关于多层螺旋CT说明-性能
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➢ MTF（Modulation Transfer Function）即调制传递函数 ➢ 用CT装置对标准体模成像时，可测量出条纹和条纹间隙处的CT
值，进而得到其对比度。随着单位宽度（1cm）内线对数的增 加，一个线对的条纹和条纹间隙处的对比度会降低。 ➢ 一个线对的对比度随单位宽度内的线对数的变化而变化，这种函 数关系称为调制传递函数。 ➢ MTF通常由CT生产厂家提供的测试物和软件计算得到，一般通 过扫描细丝模型并计算其点函数得到。
噪声
噪声越大，密度分辨率越小。
光通量
➢ 即X线通过患者后的光子数量，受曝光条件的影响。 ➢ 曝光条件越高，X线的光通量越大，噪声越小，密度分
辨率就越大。
CT系统的性能参数
扫描层厚
增加层厚就增加了光通量，也就增大了密度分辨 率；反之亦然。
重建算法（卷积函数）
选择平滑算法将减少噪声，增大密度分辨率。
CT系统的性能参数
思考：
列举四个或四个以上CT的性能参数。 简述空间分辨率的定义、单位和影响因素。 简述密度分辨率的定义、表示方法和影响因素。 简述噪声的影响因素。
连续成像的能力有关。 表示了CT的动态扫描功能。如多层螺旋
CT的心脏成像功能与时间分辨率密切相关
CT系统的性能参数
Philips Brilliance16参数
空间分辨率 超高分辨率：24LP/cm @0%MTF 标准：13LP/cm @0%MTF
密度分辨率：4mm @0.3% 27mGy 纵向分辨率：0.75 mm 噪声：0.27% ，27 mGy 心脏成像最高时间分辨率：53ms（0.42秒/360°）
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
空间分辨率的影响因素
球管的焦点尺寸 焦点越小，产生的X线越窄，空间分辨率越高
探测器单元的孔径 探测器尺寸越小，系统的空间分辨率越高
层厚 层厚越薄，空间分辨率越高；但同时图像噪声增 大，密度分辨率降低
扫描并显示水模图像。在图像中心取一个大于100个像素 并小于图像面积10%的区域（ROI），测量此ROI的平均 CT值和噪声；然后在3、6、9、12点钟，距图像边缘 1cm的位置取同样面积的ROI，分别测量4个ROI的平均 CT值。计算其中与中心CT均值的最大差值，用此差值来 表示CT值的均匀度。
CT系统的性能参数 纵向分辨率
CT系统的性能参数
射线剂量 剂量越大，噪声越低
断层厚度 层厚越厚，噪声越低
扫描物体的衰减性能 物体的衰减系数越大、厚度越厚，射线被衰减得越 多，图像的噪声越高
CT系统的性能参数
像素（矩阵）大小
矩阵越小，像素越大，噪声越低
重建算法
平滑算法可以降低噪声，而锐化算法则提供高噪声 的图像
ห้องสมุดไป่ตู้ 散射线
增大噪声
CT系统的性能参数
CT值的准确性、线性和均匀度
CT系统的性能参数
CT值的准确性和线性
用不同的曝光条件对标准的体模进行扫描，测量各个参照物 的CT值，并与标准CT值对照。
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT值的均匀度
均匀物质的CT图像上各局部的CT值应保持一致。 检测方法
各个ROI标准差的平均值。
临床检测噪声指标时，常用 代替 = ×0.1%
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
影响噪声的因素
Brooks公式：
c
W 3hD0
为噪声的标准差；c为描述剂量效率的常数； 为人体衰减因子， =e-ud
W为像素宽度； h为层厚； D0为入射皮肤表面剂量的最大值
CT系统构成（二）
UHR（Ultra High Resolution）Collimator
CT系统的性能参数
