《CT检查技术》课件-CT检查原理

CT检查原理CT检查技术主讲部分图片来源于网络，仅供教学使用目标CONTENTS知识目标：领悟CT设备的基本构成及成像原理，掌握窗口技术能力目标：会选择合适的窗宽、窗位素质目标：检查精益求精、爱护CT设备目录CONTENTS一、CT设备运行基本条件二、CT成像原理一CT设备运行基本条件CT设备构成01CT设备构成01

1、CT球管2、高压系统3、冷却系统4、探测器5、准直器6、滤过器7、模/数转换器CT成像的核心部件-球管1.1CT成像的核心部件-球管1.1CT球管：产生X线。旋转阳极X线管焦点小，热容量大，X线管寿命一般可达2万次以上曝光。高档CT机用X线管，为了提高热容量,采用“可变焦点”技术，又称“飞焦点”技术或动态焦点”技术。1.1CT成像的核心部件-球管CT成像的核心部件-高压系统1.2CT成像的核心部件-高压系统1.2高压系统：产生高速电子流，装置中高压系统包括高压发生器和稳压装置两部分，高压发生器有连续X线发生器和脉冲X线发生器两种类型。CT高压系统必须采用高精度的稳压反馈措施,高压稳定度必须在千分之一以下,纹波因素为万分之五以下。新型CT机多采用高频逆变高压技术。CT成像的重要部件-冷却系统1.3冷却系统

扫描架内一般有两个冷却电路,即X线管冷却电路和电子线路冷却电路。球管管套表面和机架内都有热传感器,当温度过高时,会产生中断信号,此信号传给主计算机机器停止工作。另外,主计算机可根据扫描参数的设定,预算出热量值，当预算值超过正常范围，计算机会在屏幕上给出提示。CT成像的核心部件-探测器1.4探测器(Detector)是一种将X射线能量转换为可供记录的电信号的装置。它接收到射线照射，然后产生与辐射强度成正比的电信号。通常，探测器所接受到的射线信号的强弱，取决于该部位的人体截面内组织的密度。1.4探测器从一个到多个，一排到多排，Z轴的分辨力越来越高，实现了各向同性。CT成像的核心部件-探测器1.4固体探测器：优点:灵敏度高,光子转换率高.缺点:X射线的利用率低,一致性差,受温度和湿度影响大.气体探测器：优点:几何利用率高,一致性好.缺点:灵敏度差,光子转换率低.固体探测器VS气体探测器CT成像的核心部件-探测器1.5

准直器作用

①限定体层层厚

②减少进入探测器的散射线

③降低受检者的辐射剂量

类型球管侧准直器（前准直器）探测器侧准直器（后准直器）CT成像的重要部件-准直器1.6滤过器①吸收低能X线。②使穿过滤过器和受检者的投射线束的能量分布达到均匀硬化。滤过器都采用低原子序数的物质组成。CT成像的重要部件-滤过器1.61.X线准直器

X线准直器的作用有三点：（1）限定断层层厚（2）降低受检者的辐射剂量（3）减少进入探测器的散射线材料：铅或铅合金2.X线滤过器

X线滤过器的作用是：（1）吸收低能X线（软射线）（2）使X线束通过滤过器后，变成能量分布均匀的硬射线束。

材料：铝、铜及二者组合CT成像的重要部件-滤过器CT成像的重要部件-模/数转换器1.7模/数转换器又称为A/D转换器，是CT数据采集系统(DAS)的主要组成部分其作用是将来自探测器的输出信号(模拟信号)放大、积分后多路混合变为数字信号，送入计算机处理。模/数转换器由频率发生器和比较积分器组成。CT成像的计算机处理系统1.8

计算机处理系统

CT机中的计算机系统由主控计算机和阵列处理器两部分组成。主控计算机是中央处理系统，它与MCU(主控制单元)、SCU(扫描控制单元)、HCU(热控制单元)等各部分。CT成像的计算机处理系统1.8

