第二章-计算机体层成像
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22
CT图像特点
1、CT图像质量评价 2、CT值的概念及应用 3、窗口技术
23
1、CT图像质量评价
空间分辨力（spatial resolution) 密度分辨力 (density resolution) 部分容积效应（partial volume)
24
空间分辨力 spatial resolution
1. 用X线束对人体一定厚度层面进行扫描，探测器 接受透过该层面的X线，并转变成可见光。
2. 光电转换： 可见光→电信号→原始数字信号。
图象重建
把选定层面分成若干体积相同的长方体，即体 素，用扫描信息计算出每个体素X线衰减系数排 成数字矩阵，数字／模拟转换，每个数字变成 黑白不等小方块（象素），按矩阵排列形成CT 图象。
常用正常值：水
0 HU
骨皮质 1000 HU
空气 -1000HU
33
34
35
CT值的应用
1.绝对值可以确认某些组织的存在，如： 出血、钙化、脂肪、液体、
2.相对值的计算可以帮助确认病变性质。
36
3、窗口技术
定义：利用数字图像特点，改变亮度与CT 定值的关系，显示不同组织变化的技术。 窗口技术是数字图像所持有的一种显示技
7
二、CT设备
1、CT的组成
扫描部分：X线管、 探测器、扫描架
计算机系统 图像显示和存储系
统
8
2、CT的分代
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
9
第一代：平移－旋转式；线形束
CT的初级阶段 ，笔形X线束，对 侧仅有一个探测器 ，平移旋转转换扫 描角度。扫描孔径 小，仅可做头颅扫 描。
38
窗宽
窗宽越宽，可观察组织CT值的变化范围越 大，但灰阶差值亦大，适合观察CT值变化 范围较大的组织。如骨、肺等。
窗宽越窄，灰阶差值越小，适合观察CT值 变化范围较小的组织，如颅脑、眼眶等。
39
同一图像，不同窗宽
40
41
窗位 indow level (central)
又称窗平，为窗宽的中心值。 一般将所观察组织的CT值定为窗位,这样
定义：图像对物体空间大小的分辨能力。 表示方法： lp/cm （每厘米线对）
5÷lp/cm = 可分辨物体最小直径（mm)
象素越小、层厚越薄空间分辨力越高
25
26
密度分辨力 density resolution
定义：图像对组织密度差别的分辨能力。 表示方法：例如，0.35%,5mm,0.35Gy
表示 物体直径5 mm、病人接收剂量为0.35Gy时， 密度分辨率为0.35%.
像素越大、层厚越厚, 密度分辨力越高
27
28
部分容积效应 partial volume phenomenon
同一层面中,垂直厚度内如果有两种以上 不同密度组织相互重叠时,所获得的密度 不能如实反映其中的任何一种组织。
2. 不间断连续快速容积扫描，不漏诊，图象 质量好。
3. 减少X线吸收量。 4. 实现多时相扫描。
21
第二节 CT图像特点
CT图像是象素按矩阵排列构成，象素越小， 数目越多，图像越细致，空间分辨率越高。
CT图像以不同的灰度来表示，反映组织结 构对X线吸收程度，具有较高的密度分辨率。
CT图像是断层图象，显示整个器官需多帧 连续观察。
பைடு நூலகம்29
30
层厚越薄，部分容积效应越小，扫描层厚以被扫描物 体直径的一半可最大限度的避免部分容积效应的影响。
31
错构瘤
S=6.5mm S=6.5mm
S=3.2mm
32
2、 C T 值的概念及应用
定义：用于测量CT图像中密度值的统一 计量单位。
单位：HU （Hounsfield Unit)
公式：CT值＝μMμWμW×α
15
常规扫描模式
16
3、常规CT与螺旋CT
XB、螺旋CT
x线管球向一个方向连续旋转并曝光，被 扫描物体同时匀速向前（或后）运动。扫 描轨迹成螺旋状，故称螺旋扫描。
三维采集数据，又称容积扫描。
17
螺旋CT
18
19
多 层 螺 旋
20
螺旋CT优点
1. 相同检查范围扫描时间短，相同扫描时间 检查范围长。
第二章 计算机体层成像 x-ray computed tomography
CT成像基本原理与设备 CT图像特点 CT检查技术 CT诊断的临床应用
1
2
CT的发展史
1972年 1974年 1985年 1989年 1992年 1998年 2001年
Hounsfield 第一台CT 全身CT问世 滑环（slip ring)问世，单向连续扫描实现 螺旋扫描CT问世 双层螺旋推出，多层螺旋的先驱
四家公司同时推出多（4）层螺旋 8、10、12、16层螺旋
3
第一节 CT成像基本原理与设备
一、CT成像基本原理 1、数字成像 2、CT成像过程
4
1. 数字图像
a.将图像分割成若干象素 b.通过扫描或曝光测定每一象素的数字值 c.形成数字矩阵 d.重建成灰阶图像
