面及三维重建

CT机房示意图

CT机的基本组成X线球管高压发生器探测器和数据收集系统扫描床CT机的基本组成包括：x线球管和高压发生器、探测器和数据采集系统、扫描架、扫描床及控制台CT的成像过程

高压发生器

高电压

球管

人体DAS

计算机

显示

照相

探测器X-rayX线球管X线球管球管基本结构高速电子流轰击在阳极靶上产生x射线冷却系统保证球管能连续高效的运转产生1分X线同时产生99分热球管的评价指标1.球管焦点(mmxmm)2.阳极热容量(MHu)3.阳极散热率(khu/min)4.衡量球管能力的金标准：连续螺旋扫描时间（秒）双排CT：90秒，16排：120秒；球管的焦点焦点越小，图像越清晰小焦点的成像大焦点的成像

较大的模糊区域图像清晰GE球管小焦点0.6mm*0.7mm

1.25mm1.25mm1.25mm1.25mmX-rayTubeZaxis扫描层厚4x1.25mm5mm4x2.5mm10mm4x3.75mm15mm4x5mm20mm

多排螺旋CT覆盖范围/圈探测器的分类气态：1.高压氙气（XenonGas）固态：2.钨酸镉（CadmiumTungstate）3.高闪烁晶体（GOS）

4.稀土陶瓷（HiLight）CT扫描方式Ⅰ、定位像扫描（Sco