多层螺旋CT螺距

随着多层螺旋CT 的普及，螺距(pitch)成为螺旋CT 很重要的扫描参数。螺距是扫描架旋转一周360°进床距离与透过探测器的X 线束厚度之比，单层CT的X 线束厚度等于探测器准直宽，即等于采集层厚宽度。

螺距的计算公式：P=S(mm)/D(mm) P ：螺距S ：扫描架旋转一周360°进床距离 D ：为X 线束厚度

因多层螺旋CT 应用了多排探测器阵列，所以，X 线束被多排探测器分为多束更细的X 射线，透过探测器的X 线束厚度以d(mm)表示，则：d(mm)=D(mm)/N 其中：N 为探测

器排数。多层螺旋CT的螺距以P表示：则多层螺旋CT的螺距公式: P=S(mm)/D(mm)/N

螺距决定CT 的容积覆盖速度，影响图象的质量。扫描区域确定后，其它扫描参数不变，

增加螺距时，完成总的容积扫描时间将缩短，但获得的容积体积不发生变化，图像质量将受到影响。

那么如何更好的应用螺距( pitch )，将从三个方面考虑：( 1)扫描范围( 2)扫描时间 ( 3) 图象质量

[pitch of screws] 螺纹上相邻两牙对应点之间的轴向距离，代号是P。

如果带电粒子进入均匀磁场 B 时，其速度v 与 B 之间成θ 角，则粒子将作螺旋运动。而粒子在磁场中回转一圈所前进的距离叫做螺距(h)：

h=2πmvcosθ/(qB) 单线螺纹的螺距等于导程，多线螺纹的螺距等于导程除以线数。螺距亦称牙距。在英制中，以每一英寸( 25.4mm )中的牙数来表明牙距。

螺旋CT 的问世产生了一个新的概念，螺距( pitch,P )。对早期的单层螺旋，各厂家对此定义是统一的，即螺距=球管旋转360°进床距离/准直宽度。对于多层螺旋CT螺距的概念有点复杂，多层CT的一个准直宽度包含了多个相邻的图像。这样，厂家的不协商(或者说不妥协)导致了多层螺旋螺距公式中分母：准直宽度定义的混乱。例如：MARCONI 等多层CT将整个准直宽度作为公式的分母(层数x单个准直器宽度)，而GE等则将每一层图像的准直宽度作为分母。由于基础定义的混乱，造成了计算公式结果的混乱。前者无论是4、8 还是16 层，进床距离等于整个准直宽度时，计算结果螺距均等于1，而后者则不断变化，计算结果螺距分别等于4、8 和16。这种不同厂家定义的混乱，造成了初接触多层CT者的困惑。

多层螺旋CT的技术原理及影像质量

多层螺旋CT 的出现是CT 技术革命性进步，各厂家相继开发出了 4 层、8 层及16 层螺旋CT。与传统螺旋CT相比，多层螺旋CT在成像原理、技术特点有明显的不同，图像质量也有明显的改进，本文介绍如下。

1多层螺旋CT 原理

1.1数据采集通道数据采集通道数是决定X 线管球旋转1 周所能获得的图像层数，目前各厂家推出的机型有2 通道、4通道、8 通道和16 通道。有关专家估计，随着技术水平的发展，制造成本进一步降低，今后传统CT甚至单层螺旋CT将逐步被多层螺旋CT所取代，尤其是性价比有优势的双层螺旋会更加普及。

1.2探测器

在探测器结构上，多层与单层螺旋CT最大区别是Z 轴方向探测器排数，单层螺旋CT在Z 轴方向为一排探测器，而多层螺旋是由多排探测器组成探测器阵列，因此有的文献将此类型CT 亦称之为多排螺旋CT。探测器组从形式上可以粗略分为等宽型（对称型）及非等宽型（非对称型），目前16 层CT的探测器都属于非等宽型。非等宽型的优点是利用较少的探测器单元，配合设置在探测器一侧的精密准直器，对层厚的选择有更大灵活性，能更好地适应锥形线束采集与重建方法。如在16 层CT探测器的设计上，东芝公司中间为0.5mm×l6 列，两侧分别为lmm×l2 列，共40 列，32mm 宽；GE 公司为中间0.625mm×l6 列，两侧分别为 1.25mm×4 列，共24 列，20mm 宽；飞利浦和西门子公司为中间0.75mm×l6 列，两侧分别为 1.5mm×4 列，共24 列，24mm 宽。

1.3数据插补及图像重建算法

由于探测器列数与宽度增加，锥形线束投影所造成的几何学误差会进一步增大，为此，发展了相应的多层采集锥形束扫描重建算法。如为了对应采集平面的位相而采用的倾斜成像平面采集算法；螺旋滤过伴交叉校准算法；非线性插入重建算法；一次采集16 层的原始数据，然后作逐层二次重建算法等。这些新的重建算法目的在于减少锥形线束伪影，保证Z 轴上的分辨力和保证采集速度。

2多层螺旋CT 的技术特点

2.1螺距

在单层螺旋CT中，螺距（pitch）被定义为X 射线管球旋转1周时扫描床移动的距离（mm）与准直器宽度的比值，这里的准直器宽度实际上就是层厚。因此，有的文献中直接定义为检查床移动速度与层厚的比值。螺距是一个无量纲单位，可由式pitch=S/W 计算，式中S 是检查床移动速度，W 是层厚。在螺旋CT 扫描中，螺距与床运行方向（z 轴）扫描覆盖率及图像的纵向分辨率有关。

在多层螺旋CT 中，层厚并不是准直器宽度，需要特别指出的是目前对于多层螺旋CT，螺距的定义各厂家及一些文献中表述并不一致，主要区别在于用实际层厚还是用准直器宽度来计算螺距，对于准直宽度为4×lmm，床移动速度为每旋转一圈4mm 的扫描方式，这里的实际层厚为lmm，如果用传统方法定义，则螺距为4。如果采用准直器宽度来计算，则螺距为1。目前，GE 公司和Siemens 公司仍然沿用床移动速度与实际层厚的比值来定义多层螺旋CT 的螺距，Picker 公司则采用床移动速度与准直器宽度来定义多层螺旋CT 的螺距，读者在阅读有关文献资料时应注意区别。

2.2层厚

多层螺旋CT的层厚在等宽型是由探测器排的不同组合决定，在非等宽型是由探测器和准直器宽度共同来决定。通过电子开关控制探测器工作，并通过探测器的组合完成每一层数据采集，根据探测器单元的尺寸及相邻单元组合，可实现0.5mm、1.0mm、1.25mm 或5、10mm 层厚选择。

2.3纵向覆盖范围

多层螺旋CT的最大优点是一次连续扫描Z 轴方向覆盖范围大，在相同的扫描时间和层厚的情况下，Z轴方向的覆盖范围是单层螺旋CT的数倍，因此特别适合大范围扫描，如各种血管成像，胸腹部联合扫描等特殊检查。覆盖范围与数据通道数、螺距、层厚、一次连续扫描所需总的时间有关。纵向覆盖范围可由式C=N×P×S×T/R 来计算；式中N 为数据通道数，P 为螺距，S 为层厚，

T 为总的扫描时间，R 为球管旋转一圈所需的时间。

2.4各向同性体素扫描

它是指数据采集过程中，最小体素为一立方体，目前各厂家的多层螺旋CT均可实现各向同性扫