卷积函数
应用增强算法可以提高空间分辨率，同时图像噪声 增加；而平滑算法则降低空间分辨率
矩阵
图像的矩阵越大，像素越小，能分辨的最小细节也 越小，即空间分辨率增大。
CT系统的性能参数
密度分辨率 （Density Resolution）
CT系统的性能参数
影响纵向分辨率的主要因素
层面准直器 在单层CT中，纵向分辨率应等于准直器的狭缝宽度
焦点大小 小焦点能够有效地提高层厚的精确性
纵向分辨率的测量
斜面（线）法 利用交叉金属斜面（线）测量层厚 利用部分容积效应测量层厚
CT系统的性能参数
时间分辨率
是单位时间内采集图像的帧数。 与每帧图像的采集时间、重建时间和系统
CT系统的性能参数
空间分辨率 密度分辨率 噪声 CT值的准确性、线性和均匀度 纵向分辨率 时间分辨率
CT系统的性能参数
对比度
CT图像对比度代表对不同组织密度的分辨能力，不同组 织的密度差异具体表现为图像像素间灰度（黑白程度） 的对比。
定义：对比度= CT1 CT2 ×100% 1000
CT1和CT2是两种对比组织的CT值。 当两种组织的CT值相差100Hu时，两者的对比度为
CT系统的性能参数
定义
纵向分辨率是指在z轴方向（人体长轴方向）上的分辨率， 即扫描的有效层厚，等于层厚灵敏度曲线ssp的FWHM （全值半高宽）。
纵向分辨率表示了CT机多平面和三维成像能力，如矢状位、 冠状位成像和容积再现（VR）成像等。
目前，4层螺旋CT的纵向分辨率约1.0mm，16层螺旋CT 的纵向分辨率约0.6mm，64层的可达0.4mm。
CT系统的性能参数
分辨成排圆孔法
➢ 对一个圆柱状专用体模进行扫描成像。有机玻璃 体模内排列着不同直径的圆孔 （0.5mm~4.0mm），各排圆孔之间的距离与 圆孔直径相等。
➢ 图像中主观所能分辨的最小圆孔（或两圆孔的最 小距离），即CT的空间分辨率。
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
MTF法
CT系统的性能参数 噪声
CT系统的性能参数
定义
指在均匀物体的影像中CT值在平均值上下的随机涨落，可用给定 区域的CT值的标准差来表示。
主要来源
X线光子密度在时间和空间上随机分布的量子噪声。量子噪声与 X线剂量的大小、采用的过滤材料和结构、层厚、物体对射线的 衰减、探测器的大小和分布等因素有关。
率。一般所说的空间分辨率指的是平面分辨率。
CT系统的性能参数
空间分辨率的检测
线对法测量
➢ 测量模块由塑料或有机玻璃制成，在模 块内含有几组高密度的针条，每组针条 的宽度和排列方式有一定的规律，形成 由宽到窄的黑白相间的直线组图像，即 线对图像。
➢ 空间分辨率用能分辨的最细针条组所对 应的线对数来表示。
CT机物理结构的热噪声：包括探测器光电器件的电子噪声、电 子电路的随机热噪声等。
CT图像重建算法和后处理算法
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
噪声的测量
扫描一个标准的均匀水模 在均匀的水模图像上测量感兴趣区（region of
interest，ROI）CT值的标准差 为了保证可靠性，经常采用多个ROI进行测量，并计算
10%，例如：脂肪（-100）和水（0）。
CT系统的性能参数
空间分辨率 （Spatial Resolution）
CT系统的性能参数
定义
又称高对比度分辨率，指在高对比度情况下（对 比度>10%），系统区分相邻微小组织或病灶的 能力，也即显示最小体积的病灶或结构的能力。
通常以每厘米的线对数（LP/cm）表示 CT的空间分辨率包括X-Y平面分辨率和纵向分辨
CT系统的性能参数
定义
又称低对比度分辨率，是在低对比度情况下（对 比度<1%）分辨物体微小差别的能力。
密度分辨率通常以mm@% 为单位。 Philips Brilliance16的密度分辨率为：
