(能譜)CT圖像質(zhì)量課件

CTImageQualityCT圖像質(zhì)量山東省千佛山醫(yī)院CT室王巍CTImageQualityCT圖像質(zhì)量山東省千佛山醫(yī)1CTImageQualityParametersSpatialResolutionImageNoiseContrastResolutionArtifactsPrincipalcomponentsofimagequalityarecontrast,spatialresolution,andnoise.空間分辨率噪聲密度分辨率偽影CTImageQualityParametersSpa2SpatialResolution空間分辨率:又稱高對比度分辨率（highcontrastresolution），是指在高對比度（密度分辨率大于10%）的情況下鑒別細微的能力，即顯示最小體積病灶或結(jié)構(gòu)的能力QuantifiesimageblurringSpatialResolution空間分辨率:又稱3SpatialResolution定義是在兩種物質(zhì)CT值相差100HU以上時，能分辨最小的圓形孔徑或是黑白相間的線對數(shù)，單位是lp/cm。5÷lp/cm=可分辨的最小物體的直徑(mm)“Pair”isoneobject+onespaceOnePairPhantoms–SpatialResolutionSpatialResolution定義是在兩種物質(zhì)CT值4空間分辨率Displaymatrix重建算法焦點尺寸

探測器孔徑

層厚采樣頻率高清模式空間分辨率空間分辨率Displaymatrix重建算法5“viewsperrotation”(VPR)referstothenumberofsamplestakenwitheveryrotationofthegantry“viewsperrotation”(VPR)re6HiRes2496ViewsImproveIQLikeVCT984ViewsHiResLikeVCT7(能譜)CT圖像質(zhì)量課件8層厚影響空間分辨率Hi-ResolutionCTTechnique高分辨率CT掃描技術(shù)Verysmallslicethicknesses1-2mmHighspatialfrequencyalgorithmsincreasesresolutionincreasesnoiseNoisecanbeoffsetbyusinghigherdosesOptimizedwindow/levelsettingsSmallfieldofview(FOV)層厚影響空間分辨率Hi-ResolutionCTTech9

StandardAlgorithm“Lung”Algorithm濾波算法影響空間分辨率

10Z軸分辨率Z軸分辨率是指設備在Z方向上分辨細節(jié)的能力。它主要是影響3D圖像的分辨率。如冠狀面或矢狀面的重建用Z軸方向的投影曲線的半高寬度（FWHM）來表示。通常情況下，Z軸分辨率＝層厚目前的高檔的多層螺旋CT的Z軸方向的空間分辨率已經(jīng)接近橫軸面的空間分辨率，就是說基本上達到了所謂“各向同性”Z軸分辨率Z軸分辨率是指設備在Z方向上分辨細節(jié)的能力。11360degreealgorithm360°內(nèi)插算法的Z軸分辨率會下降30％360degreealgorithm360°內(nèi)插算法的Z12(能譜)CT圖像質(zhì)量課件13CT對比度CT對比度14Componentsofimagecontrast對比度構(gòu)成Contrastpresentinamedicalimageistheresultofanumberofdifferentstepsthatoccurduringimageacquisition,processing,anddisplayimagecontrastRadiograhiccontrastdetectorcontrastdisplaycontrastElementalCompositionofsubjectSubjectmassattenuationcoefficientElectrondensityPhysicaldensitythicknessIncidentXspectrumWindowandlevelViewingfactorsViewinghumanfactorssurroundingfactorsComponentsofimagecontrast15入射X線能譜對物體（X線）對比度的影響入射X線能譜對物體（X線）對比度的影響16(能譜)CT圖像質(zhì)量課件17ContrastResolution1.對比度分辨率（contrastresolution）是指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。又稱為密度分辨率或低對比分辨率（lowcontrastresolution）對比度分辨率主要受像素噪聲的影響ContrastResolution1.對比度分辨率（co18SmallContrastDifferenceHardertoIdentifyinPresenceofNoiseSmallContrastDifferenceHard19(能譜)CT圖像質(zhì)量課件20CTImageNoise噪聲FluctuationofCT#’sinanimageofuniformmaterial(water)CTImageNoise噪聲Fluctuationof21(能譜)CT圖像質(zhì)量課件22(能譜)CT圖像質(zhì)量課件23CTImageNoiseUsuallydescribedasstandarddeviationofpixelvalues像素值的標準偏差StandarddeviationofpixelvaluesS(xi-xmean)2Noise(s)=-------------------(n-1)Xi=individualpixelvalueXmean=averageofallpixelvaluesinROIn=total#pixelsinROICTImageNoiseUsuallydescribe24NoiseMeasurementinCTScanwaterphantomSelectregionsofinterestTakemean&standarddeviationineachregionStandarddeviationisnoiseinROIUnits(HU’s)

