X-CT成像原理.pdf

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 §3—1 X-CT成像原理 ●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。 体层、体素 ■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 ●体层、体素、像素 体层（断层）： 受检体中的一个薄层 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 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 体素划分：256×256 （=65536个体素）；512×512 （=262144） 一、投影采集与图象重建 1、扫描与投影 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 。 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 像素 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。 二、CT成像的物理基础 1、 均匀物质对X射线的吸收规律： I I ex 0 注意： 1 I  ln 0 μ是物体种类和X射线能量的函数 x I 2、 X射线束通过非均匀物质 I n I0 μ 视为均匀 i μ μ μ …… μ 1 2 3 n x I = I e(—μ x) 1 0 1 I = I e(—μ x) 2 1 2 … … I = I e[-(μ + μ +…+ μ )]x n 0 1 2 n 3、CT值与灰度显示 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 用CT值来作为表达组织密度的统一单位。 ■以水的吸收系数（ μ = 1 ）为标准，各组织对X射线的吸收系数 μ与 w 水的吸收系数