5
6
3、CT成像过程
数据采集
既能显示比该组织密度高的病变，也能 观察比该组织密度低的病变。
42
43
窗口技术
44
第三节 CT检查技术
一、普通CT扫描 二、图像后处理技术 三、CT灌注成像
术，是CT图像的最佳显示技术。它可使同 一组织密度的图像显示不同的灰度差别， 以分别显示不同的组织图像对比度，如分 别显示骨或肺组织。
37
窗 宽
window width
亮灰阶所代表的CT值与暗灰 阶所代表CT值的跨度。
高于上界的组织与上界相同， 低于下界的组织与下届相同。 超出上下限值的组织无法分辨。
10
第二代：平移－旋转式；扇形束
扫描方法与一 代相同，但X线束改 为扇形，覆盖范围 大，探测器增至数 十个，扫描时间数 十秒钟，用于颅脑 。
11
第三代：旋转－旋转式；扇形束
旋转移动，X线 为宽扇形，探测器 数百或上千个排列 成孤形，与管球相 对固定于扫描架上 ，扫描与旋转同步 进行。
12
第四代：旋转－固定式
扇形束旋转扫 描，但探测器圆周 排列，固定于扫描 架上不运动，管球 旋转运动，扫描速 度与图像质量与三 代相同。
13
第五代：电子束CT
14
3、常规CT与螺旋CT
A、常规CT
球管为往返式扫描（顺时针3600，逆时针3600） 扫描时球管旋转，病人静止不动 数据采集为二维采样 难以进行高质量图像后处理
CT图像特点
1、CT图像质量评价 2、CT值的概念及应用 3、窗口技术
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1、CT图像质量评价
空间分辨力（spatial resolution) 密度分辨力 (density resolution) 部分容积效应（partial volume)
24
空间分辨力 spatial resolution
1. 用X线束对人体一定厚度层面进行扫描，探测器 接受透过该层面的X线，并转变成可见光。
2. 光电转换： 可见光→电信号→原始数字信号。
图象重建
把选定层面分成若干体积相同的长方体，即体 素，用扫描信息计算出每个体素X线衰减系数排 成数字矩阵，数字／模拟转换，每个数字变成 黑白不等小方块（象素），按矩阵排列形成CT 图象。
常用正常值：水
0 HU
骨皮质 1000 HU
空气 -1000HU
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35
CT值的应用
1.绝对值可以确认某些组织的存在，如： 出血、钙化、脂肪、液体、
2.相对值的计算可以帮助确认病变性质。
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3、窗口技术
定义：利用数字图像特点，改变亮度与CT 定值的关系，显示不同组织变化的技术。 窗口技术是数字图像所持有的一种显示技
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二、CT设备
1、CT的组成
扫描部分：X线管、 探测器、扫描架
计算机系统 图像显示和存储系
统
8
2、CT的分代
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
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第一代：平移－旋转式；线形束
CT的初级阶段 ，笔形X线束，对 侧仅有一个探测器 ，平移旋转转换扫 描角度。扫描孔径 小，仅可做头颅扫 描。
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窗宽
窗宽越宽，可观察组织CT值的变化范围越 大，但灰阶差值亦大，适合观察CT值变化 范围较大的组织。如骨、肺等。
窗宽越窄，灰阶差值越小，适合观察CT值 变化范围较小的组织，如颅脑、眼眶等。
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同一图像，不同窗宽
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窗位 indow level (central)
又称窗平，为窗宽的中心值。 一般将所观察组织的CT值定为窗位,这样
定义：图像对物体空间大小的分辨能力。 表示方法： lp/cm （每厘米线对）
5÷lp/cm = 可分辨物体最小直径（mm)
象素越小、层厚越薄空间分辨力越高
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密度分辨力 density resolution
定义：图像对组织密度差别的分辨能力。 表示方法：例如，0.35%,5mm,0.35Gy
表示 物体直径5 mm、病人接收剂量为0.35Gy时， 密度分辨率为0.35%.