or%contrastNoiseMeasurementinCTScanwa25(能譜)CT圖像質(zhì)量課件26(能譜)CT圖像質(zhì)量課件27(能譜)CT圖像質(zhì)量課件28(能譜)CT圖像質(zhì)量課件29ALARA原則AslowasreasonableachievableALARA原則30層厚ThinnerslicesmeanlessactivedetectorarealessphotonsdetectedMorenoiseCTImageQualityEquations2(m)=kT/(td3R)Ifslicethicknessgoesdownby2Dosemustgoupby2Toholdnoiseconstant層厚Thinnerslicesmeans2(m)=k313mmSlice10mmSlice層厚...對于軟組織來講厚的層厚能提供低噪聲、高密度分辨率的圖像。3mmSlice10mmSlice層厚...對于軟組32在軟組織研究病例中,用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。因為軟組織比如肝臟上要觀察的細節(jié)與周圍組織往往具有較小的對比度。噪聲的存在會掩蓋這些對比度。因此在軟組織為主的肝臟等部位，需要提高劑量，以降低噪聲提高密度分辨率，以能分辨微小的病變；而在肺或內(nèi)耳的檢查中，可適當降低掃描條件，因為這些部位本身具有較高的對比度，少量的噪聲不會影響診斷。

mAs(劑量)在軟組織研究病例中,用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。因33(能譜)CT圖像質(zhì)量課件34(能譜)CT圖像質(zhì)量課件35(能譜)CT圖像質(zhì)量課件36對比噪聲比CNR優(yōu)化門脈期圖像的觀察能量閾值，最佳顯示為52KeV對比噪聲比CNR優(yōu)化門脈期圖像的觀察能量閾值，最佳顯示為5237(能譜)CT圖像質(zhì)量課件38CTArtifacts偽影AreaswhereimagenotfaithfultosubjectSourcespatientimageprocessequipmentCTArtifacts偽影Areaswhereimag39MotionArtifactsCausesstreaksinimageAlgorithmshavetroublecopingbecauseofinconsistentdataMotionArtifactsCausesstreaks40Artifacts:

AbruptHighContrastChangesExamples:prosthesesdentalfillingssurgicalclipsElectrodesboneMetalabsorbsallradiationinraycausesstar-shapedartifactArtifactcanbereducedbysoftwareArtifacts:

AbruptHighContra41IncreaseinmeanenergyofpolychromaticbeamasitpassesthroughpatientCancausebroaddarkbandsorstreakscuppingartifactMinimizedusingbeamhardeningcorrectionalgorithmsCTArtifacts:

BeamHardeningMARS：減除金屬和硬化偽影Increaseinmeanenergyofpol42CTArtifacts:

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

PartialVolumeE43(能譜)CT圖像質(zhì)量課件44謝謝！(能譜)CT圖像質(zhì)量課件45描述CT圖像質(zhì)量的三個主要參數(shù):

空間分辨率、密度分辨率、噪聲對比度(密度)分辨率:

指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。描述CT圖像質(zhì)量的三個主要參數(shù):46CTImageQualityin