4mm@0.3% 27mGy
密度分辨率的测量
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
密度分辨率的影响因素
值，进而得到其对比度。随着单位宽度（1cm）内线对数的增 加，一个线对的条纹和条纹间隙处的对比度会降低。 ➢ 一个线对的对比度随单位宽度内的线对数的变化而变化，这种函 数关系称为调制传递函数。 ➢ MTF通常由CT生产厂家提供的测试物和软件计算得到，一般通 过扫描细丝模型并计算其点函数得到。
噪声
噪声越大，密度分辨率越小。
光通量
➢ 即X线通过患者后的光子数量，受曝光条件的影响。 ➢ 曝光条件越高，X线的光通量越大，噪声越小，密度分
辨率就越大。
CT系统的性能参数
扫描层厚
增加层厚就增加了光通量，也就增大了密度分辨 率；反之亦然。
重建算法（卷积函数）
选择平滑算法将减少噪声，增大密度分辨率。
CT系统的性能参数
思考：
列举四个或四个以上CT的性能参数。 简述空间分辨率的定义、单位和影响因素。 简述密度分辨率的定义、表示方法和影响因素。 简述噪声的影响因素。
连续成像的能力有关。 表示了CT的动态扫描功能。如多层螺旋
CT的心脏成像功能与时间分辨率密切相关
CT系统的性能参数
Philips Brilliance16参数
空间分辨率 超高分辨率：24LP/cm @0%MTF 标准：13LP/cm @0%MTF
密度分辨率：4mm @0.3% 27mGy 纵向分辨率：0.75 mm 噪声：0.27% ，27 mGy 心脏成像最高时间分辨率：53ms（0.42秒/360°）
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
空间分辨率的影响因素
球管的焦点尺寸 焦点越小，产生的X线越窄，空间分辨率越高
探测器单元的孔径 探测器尺寸越小，系统的空间分辨率越高
层厚 层厚越薄，空间分辨率越高；但同时图像噪声增 大，密度分辨率降低
扫描并显示水模图像。在图像中心取一个大于100个像素 并小于图像面积10%的区域（ROI），测量此ROI的平均 CT值和噪声；然后在3、6、9、12点钟，距图像边缘 1cm的位置取同样面积的ROI，分别测量4个ROI的平均 CT值。计算其中与中心CT均值的最大差值，用此差值来 表示CT值的均匀度。
CT系统的性能参数 纵向分辨率
CT系统的性能参数
射线剂量 剂量越大，噪声越低
断层厚度 层厚越厚，噪声越低
扫描物体的衰减性能 物体的衰减系数越大、厚度越厚，射线被衰减得越 多，图像的噪声越高
CT系统的性能参数
像素（矩阵）大小
矩阵越小，像素越大，噪声越低
重建算法
平滑算法可以降低噪声，而锐化算法则提供高噪声 的图像
ห้องสมุดไป่ตู้ 散射线
增大噪声
CT系统的性能参数
CT值的准确性、线性和均匀度
CT系统的性能参数
CT值的准确性和线性
用不同的曝光条件对标准的体模进行扫描，测量各个参照物 的CT值，并与标准CT值对照。
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
CT值的均匀度
均匀物质的CT图像上各局部的CT值应保持一致。 检测方法
各个ROI标准差的平均值。
临床检测噪声指标时，常用 代替 = ×0.1%
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
影响噪声的因素
Brooks公式：
c
W 3hD0
为噪声的标准差；c为描述剂量效率的常数； 为人体衰减因子， =e-ud
W为像素宽度； h为层厚； D0为入射皮肤表面剂量的最大值
CT系统构成（二）
UHR（Ultra High Resolution）Collimator
CT系统的性能参数
卷积函数
应用增强算法可以提高空间分辨率，同时图像噪声 增加；而平滑算法则降低空间分辨率
矩阵
