計(jì)算機(jī)斷層掃描課件

Computer計(jì)算機(jī)

Tomograph斷層掃描CT基礎(chǔ)知識(shí)—軟件

成像原理及圖像處理CT的基本原理

計(jì)算機(jī)斷層掃描（computedtomograhy，簡稱CT），是計(jì)算機(jī)與X線檢查技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。當(dāng)高度準(zhǔn)直的X線束環(huán)繞人體某一部位作斷面掃描（通常是橫斷面）時(shí)，部分光子被吸收，X線強(qiáng)度因而衰減，未被吸收的光子穿透人體后，被檢測器（detector)接收，然后經(jīng)放大并轉(zhuǎn)化為電子流，作為模擬信號(hào)輸入電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理運(yùn)算，重建成圖像，由陰極線管顯示出圖像來，供診斷用。

檢測器接收射線信號(hào)的強(qiáng)弱，取決于人體截面內(nèi)組織的密度，密度高的組織如骨吸收X線較多，檢測器測得的信號(hào)信號(hào)弱；反之，如脂肪、含氣的臟器吸收X線少，測得的信號(hào)強(qiáng)。這就是CT利用X線穿透人體后的衰減特征作為診斷病變的依據(jù)。

計(jì)算機(jī)將檢測器接受到的射線信號(hào)的強(qiáng)弱利用數(shù)學(xué)處理方法重組圖像，顯示到熒光屏上，就形成受檢面的CT圖。螺旋CT橫斷位掃描CT值

CT的特點(diǎn)是能夠分辨人體組織密度的輕微差別，所采用的標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)各種組織對(duì)X線的線性吸收系數(shù)來決定的。為了計(jì)算與論述方便，將線性衰減系數(shù)劃分為2000個(gè)單位，稱為CT值。以水為0值，最上界骨的CT值為1000；最下界空氣的CT值為-1000。

實(shí)際上，CT值是CT圖像中各組織與X線衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)值。

CT值不是絕對(duì)不變的數(shù)值，它不僅與人體內(nèi)在因素如呼吸、血流等有關(guān)，而且與X線管電壓、CT裝置、室內(nèi)溫度等外界因素有關(guān)，所以應(yīng)經(jīng)常校正，否則將導(dǎo)致誤診。正常組織的CT值窗寬、窗位

人體組織CT值的范圍為-1000到+1000共2000個(gè)分度，而人眼不能分辨這樣微小灰度的差別，僅能分辨16個(gè)灰階。為了提高組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的顯示，能分辨CT值差別小的兩種組織，操作員根據(jù)診斷需要調(diào)節(jié)圖像的對(duì)比度和亮度，這種調(diào)節(jié)技術(shù)稱為窗技術(shù)--窗寬、窗位的選擇。

窗寬是指顯示圖像時(shí)所選用的CT值范圍。窗寬的寬窄直接影響圖像的對(duì)比度；窄窗寬顯示的CT值范圍小，可分辨密度較接近的組織或結(jié)構(gòu)，如腦組織；反之，窗寬加寬的CT值幅度大，對(duì)比度差，適用于分辨密度差別大的結(jié)構(gòu)如肺、骨質(zhì)。

窗位是指窗寬上、下限CT值的平均數(shù)。窗位的高低影響圖像的亮度；窗位低圖像亮度高呈白色；窗位高圖像亮度低呈黑色。影響CT圖像的因素

1、窗寬、窗位

如果要獲得較清晰且能滿足診斷要求的CT圖像，必須選用合適的窗寬、窗位，否則不僅圖像不清楚，還難以達(dá)到診斷要求，降低了CT掃描的診斷效能。

2、噪聲和偽影

噪聲：分掃描噪聲和光子噪聲。

偽影有：

患者在掃描中移動(dòng)、呼吸、腸蠕動(dòng)等可造成移動(dòng)偽影；

人體內(nèi)、外金屬異物，術(shù)后銀夾、枕骨粗窿，雞冠等過高密度影產(chǎn)生放射狀告密度條狀影；

機(jī)器本身發(fā)生故障。

3、部分容積效應(yīng)和周圍間隙現(xiàn)象。

4、CT的分辨率

分空間分辨率和密度分辨率CT的增強(qiáng)掃描

經(jīng)靜脈給予水溶性碘造影劑使病變組織X線吸收率增高，加大了正常與病變組織間灰階的差別，從而提高了病變的顯示率。這種方法稱之為造影增強(qiáng)檢查。

病變組織的強(qiáng)化是由于其含碘量增加而使局部密度增高，其機(jī)理主要：1.局部血流量增加（異常血管增生）或血液內(nèi)碘含量增高；2.血腦屏障遭到破壞，造影劑漏出血管外等因素有關(guān)；3.病變組織內(nèi)造影劑的代謝與正常組織代謝不同，造成病變組織與正常組織間灰階差別。