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

EquationF47

由于CT與傳統(tǒng)的X線機成像方式的不同，不再使用傳統(tǒng)的用于表示患者輻射劑量的表面入射劑量（ESD）。在實際應用中人們總結(jié)了CT劑量參數(shù)，主要有以下幾種：

1、CTDI（CTdoseindex），CT劑量指數(shù)的概念，目前國際上應用最廣泛的一種是由歐共體定義的。CTDI值表示沿著z軸方向單層輻射的劑量值。式中T表示標稱層厚，D（z）表示沿垂直于斷層平面的z軸方向的劑量分布曲線，是用筆形電離室測量的，積分區(qū)間恒定為100mm，表示單層掃描的劑量。

2、CTDIW，為了解決X射線劑量在體內(nèi)的不均勻性，反映人體接受的真實劑量，人們又提出了加權(quán)劑量指數(shù)（CTDIW）的概念，是電離量在測試模體中心和邊緣測量值的加權(quán)平均。

CTDIw=（邊緣）+（中心）（mGy）

3、CTDIvol：容積劑量指數(shù)，通常一次CT掃描由很多層組成，且實際中單層掃描所產(chǎn)生的劑量區(qū)域由于X線的擴散性，在z軸方向上層的邊緣產(chǎn)生“尾部區(qū)域”，這就使得多層掃描的劑量并非多個的簡單相加，在“尾部區(qū)域”會產(chǎn)生劑量的疊加，因此人們提出容積劑量指數(shù)的概念。

CTDIvol=×CTDIw（mGy）

4、DLP（dose-lengthproduct）：劑量長度乘積，一次完整的CT檢查患者所接受的輻射劑量。

DLP=CTDIvol×Scanlength（mGy）

5、ED（effectivedose）：有效劑量，是相對于全身平均輻射劑量來說，反映了身體不同部位接受的非均勻性的輻射劑量，根據(jù)不同部位的權(quán)重因子（W）得出。

E=DLP×W(mSv)(能譜)CT圖像質(zhì)量課件48(能譜)CT圖像質(zhì)量課件49測量方法模體直徑16或20cm水模水模中插入了不同密度及不同大小的模塊模塊的CT值均小于8HU測量方法50生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。12:24:4012:24:4012:2412/26/202212:24:40PM做一枚螺絲釘，那里需要那里上。12月-2212:24:4012:24Dec-2226-Dec-22日復一日的努力只為成就美好的明天。12:24:4012:24:4012:24Monday,December26,2022安全放在第一位，防微杜漸。12月-2212月-2212:24:4012:24:40December26,2022加強自身建設，增強個人的休養(yǎng)。2022年12月26日12:24下午12月-2212月-22精益求精，追求卓越，因為相信而偉大。26十二月202212:24:40下午12:24:4012月-22讓自己更加強大，更加專業(yè)，這才能讓自己更好。十二月2212:24下午12月-2212:24December26,2022這些年的努力就為了得到相應的回報。2022/12/2612:24:4012:24:4026December2022科學，你是國力的靈魂；同時又是社會發(fā)展的標志。12:24:40下午12:24下午12:24:4012月-22每天都是美好的一天，新的一天開啟。12月-2212月-2212:2412:24:4012:24:40Dec-22相信命運，讓自己成長，慢慢的長大。2022/12/2612:24:40Monday,December26,2022愛情，親情，友情，讓人無法割舍。12月-222022/12/2612:24:4012月-22謝謝大家！生活中的辛苦阻撓不了我對生活的熱愛。12月-2212月-2251CTImageQualityCT圖像質(zhì)量山東省千佛山醫(yī)院CT室王巍CTImageQualityCT圖像質(zhì)量山東省千佛山醫(yī)52CTImageQualityParametersSpatialResolutionImageNoiseContrastResolutionArtifactsPrincipalcomponentsofimagequalityarecontrast,spatialresolution,andnoise.空間分辨率噪聲密度分辨率偽影CTImageQualityParametersSpa53SpatialResolution空間分辨率:又稱高對比度分辨率（highcontrastresolution），是指在高對比度（密度分辨率大于10%）的情況下鑒別細微的能力，即顯示最小體積病灶或結(jié)構(gòu)的能力QuantifiesimageblurringSpatialResolution空間分辨率:又稱54SpatialResolution定義是在兩種物質(zhì)CT值相差100HU以上時，能分辨最小的圓形孔徑或是黑白相間的線對數(shù)，單位是lp/cm。5÷lp/cm=可分辨的最小物體的直徑(mm)“Pair”isoneobject+onespaceOnePairPhantoms–SpatialResolutionSpatialResolution定義是在兩種物質(zhì)CT值55空間分辨率Displaymatrix重建算法焦點尺寸

