医学影像技术学--CT扫描技术 ppt课件

重建矩阵和显示矩阵:重建矩阵是X线线性衰减系数 的矩阵，其大小决定了图像分辨率；显示矩阵是指 显示器上图像的矩阵。
3．体素（voxel）
CT图像是人体某部位一定厚度（如1mm、5mm、 10mm）的体层像，把体层分成按矩阵排列的若干个 很小的体积单元，这些体积单元称为体素。
体素是三维的，每个体素中的μ是一致的。
人眼不能分辨微小的灰度差异，为了提高组织结
构的细微显示效果，分辨相邻组织的差别，突出显示
诊断需要的图像信息（感兴趣区），通常通过调节图
像的对比度和亮度来完成，这种技术称为窗口技术，
窗口技术分为窗宽和窗位。
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（1）窗宽(windows width，WW)
窗宽表示的是图像上包含的16个灰阶的CT 值的范围。
窗宽主要影响CT图像的对比度，窗宽窄图 像的层次少，对比度强，每级灰阶代表的 CT值幅度较小，可分辨密度差异较小的组 织结构，如脑组织的WW（80～100）。窗宽 增大，每级灰阶代表的CT值幅度加大，图 像对比度差，但轮廓光滑，适于分辨密度 差别较大的组织，如肺组织的WW为1300～ 1800。
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空气约为0（实际为0.0013），水的CT值为0HU，
人们将－1000～+1000分为2001个等级来表示
CT值的差别。
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2．矩阵（matrix）
在CT技术中，矩阵的大小影响着图像质量，矩 阵大，象素数量相应增加，图像的分辨率就高，图 像质量越好，512×512、1024×1024最为常用。
医学影像技术学--CT扫描技术
医学影像技术学
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第四章 CT扫描技术
内容提要：
第一节 CT成像系统概述 第二节 CT扫描技术概述 第三节 螺旋CT的图像后处理技术 第四节 CT图像的质量控制 第五节 人体各部位CT扫描技术
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第一节 CT成像系统概述
一、CT的发明
CT（Computed Tomography）即电子计算机 体层摄影，又称X线CT。
Hounsfield于2004年8月12日在英国逝世，享年84岁6
二、CT的成像原理
（一）基本原理
CT成像的物理学基础是物体对X线的吸 收存在差异。高度准直的X线束对人体某个 部位按一定厚度进行扫描→穿过人体的X线 由探测器接收→ 经放大变为电子流→ A/D转 换→输入计算机处理→计算机通过运算得出 该断面上各体素的X线吸收值，并排列成数 字数字矩阵→经D/A转换后用不同的灰度等 级在显示器上显示即获得该部位的横断面或 冠状面的CT图像。
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（二）CT成像中的基本概念
1．CT值 （CT number）
X线穿透人体时，不同的组织密度值代表不同 的线性衰减系数μ，一般用它的相对值表示， 称为CT值。
CT值＝（（μ物质-μ水）/μ水）×K
K为分度因数（设为1000），则CT值的单位为HU（Hounsfield Unit）
CT值的定义是以水为标准，其它组织与之比较 后得出。水的线性衰减系数为1，致密骨约为2，
（3）修正零点漂移：探测器在收集和转换数据 的过程中存在着余辉时间及参数的差异，加之 X线管输出量的细微变化，使得几次扫描时各 通道的输出稍有不同，有的通道是零，有的通 道是正或负，这种现象被称为探测器的零点漂 移，将引起空气的CT值不是-1000。
（4）正常化处理：是指对探测器收集到的全部 数据进行校正和检验。
骨 窗
(1500,350)
纵 隔 窗
(300,40)
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（三）CT成像的过程 包括数据采集、数据处理、图像重建、
图像显示、打印等几步。 1．数据采集
从X线的发生到数据信息的获得，这个 过程称为～。
数据采集系统由X线管、滤过板、准直 器、探测器和A/D转换器等组成。
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2．数据处理
（1）校正X线束硬化效应（线性化）：
X线管发出的射线是由不同的能量组成， 作用于人体时，低能射线比高能射线衰减 的多，使得高能射线与全部射线的比率相 对提高，X线束硬度增加，这种现象称为X 线束的硬化效应。
硬化效应会使得采集到的数据失真， 影响图像重建效果。校正是在A/D转换器中 进行的。
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（2）去除空气值：因探测器不是工作在真空中， 所以存在一定的空气值，须将此值去掉，才能 保证数据的相对准确。
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3．图像重建 图像重建的过程主要是如何求解μ1、μ2…、
μn，图像重建的处理过程包含了复杂的数学运算。 重建方法分直接法和间接法两类，直接法通过
直接计算线性方程式进行，包括反矩阵法、迭代法 等，现已不再采用；间接法是先计算傅立叶变换系 数再求出衰减系数的方法，有二维傅立叶变换法、 卷积法和反投影法等。 4．图像显示、打印及冲洗

CT图像是将重建矩阵中的每一个象素经D/A转换 成相应的亮、暗信号在显示器上显示，这些亮暗信号 的等级差别称为灰阶，一般将灰阶分为16阶，每阶又 有4级连续变化的灰度，共有64个连续的过度等级，因 CT值在-1000～+1000范围内，所以每级分别代表约31 个连续的CT值。
6.窗口技术（windows technology）
（2）窗位 （windows level，WL）
窗位是窗宽上、下限CT值的平均数。 窗位主要影响CT图像的亮度，WL低图像亮度
高呈白色，而窗位高图像亮度低呈黑色。 骨组织的WL：350左右 肺组织的WL： -650左右 腹部、纵隔的WL：40左右
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脑 组 织 窗
(90,40)
肺 窗
(1600,－650)
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4．象素（pixel）
一幅CT图像是由许多矩阵排列的小单元组成， 这些组成图像的基本单元称为象素。象素是二维的， 每一个象素内密度均一，象素结构中的平均密度决 定其灰度值。由于每个体素的μ值是一定的，它在 CT图像中是以象素的形式来反映。象素越小，图像 的分辨率越高，图像质量越好。
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5．灰阶 （grey scale）
X线平片的缺点…,CT的发明解决了其不足
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▲1917年Radon提出了图 像重建的数学方法。 ▲ 1971年英国工程师 Hounsfield设计成功第 一台颅脑CT机 ▲ 1972年应用于临床 ▲ 1974年，美国工程师 Ledley设计出全身CT机. ▲Hounsfield和美国物 理学家Cormark获得了 1979年度诺贝尔医学生 理学奖。