像素越大、层厚越厚, 密度分辨力越高
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部分容积效应 partial volume phenomenon
同一层面中,垂直厚度内如果有两种以上 不同密度组织相互重叠时,所获得的密度 不能如实反映其中的任何一种组织。
2. 不间断连续快速容积扫描，不漏诊，图象 质量好。
3. 减少X线吸收量。 4. 实现多时相扫描。
21
第二节 CT图像特点
CT图像是象素按矩阵排列构成，象素越小， 数目越多，图像越细致，空间分辨率越高。
CT图像以不同的灰度来表示，反映组织结 构对X线吸收程度，具有较高的密度分辨率。
CT图像是断层图象，显示整个器官需多帧 连续观察。
பைடு நூலகம்29
30
层厚越薄，部分容积效应越小，扫描层厚以被扫描物 体直径的一半可最大限度的避免部分容积效应的影响。
31
错构瘤
S=6.5mm S=6.5mm
S=3.2mm
32
2、 C T 值的概念及应用
定义：用于测量CT图像中密度值的统一 计量单位。
单位：HU （Hounsfield Unit)
公式：CT值＝μMμWμW×α
15
常规扫描模式
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3、常规CT与螺旋CT
XB、螺旋CT
x线管球向一个方向连续旋转并曝光，被 扫描物体同时匀速向前（或后）运动。扫 描轨迹成螺旋状，故称螺旋扫描。
三维采集数据，又称容积扫描。
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螺旋CT
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多 层 螺 旋
20
螺旋CT优点
1. 相同检查范围扫描时间短，相同扫描时间 检查范围长。
第二章 计算机体层成像 x-ray computed tomography
CT成像基本原理与设备 CT图像特点 CT检查技术 CT诊断的临床应用
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CT的发展史
1972年 1974年 1985年 1989年 1992年 1998年 2001年
Hounsfield 第一台CT 全身CT问世 滑环（slip ring)问世，单向连续扫描实现 螺旋扫描CT问世 双层螺旋推出，多层螺旋的先驱
四家公司同时推出多（4）层螺旋 8、10、12、16层螺旋
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第一节 CT成像基本原理与设备
一、CT成像基本原理 1、数字成像 2、CT成像过程
4
1. 数字图像
a.将图像分割成若干象素 b.通过扫描或曝光测定每一象素的数字值 c.形成数字矩阵 d.重建成灰阶图像
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6
3、CT成像过程
数据采集
既能显示比该组织密度高的病变，也能 观察比该组织密度低的病变。
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43
窗口技术
44
第三节 CT检查技术
一、普通CT扫描 二、图像后处理技术 三、CT灌注成像
术，是CT图像的最佳显示技术。它可使同 一组织密度的图像显示不同的灰度差别， 以分别显示不同的组织图像对比度，如分 别显示骨或肺组织。
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窗 宽
window width
亮灰阶所代表的CT值与暗灰 阶所代表CT值的跨度。
高于上界的组织与上界相同， 低于下界的组织与下届相同。 超出上下限值的组织无法分辨。
10
第二代：平移－旋转式；扇形束
扫描方法与一 代相同，但X线束改 为扇形，覆盖范围 大，探测器增至数 十个，扫描时间数 十秒钟，用于颅脑 。
11
第三代：旋转－旋转式；扇形束
旋转移动，X线 为宽扇形，探测器 数百或上千个排列 成孤形，与管球相 对固定于扫描架上 ，扫描与旋转同步 进行。
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第四代：旋转－固定式
扇形束旋转扫 描，但探测器圆周 排列，固定于扫描 架上不运动，管球 旋转运动，扫描速 度与图像质量与三 代相同。
13
第五代：电子束CT
14
3、常规CT与螺旋CT
A、常规CT
球管为往返式扫描（顺时针3600，逆时针3600） 扫描时球管旋转，病人静止不动 数据采集为二维采样 难以进行高质量图像后处理