常用造影劑有：

①離子型造影劑，如泛影葡胺；

②非離子型造影劑，如歐乃派克。

造影劑的給藥方法

①一次性注射或集團(tuán)注射法

②靜滴法

③蛛網(wǎng)膜下腔給藥作椎管或腦室CT的檢查過程病人準(zhǔn)備（胃腸道準(zhǔn)備，對(duì)比劑過敏試驗(yàn)，呼吸訓(xùn)練，心理準(zhǔn)備等）定位（選擇適當(dāng)?shù)膾呙梵w位）掃描定位像進(jìn)行斷面掃描進(jìn)行圖像的傳輸，存儲(chǔ)和打印在圖像處理工作站上進(jìn)行圖像高級(jí)后處理（2D,3D,Perfusion,CardiacIQ)一般檢查可在5－10分鐘內(nèi)完成CT常用高級(jí)后處理方法隨著螺旋CT的迅速發(fā)展，CT可進(jìn)行連續(xù)的大范圍薄層容積數(shù)據(jù)采集，從而能夠進(jìn)行多角度、多方位的顯示，增加有效的診斷和定位信息。目前常用的CT高級(jí)后處理方法有：MPVR,MIP,Curve,SSD,Navigator等MPR(多層面重建)計(jì)算機(jī)將橫斷面圖像上的二維體素重組后獲得冠狀位、矢狀位、斜位和曲面重建圖像。用于顯示病變形態(tài)及與周圍組織、器官的解剖關(guān)系MPVR(多平面容積重建)在三維的基礎(chǔ)上應(yīng)用MPR技術(shù)，可采用平均（Average）、最大（MIP）、最?。∕inIP）三種密度投影法來顯示圖像MinIPAverageMIP同一部位MPVR圖像，分別用不同方法顯示，其效果不同MIP(最大密度投影)顯示不同層面垂直方向的最大密度值，用于具有相對(duì)高密度的組織和結(jié)構(gòu)，如強(qiáng)化的血管、骨骼、明顯強(qiáng)化的軟組織占位Curve（曲線）按一條設(shè)定的曲線進(jìn)行重建，將原本彎曲的結(jié)構(gòu)展現(xiàn)在平面上通過曲面重建可全程顯示擴(kuò)張的胰管SSD按表面數(shù)學(xué)模式進(jìn)行計(jì)算處理，將符合預(yù)設(shè)CT閾值的相鄰象素連接起來形成立體圖像。特點(diǎn)是：立體感強(qiáng)，解剖關(guān)系清晰。Navigator應(yīng)用三線內(nèi)插法和透視投影技術(shù)，重建出管腔表面圖象CT基礎(chǔ)知識(shí)—硬件

設(shè)備結(jié)構(gòu)

由掃描裝置、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、圖像顯示、記錄、儲(chǔ)存等部分組成。

掃描裝置包括X線球管、探測器與信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。CT裝置的基本結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)X光片CT

通常的CT機(jī)X線球管做往返圓周運(yùn)動(dòng)。每次掃描都經(jīng)過啟動(dòng)、加速、勻速采集數(shù)據(jù)、減數(shù)、停止幾個(gè)過程，使掃描速度難以大幅度提高。且僅能獲得二維（2D）信息。

螺旋CT應(yīng)用滑環(huán)技術(shù)，使得X線球管做單方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)患者檢查床以均勻速度平移前進(jìn)或后退中，連續(xù)采集體積數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。能夠獲得三維（3D）信息。

螺旋CT螺旋成像與普通CT機(jī)相比螺旋CT的優(yōu)點(diǎn)是：①提高病變發(fā)現(xiàn)率

⑤在造影劑最高時(shí)成像②提高掃描速度

⑥可變的重建掃描層面③提高病變密度測定

⑦可建重疊掃描層面④可能減少造影劑用量

⑧可行多層面及三維重建

CT機(jī)房示意圖

CT機(jī)的基本組成X線球管高壓發(fā)生器探測器和數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)掃描床CT機(jī)的基本組成包括：x線球管和高壓發(fā)生器、探測器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、掃描架、掃描床及控制臺(tái)CT的成像過程

高壓發(fā)生器

高電壓

球管

人體DAS

計(jì)算機(jī)

顯示

照相

探測器X-rayX線球管X線球管球管基本結(jié)構(gòu)高速電子流轟擊在陽極靶上產(chǎn)生x射線冷卻系統(tǒng)保證球管能連續(xù)高效的運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生1分X線同時(shí)產(chǎn)生99分熱球管的評(píng)價(jià)指標(biāo)1.球管焦點(diǎn)(mmxmm)2.陽極熱容量(MHu)3.陽極散熱率(khu/min)4.衡量球管能力的金標(biāo)準(zhǔn)：連續(xù)螺旋掃描時(shí)間（秒）雙排CT：90秒，16排：120秒；球管的焦點(diǎn)焦點(diǎn)越小，圖像越清晰小焦點(diǎn)的成像大焦點(diǎn)的成像

較大的模糊區(qū)域圖像清晰GE球管小焦點(diǎn)0.6mm*0.7mm

1.25mm1.25mm1.25mm1.25mmX-rayTubeZaxis掃描層厚4x1.25mm5mm4x2.5mm10mm4x3.75mm15mm4x5mm20mm

多排螺旋CT覆蓋范圍/圈探測器的分類氣態(tài)：1.高壓氙氣（XenonGas）固態(tài)：2.鎢酸鎘（CadmiumTungstate）3.高閃爍晶體（GOS）

4.稀土陶瓷（HiLight）CT掃描方式Ⅰ、定位像掃描（Sco