计算机断层成像

计算机断层成像

（Computed Tomography C T）：是电子计算机技术与X线检查技术相结合的产物，是一种数字断层技术。它的发明标志着影像医学的第二次飞跃。

有关CT的历史：1963年美国物理学家A.M.Cormack在Journal of Applied Physics上发表了题为―用线积分表示一函数的方法及其在放射学上的应用‖的系列文章。

1967—1970年英国EMI工程师G.N.Hounsfield研制成功第一台头部X线CT扫描机，1971年9月被安装在伦敦的Atkinson-Morley’s医院。1972年利用这台X线CT首次为一名妇女诊断出脑部的囊肿，并取得了世界上第一张CT照片。1974年美国George-town大学医学中心Ledly研制第一台全身CT扫描机。为此Hounsfield和Cormack共同获得了1979年的诺贝尔生理和医学奖。1980年出现螺旋CT，后又出现多排CT，功能研究型CT等。

Hounsfield 和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。

一、CT设备

1.Ｘ线扫描与接收部分：Ｘ线球管(X-ray Tube)数据采集部分（探测器-Detector）（产生Ｘ线，接收残余Ｘ线，并将其转换为数字信号）

2.计算机部分：接受穿透人体断面后Ｘ线衰减量的数字信息，计算出该断面上不同的Ｘ线吸收系数重建图像。计算机还起到控制、协调ＣＴ机各个部分的控制作用。计算机外设部分包括磁盘、磁带等，起到贮存ＣＴ图像的作用。

3.图像显示及存储部分：阴极射线管（CRT）（监视器）多幅照像机激光像机（湿式或干式）图像工作站报告终端光盘存储、服务器海量存储。

二CT的发展

（一）普通CT有高低档之分，但基本结构相同。不同机型扫描方式相同，探测器数目不同，扫描所需时间不同，计算机性能档次不同。

（二）螺旋扫描CT（多层螺旋CT）在旋转式CT扫描球管旋转时，通过滑环技术以及扫描床同时进行的连续平直移动，使X线扫描能无间隔连续进行，大大缩短扫描时间多层螺旋CT（超宽、多排或平板探测器）螺旋CT（Spiral or Helical CT）1989年研制成功，90年代应用于临床标志CT领域的重大革新。

CT机的发展：球管探测器扫描方式计算机软件的开发代谢、功能

第二节CT成像的基本原理

X线球管围绕人体选定部位的层面作360°匀速转动，用高度准直的X线束进行扫描，穿过人体的X线由探测器接收；

被接收到的X线信息由光电转换器转变为电信号，再经模/数转换器（A/D）将其变成数字信号，输入计算机，计算出该断面中多个单位体积的X线吸收值，并排列成数字矩阵数字矩阵经数/模转换器（D/A）用黑白不同的灰度等级在显示器荧屏上显示，从而获得该部位横断面结构的图像，即CT图像

第三节CT图像的特点及影响因素

1.CT图像的特点：CT图像是重建图像，是由一定数目由黑到白不同灰度的小方格（像素pixel）按矩阵排列所构成。每一像素实际代表的是一定厚度的组织结构（体素）对X线的平均衰减值。不同的CT装置所得图像的像素大小及数目可以是不同的。像素越小、数目越

多，构成图像越细致。

CT 图像可用不同灰度来显示组织器官密度的高低，也可用组织器官对X 线的吸收系数来说

明其密度的高低，在实际应用中，不用吸收系数，而是换算成CT 值来定量说明密度高低的

程度。

黑色→低吸收区→低密度（肺组织）

白色→高吸收区→高密度（骨骼等）

CT 图像常用的是横断面重建图像，欲显示整个器官或区域，需要多幅连续的断层图像。通

过设备上图像重组程序的应用，可以重组出冠状面和矢状面断层图像。

头颅可以直接获得被动体位下的冠状重建图像。

2.CT 值：表示组织密度的量的概念，是CT 检查中特定的密度单位，是单位体积内各种组

织成分对X 线吸收系数（μ值）的平均值与水对X 线吸收系数的比值。CT 值单位为HU 。 公式：100)

73()73(值水水⨯-=kV kV CT μμμ从公式得知:水的CT 值为0空气为–1000其他组织的值是根据水的相对值计算出来的。

肌肉35-50 脂肪-50—-120 脑脊液5±4漏出液5-20渗出液20-30脑白质28-32 脑灰质32-40

肾脏20-40胰腺25-55脾脏35-55肝脏45-75全血50±5 凝固血80±10 钙化﹥60甲状腺

70-120骨皮质﹥1000

三．CT 图像的影响因素：

（一） 窗技术： 窗技术是数字成像检查中，一种用以更好地显示不同密度正常或病变组

织图像的技术1、窗宽(Window width)： CT 图像上显示的可供选择的、所需了解的CT 值

范围。在此范围内，组织和病变均以不同的模拟灰度显示。（亦适于其他数字化图像）2、

窗位（Window level ）：窗宽的中心位置同样的窗宽，窗位不同，其包括的CT 值范围就会

改变，显示的影像内容也随之改变。如：窗宽为100Hu ，当窗位为35Hu 时，CT 值范围是

+85∼-15Hu ，显示的是软组织之间的差别。欲观察某一组织结构及其发生的病变，应以该

组织的CT 值为窗位。

（二）、CT 的分辨力（Resolution ）：是指CT 机对被照物体的鉴别能力，也是判断CT 机

性能和说明图像质量的指标。分辨力有三种

1、空间分辨力（Spatial resolution)

指CT 分辨最小细微结构的能力。由单位面积内像素

的数目决定，像素越小，数目越多，构成的图像越细致，即空间分辨力高。常用每厘米内

能分辨的线对数(LP/cm)表示。 一般数字成像影像的空间分辨力低于模拟成像影像。空间

分辨率由CT 扫描装置所决定。

2、密度分辨力（Density resolution ）指显示最小密度差别的能力，又称低对比分辨力，用―％‖

表示。与每一像素接受的光子数量成正比。模拟成像的单位面积内像素数目远多于数字成

像，故每一像素接受的光子数量少，密度分辨力远不及模拟成像。层厚和X 线光子量是影

响CT 密度分辨率的主要因素。层厚：对于软组织来讲厚的层厚能提供低噪声、高密度分辨

率的图像。对于骨组织来讲薄的层厚能提供更好的空间分辨率.

3、时间分辨力（Temporal resolution ）影像设备单位时间内采集图像的帧数。决定动态扫

描及实时成像的能力。

（三）、部分容积效应（Partial volume effect ）同一扫描层面内含有两种以上不同密度的组

织成分，相互交叉重叠时，所测得的CT 值不能如实反映其中任何一种组织的CT 值，而是