图像的矩阵越大，像素越小，能分辨的最小细节也 越小，即空间分辨率增大。
CT系统的性能参数
密度分辨率 （Density Resolution）
CT系统的性能参数
影响纵向分辨率的主要因素
层面准直器 在单层CT中，纵向分辨率应等于准直器的狭缝宽度
焦点大小 小焦点能够有效地提高层厚的精确性
纵向分辨率的测量
斜面（线）法 利用交叉金属斜面（线）测量层厚 利用部分容积效应测量层厚
CT系统的性能参数
时间分辨率
是单位时间内采集图像的帧数。 与每帧图像的采集时间、重建时间和系统
CT系统的性能参数
空间分辨率 密度分辨率 噪声 CT值的准确性、线性和均匀度 纵向分辨率 时间分辨率
CT系统的性能参数
对比度
CT图像对比度代表对不同组织密度的分辨能力，不同组 织的密度差异具体表现为图像像素间灰度（黑白程度） 的对比。
定义：对比度= CT1 CT2 ×100% 1000
CT1和CT2是两种对比组织的CT值。 当两种组织的CT值相差100Hu时，两者的对比度为
CT系统的性能参数
定义
纵向分辨率是指在z轴方向（人体长轴方向）上的分辨率， 即扫描的有效层厚，等于层厚灵敏度曲线ssp的FWHM （全值半高宽）。
纵向分辨率表示了CT机多平面和三维成像能力，如矢状位、 冠状位成像和容积再现（VR）成像等。
目前，4层螺旋CT的纵向分辨率约1.0mm，16层螺旋CT 的纵向分辨率约0.6mm，64层的可达0.4mm。
CT系统的性能参数
分辨成排圆孔法
➢ 对一个圆柱状专用体模进行扫描成像。有机玻璃 体模内排列着不同直径的圆孔 （0.5mm~4.0mm），各排圆孔之间的距离与 圆孔直径相等。
➢ 图像中主观所能分辨的最小圆孔（或两圆孔的最 小距离），即CT的空间分辨率。
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
MTF法
CT系统的性能参数 噪声
CT系统的性能参数
定义
指在均匀物体的影像中CT值在平均值上下的随机涨落，可用给定 区域的CT值的标准差来表示。
主要来源
X线光子密度在时间和空间上随机分布的量子噪声。量子噪声与 X线剂量的大小、采用的过滤材料和结构、层厚、物体对射线的 衰减、探测器的大小和分布等因素有关。
率。一般所说的空间分辨率指的是平面分辨率。
CT系统的性能参数
空间分辨率的检测
线对法测量
➢ 测量模块由塑料或有机玻璃制成，在模 块内含有几组高密度的针条，每组针条 的宽度和排列方式有一定的规律，形成 由宽到窄的黑白相间的直线组图像，即 线对图像。
➢ 空间分辨率用能分辨的最细针条组所对 应的线对数来表示。
CT机物理结构的热噪声：包括探测器光电器件的电子噪声、电 子电路的随机热噪声等。
CT图像重建算法和后处理算法
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
噪声的测量
扫描一个标准的均匀水模 在均匀的水模图像上测量感兴趣区（region of
interest，ROI）CT值的标准差 为了保证可靠性，经常采用多个ROI进行测量，并计算
10%，例如：脂肪（-100）和水（0）。
CT系统的性能参数
空间分辨率 （Spatial Resolution）
CT系统的性能参数
定义
又称高对比度分辨率，指在高对比度情况下（对 比度>10%），系统区分相邻微小组织或病灶的 能力，也即显示最小体积的病灶或结构的能力。
通常以每厘米的线对数（LP/cm）表示 CT的空间分辨率包括X-Y平面分辨率和纵向分辨
CT系统的性能参数
定义
又称低对比度分辨率，是在低对比度情况下（对 比度<1%）分辨物体微小差别的能力。
密度分辨率通常以mm@% 为单位。 Philips Brilliance16的密度分辨率为：
4mm@0.3% 27mGy
密度分辨率的测量
CT系统的性能参数
CT系统的性能参数
密度分辨率的影响因素