探測器孔徑

層厚采樣頻率高清模式空間分辨率空間分辨率Displaymatrix重建算法56“viewsperrotation”(VPR)referstothenumberofsamplestakenwitheveryrotationofthegantry“viewsperrotation”(VPR)re57HiRes2496ViewsImproveIQLikeVCT984ViewsHiResLikeVCT58(能譜)CT圖像質(zhì)量課件59層厚影響空間分辨率Hi-ResolutionCTTechnique高分辨率CT掃描技術(shù)Verysmallslicethicknesses1-2mmHighspatialfrequencyalgorithmsincreasesresolutionincreasesnoiseNoisecanbeoffsetbyusinghigherdosesOptimizedwindow/levelsettingsSmallfieldofview(FOV)層厚影響空間分辨率Hi-ResolutionCTTech60

StandardAlgorithm“Lung”Algorithm濾波算法影響空間分辨率

61Z軸分辨率Z軸分辨率是指設備在Z方向上分辨細節(jié)的能力。它主要是影響3D圖像的分辨率。如冠狀面或矢狀面的重建用Z軸方向的投影曲線的半高寬度（FWHM）來表示。通常情況下，Z軸分辨率＝層厚目前的高檔的多層螺旋CT的Z軸方向的空間分辨率已經(jīng)接近橫軸面的空間分辨率，就是說基本上達到了所謂“各向同性”Z軸分辨率Z軸分辨率是指設備在Z方向上分辨細節(jié)的能力。62360degreealgorithm360°內(nèi)插算法的Z軸分辨率會下降30％360degreealgorithm360°內(nèi)插算法的Z63(能譜)CT圖像質(zhì)量課件64CT對比度CT對比度65Componentsofimagecontrast對比度構(gòu)成Contrastpresentinamedicalimageistheresultofanumberofdifferentstepsthatoccurduringimageacquisition,processing,anddisplayimagecontrastRadiograhiccontrastdetectorcontrastdisplaycontrastElementalCompositionofsubjectSubjectmassattenuationcoefficientElectrondensityPhysicaldensitythicknessIncidentXspectrumWindowandlevelViewingfactorsViewinghumanfactorssurroundingfactorsComponentsofimagecontrast66入射X線能譜對物體（X線）對比度的影響入射X線能譜對物體（X線）對比度的影響67(能譜)CT圖像質(zhì)量課件68ContrastResolution1.對比度分辨率（contrastresolution）是指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。又稱為密度分辨率或低對比分辨率（lowcontrastresolution）對比度分辨率主要受像素噪聲的影響ContrastResolution1.對比度分辨率（co69SmallContrastDifferenceHardertoIdentifyinPresenceofNoiseSmallContrastDifferenceHard70(能譜)CT圖像質(zhì)量課件71CTImageNoise噪聲FluctuationofCT#’sinanimageofuniformmaterial(water)CTImageNoise噪聲Fluctuationof72(能譜)CT圖像質(zhì)量課件73(能譜)CT圖像質(zhì)量課件74CTImageNoiseUsuallydescribedasstandarddeviationofpixelvalues像素值的標準偏差StandarddeviationofpixelvaluesS(xi-xmean)2Noise(s)=-------------------(n-1)Xi=individualpixelvalueXmean=averageofallpixelvaluesinROIn=total#pixelsinROICTImageNoiseUsuallydescribe75NoiseMeasurementinCTScanwaterphantomSelectregionsofinterestTakemean&standarddeviationineachregionStandarddeviationisnoiseinROIUnits(HU’s)

