X-CT成像原理精选.ppt

2) 低压滑环：传递电压为数百伏。 优点：传递电压低，易处理；高压电缆短，损耗小。 缺点：高压电源与X线管组合一起旋转，增加旋转部分重量。 高压发生器 X线管 高压电缆 低压电缆 1) 高压滑环：传递电压万伏以上 优点：高压电源放在扫描机架外部； 缺点：易发生高压放电导致高压噪声。影响数据采集系统和图像质量 高压 电源 X线管 高压电缆 单层探测器 多层探测器 X 光管 X 光管 2、多层面扫描螺旋CT（1998） 单层螺旋CT： 线束宽度近似于层厚； 多层螺旋CT： 线束以X射线管为顶点，呈四棱锥形 检测器结构：单排、多排（64）、等宽、不等宽 1、动态空间扫描 28个X线管（半圆），28个检测器（半圆）； 电子开关控制轮流发射X射线脉冲束；时间＜1s 。 应用范围：心、肺动态器官 三、超高速扫描 [第5代（1987）] 2、电子束扫描 钟形X射线管和静止排列的检测器环 时间约 10ms 应用范围： 心、肺等动态器官 CT的优缺点 ●优点： 1、真正断面像：准直系统准直，无层面外组织结构干扰； 软件处理重建，获得诊断所需多方位像。 2、密度分辨力高：严格准直，灵敏探测器； 窗口技术，灰阶可调节； 无断层外干扰。 3、可做定量分析：测量μ值，定量分析。 ●局限性： 1、空间分辨力仍低于常规X线检查； 2、不是所有脏器都适合CT检查（如空腔性脏器、胃肠道） 3、CT定位、定性诊断的准确性仍受各种因素的影响 （病变部位、大小、性质、病程长短）； 4、不能反映脏器的功能、生化信息 （基本上只反映解剖学方面的性质）。 §3—4 X-CT图像的质量评价 用物理学、影像学原理→检测、评价设备性能 主要有：分辨率、噪声、均匀性等参数 评价方法：在临床应用条件下对标准测试体模作断层扫描，采集影像数据，用物理学方法做数据分析处理，根据各项指标的测量值相对于标称值的偏差评定是否合格，并进行校正、维修 一、图像的主要质量参数 1、对比度及对比度分辨力 ①对比度：不同物质的密度差异→X射线透射差异 →像素灰度间的黑白程度的对比 * 第三章 X 射线计算机断层扫描成像 (X-ray computed tomography, X-CT) 普通X射线影像的缺点 ■X射线穿透不同密度和厚度组织结构后的总和投影 ●影像重叠:深度方向上的信息重叠在一起，引起混淆 ●密度分辨率低:对软组织分辨能力低 ●剂量大 Computed tomography ●X—CT是运用物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用数学方法，经计算机处理，求解出衰减系数值在人体某剖面上的二维分布矩阵，转变为图像画面上的灰度分布，从而实现重新建立断面图像的现代医学成像技术。 ■X—CT像的本质是衰减系数成像 ■指导思想：如何确定衰减系数值在人体某剖面上的二维分布 §3—1 X-CT成像原理 体层、体素 ●体层、体素、像素 体层（断层）： 受检体中的一个薄层 像素(pixel)：构成图像的基本单元,体素的平均密度决定其灰度值。 ■像素越多，像素就越小，画面越细腻 ，携带的生物信息量越多 体素（voxel)：成像的体层分成按矩阵排列的若干个小基本体元 体积：长×宽×高 ■一般体素的大小： 长和宽：1～2mm 高（体层厚）：3～10mm 体素划分：256×256（=65536个体素）；512×512（=262144） 一、投影采集与图象重建 扫描：用X射线束以不同方式、按一定顺序、沿不同方向对体层进行投照，并用高灵敏度的探测器接受出射X射线的强度 。 1、扫描与投影 投影：投照受检体后出射X线束的强度；投影值的分布为投影函数 2、窄束X射线的获取 准直器：允许X射线通过的细长狭窄通道 3、图象重建 美国物理学家科马克(A.M Cormack,1963)通过模拟实验，提出用X射线投影数据重建人体断层图像的数学方法。 像素 二、CT成像的物理基础 注意： μ是物体种类和X射线能量的函数 1、 均匀物质对X射线的吸收规律： 2、 X射线束通过非均匀物质 μ1 μ2 μ3 …… μn x I0 In I1 = I0e(—μ1x) I 2= I1e(—μ2x) … … In = I0e[-(μ1 + μ2+…+ μn)]x μi 视为均匀 1、CT值 ●CT测量并计算μ ，获取一定数目体素的μ值重建图像