ct成像原理与设备

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1、CT成像原理与设备-CT成像基础 (一)CT的成像原理与方式nhg影像园XCTMR.com　　CT与常规X线摄影一样，它的成像也是利用了X线的原理。X线穿过人体各组织后会发生衰减，主要是因为能量被吸收(同时也有散射的缘故)。不同的组织会有不同衰减系数，也就是说不同的组织会有不同的X线衰减程度，而所有的应用X线的成像技术和模式都是以此为基础的。目前所应用的投影方式X线成像技术可分为两类，模拟成像和数字成像，CT则是应用数字成像的典型。nhg影像园XCTMR.com1．数字成像所谓数字成像实际上就是将模拟信号数字化，

2、也就是把连续变化的模拟曲线变化给予相应的具体值，形成离散而非连续的数字值。这些数字以行和列的排列形式组成数字矩阵，然后将数字矩阵转化为可视图像的像素矩阵，每个像素根据数字矩阵中相应的数字以不同的亮度(即灰阶)表现出来。nhg影像园XCTMR.com　　在X线数字成像中，一种是模拟图像数字化；另一种是将获得信息由模拟量直接转换成数字(模数转换)量，然后成像，如CR和DR。CT和这些数字成像又有所不同，并非直接测量而是经过不同方式的计算方法使每个像素数字化，是个间接过程。nhg影像园XCTMR.com　　与模拟成像相

3、比，数字成像的优势很多，可以进行高保真的存储(磁带及光盘)和传输(电缆、电话及卫星)，并且随时可以高保真的调阅，这是胶片存储所不及的。可以进行图像后处理(改变对比度、灰阶和图像大小，计算距离、面(体)积、测量像素或感兴趣区的密度值以及二维三维甚至四维的图像重建)；软组织对比度分辨力(密度分辨力)也明显高于模拟成像，它的不足之处是空间分辨力较模拟图像低得多，目前最多为1024x1024矩阵。nhg影像园XCTMR.com2．CT扫描模式nhg影像园XCTMR.com(1)断层扫描CT的X线球管发出的X射线与常规x线

4、摄影的不同，在准直器的作用下，X射线呈有一定厚度的笔形或扇形束穿过相同厚度的人体断层，到达对面替代常规X线摄影中胶片感光颗粒和荧光屏作用的检测器(detector)，检测器的作用是将穿过人体不同组织后衰减的X线的强度转换成不同电流强度的电信号通过输送电缆送人计算机。这个X线束用不同的运动方式(直线或旋转)以脉冲形式依次从不同投射角度穿过人体的同一解剖断层，检测器将所得数据依次送人计算机，由计算机计算出这一断层矩阵中每一个像素的密度值(CT值)组成数字矩阵．再以灰阶形式显示在监视器上。一个断层扫描完毕，扫描床移动使

5、另一个断层对准x线束再进行扫描。螺旋扫描出现之前所有的CT机器都是这一种扫描方式，螺旋扫描问世后将这种断层扫描方式称为常规CT扫描以与螺旋扫描相区分。nhg影像园XCTMR.com 断层扫描主要有以下三种运算方法：①反投影法(backprojection)，亦称综合法(summationmethod)；②迭代法(interactivemethods)，包括代数重建法(algebraicreconstruction)、逐线校正法(ray-by-raycorrection)、逐点校正法(point-by-pointc

6、orrection)；③解析法(analyticmethods)，包括二维傅立叶转换法(two-dimensionalFourieranalysis)、滤波反投影法(filteredback-projection)和褶积反投影法(convolutedback-projection)。在上述三种重建方法中，由于运算量较小、图像质量较高，解析法的使用最多。nhg影像园XCTMR.com(2)螺旋扫描：滑环技术是上世纪70年代末开始采用的新技术。滑环时代之前，含有X线球管的旋转部分与静止部分之间的馈电和信号传输是靠电缆

7、来完成的，电缆的有限长度限制了球管的旋转运动，使球管的运动只能是双向往返式，无法向一个方向进行连续扫描。所谓滑环装置，就是用类似发电机上碳刷作为旋转部分，带有凹槽的滑环作为固定部分，代替电缆来进行固定部分与旋转部分之间的馈电和信号传输。省却了电缆，使球管可以向一个方向连续旋转。nhg影像园XCTMR.com螺旋扫描是在滑环技术应用的基础上发展起来的一项新的扫描方式。扫描过程中，X线球管围绕机架连续旋转曝光，曝光的同时检查床同步匀速移动，探测器同时采集数据，由于扫描轨迹呈螺旋线，故称螺旋扫描。螺旋扫描的特点是将传统

8、常规CT的二维采集数据发展为三维采样。这种采样完全不同于常规CT的采样，常规CT中采样时患者(检查床)静止不动，因而是一次二维采样。采样完成后检查床运动一段距离，再进行另一层面的二维采样。两次采样之间存在间隔。螺旋扫描则不同，球管连续旋转曝光的同时，检查床也在匀速运动，直至扫描完预定范围，由于扫描的轨迹呈螺旋状，所以称之为螺旋扫描。螺旋扫描是整个扫描区域连续不问断的三维采