or%contrastNoiseMeasurementinCTScanwa76(能譜)CT圖像質(zhì)量課件77(能譜)CT圖像質(zhì)量課件78(能譜)CT圖像質(zhì)量課件79(能譜)CT圖像質(zhì)量課件80ALARA原則AslowasreasonableachievableALARA原則81層厚ThinnerslicesmeanlessactivedetectorarealessphotonsdetectedMorenoiseCTImageQualityEquations2(m)=kT/(td3R)Ifslicethicknessgoesdownby2Dosemustgoupby2Toholdnoiseconstant層厚Thinnerslicesmeans2(m)=k823mmSlice10mmSlice層厚...對于軟組織來講厚的層厚能提供低噪聲、高密度分辨率的圖像。3mmSlice10mmSlice層厚...對于軟組83在軟組織研究病例中,用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。因為軟組織比如肝臟上要觀察的細節(jié)與周圍組織往往具有較小的對比度。噪聲的存在會掩蓋這些對比度。因此在軟組織為主的肝臟等部位，需要提高劑量，以降低噪聲提高密度分辨率，以能分辨微小的病變；而在肺或內(nèi)耳的檢查中，可適當降低掃描條件，因為這些部位本身具有較高的對比度，少量的噪聲不會影響診斷。

mAs(劑量)在軟組織研究病例中,用高mAs來保持低噪聲是非常重要的。因84(能譜)CT圖像質(zhì)量課件85(能譜)CT圖像質(zhì)量課件86(能譜)CT圖像質(zhì)量課件87對比噪聲比CNR優(yōu)化門脈期圖像的觀察能量閾值，最佳顯示為52KeV對比噪聲比CNR優(yōu)化門脈期圖像的觀察能量閾值，最佳顯示為5288(能譜)CT圖像質(zhì)量課件89CTArtifacts偽影AreaswhereimagenotfaithfultosubjectSourcespatientimageprocessequipmentCTArtifacts偽影Areaswhereimag90MotionArtifactsCausesstreaksinimageAlgorithmshavetroublecopingbecauseofinconsistentdataMotionArtifactsCausesstreaks91Artifacts:

AbruptHighContrastChangesExamples:prosthesesdentalfillingssurgicalclipsElectrodesboneMetalabsorbsallradiationinraycausesstar-shapedartifactArtifactcanbereducedbysoftwareArtifacts:

AbruptHighContra92IncreaseinmeanenergyofpolychromaticbeamasitpassesthroughpatientCancausebroaddarkbandsorstreakscuppingartifactMinimizedusingbeamhardeningcorrectionalgorithmsCTArtifacts:

BeamHardeningMARS：減除金屬和硬化偽影Increaseinmeanenergyofpol93CTArtifacts:

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

PartialVolumeE94(能譜)CT圖像質(zhì)量課件95謝謝！(能譜)CT圖像質(zhì)量課件96描述CT圖像質(zhì)量的三個主要參數(shù):

空間分辨率、密度分辨率、噪聲對比度(密度)分辨率:

指當細節(jié)與背景之間具有低對比度時，將一定大小的細節(jié)從背景中辨別出來的能力。描述CT圖像質(zhì)量的三個主要參數(shù):97CTImageQualityin

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

EquationF98

由于CT與傳統(tǒng)的X線機成像方式的不同，不再使用傳統(tǒng)的用于表示患者輻射劑量的表面入射劑量（ESD）。在實際應用中人們總結(jié)了CT劑量參數(shù)，主要有以下幾種：

1、CTDI（CTdoseindex），CT劑量指數(shù)的概念，目前國際上應用最廣泛的一種是由歐共體定義的。CTDI值表示沿著z軸方向單層輻射的劑量值。式中T表示標稱層厚，D（z）表示沿垂直于斷層平面的z軸方向的劑量分布曲線，是用筆形電離室測