主控计算机作用有:①与操作者对话并控制扫描等信息的传送;②控制和监视扫描过程，并将扫描数据送入存储器;③CT值的校正和输入数据的扩展;④图像重建的程序控制;⑤故障诊断及分析。CT成像的计算机处理系统1.8阵列处理器是一种专用的数据处理设备，其任务是在主控计算机的控制下，进行图像重建等工作。图像重建时，阵列处理器接收由数据采集系统或磁盘送来的数据，进行图像重建后再送给主控计算机,再经过D/A转换在终端上显示。1.9CT成像的外围设备外围设备检查床高压注射器激光相机1.9CT成像的外围设备CT成像的软件1.10常用应用软件CT扫描机除了配备计算机的硬件以外,还需要配备各种应用软件才能正常运行。CT机中软件最重要的功能是将探测器采集到的信号进行图像重建。CT扫描机应用软件有基本功能软件和特殊功能软件两大类。基本功能软件是各种型号CT机都应具备的功能软件，它们的功能有:①扫描功能;②图像处理功能;③图像贮存与摄影功能;④图像诊断功能;⑤故障诊断功能等。CT成像的软件1.10特殊功能软件特殊功能软件种类繁多,并且在不断地开发和改进中。相关的特殊功能有:①定位扫描;②目标扫描;③动态扫描;④快速连续扫描;⑤自动mA扫描;⑥CT心脏成像;⑦智能血管分析;⑧骨密度测定;⑨高分辨力扫描;四平滑过滤、图像三维重建、图像多平面重组、虚拟内窥镜等。CT设备成像的工作条件1.11CT设备工作条件

1、CT成像设备属大功率医学影像设备,对电源要求极高。CT机应单独从配电室变压器提供电源，不在该线路上并接其他电器设备。如电源稳定性达不到CT设备要求的380V±10%，50±0.5Hz),应要通过考虑采用稳压装置。对计算机和磁盘机应考虑使用不间断电源(UPS)，以防止突然停电损坏硬件及软件。2、从业资格CT运行的基本条件1.11(二)机房环境工作条件CT设备是大型精密医疗设备,对工作环境有一定要求。一般机房温度控制在18~22℃,湿度为40%~60%。机房要防尘，防尘是电气设备的共同要求,CT机房做成密封式,通过空调保持与室外空气交换。南方地区湿度较高的季节,建议机房内使用去湿机除湿,保持机房内湿度在允许范围内。二CT成像原理CT成像原理02不同的组织对X线的衰减系数不一样。再以不同的黑白度的图像一一对应显示出来。CT成像基础-X线的衰减规律2.1X射线在匀质物质中的衰减遵循指数规律衰减。2.1I=I0e-ul朗伯-比尔(Lambert-Beer)吸收定律在X线通过物质时衰减的表达式。由此可知l或u值越大，出射的X线强度I越小，即物体对X线的吸收越多。CT成像基础-X线的衰减规律2.1μ1

μ2

μ3

……

μnI0IX射线在非匀质物质中的衰减遵循指数规律衰减。I1=I0e(—μ1x)I

2=I1e(—μ2x)

…

…In

=I0e[-(μ1+μ2+…+μn)]xCT成像基础-X线的衰减规律CT成像基础-数据采集2.2数据采集是CT成像过程中的第一个环节,是一个极其关键的环节。数据采集应遵循以下原则：1.投影是X线束扫描位置的函数2.扫描应对被检区域全覆盖3.数据采集速度要快4.采集的数据要精确CT成像基础-图像重建2.3图像重建主要有迭代法、反投影法、解析法。其中滤波反投影法只做一维傅里叶变换法，运算量小，重建速度快，精度高，是目前CT重建图像的主要方法之一。CT成像结果-图像的显示2.4

图像显示灰度(gray)是指黑白或明暗的程度,它是在图像面上表现各像素黑白或明暗程度的量。从全黑到全白可有不同的灰度分级,在图像面上以灰度分布的形式显示CT影像。2.4

灰阶(grayscale),是指在图像上或显示器上所显示的各点不同的灰度层次,也就是,把白色与黑色之间分成若干级,称为“灰阶等级”,表现不同亮度(灰度)信号的等级差别称为灰阶。灰阶用于直观地标识出影像中所包含的灰度等级的亮度。CT成像结果-图像的显示CT成像显示-窗口技术2.5窗口技术将某段CT值范围内灰度放大或增强的技术称为窗口技术(window

technology),是调节数字图像灰阶亮度的一种技术，即通过选择不同的窗宽和窗位来显示成像区域,使之清晰地显示病变部位。这个被放大或增强的CT值灰度显示范围称为窗口。上限CT值和下限CT值之差称为窗宽(windowwidth,WW),也就是CT图像上所包括的CT值范围。CT值范围的中心CT值称为窗位或窗位(windowlevel，WL),也就是要观察组织的平均CT值。2.5例如：窗宽是80，窗位是35，那么它显示的CT值范围就是-