螺旋ct图像纵向分辨力分析

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1、（综述）螺旋CT图像纵向分辨力分析余晓锷林意群(第一军医大学生物医学工程系,广东广州510515)[摘要]本文综述了螺旋CT的纵向分辨力的表达方式、影响因素，探讨了改善螺旋CT纵向分辨力的方法。[关键词]纵向分辨力；层灵敏度剖面线；螺距；重叠重建TheanalysisforlongitudinalresolutioninspiralCTYUXiao-e,KANGLi-liAbstract:Thispapersummarizesthedescriptionandtheaffectionfactorsofthelongitu

2、dinalresolutioninspiralCT,theimprovementmethodforlongitudinalresolutionisdiscussed.Keywords:longitudinalresolution;sectionsensitivityprofile;pitch;overlappingslicereconstruction1引言螺旋CT是一种通过快速扫描法采集螺旋体积数据的新技术，它的出现标志着CT成像技术的又一次飞跃。螺旋CT在临床上已得到了广泛的应用，其图像质量的大多数指标，如空间分辨力

3、、密度分辨力、均匀性和线性度等与常规CT基本相同，但螺旋CT图像的层灵敏度剖面线有一定程度的增宽变形。螺旋CT的高对比度分辨力和低对比度分辨力均得到对比和分析[1-2]，但螺旋CT的纵向分辨力国内文献报道的还不多。而纵向分辨力在高对比度CT中是一个重要的因素，它的下降会导致容积效应的增加，这样会影响CT影像的临床诊断，尤其在CTA中表现更甚[3-5]。因此了解螺旋CT中纵向分辨力的特性及改善纵向分辨力的方法是十分重要的。2衡量纵向分辨力的依据[6]：[本文作者]余晓锷讲师。Email:yxe@fimmu.edu.cn（如

4、需软盘请发Email）林意群教授。在传统CT中系统的点扩展函数（PSF：pointspreadfunction）由探测器组的响应函数决定，而在螺旋CT决定PSF的除探测器组的响应函数外，诊视床的运动函数也起着决定作用。在CT设备中层灵敏度剖面线SSP（sectionsensitivityprofile）的定义是沿着诊视床运动方向并通过机架旋转中心直线所决定的PSF。因此，SSP一般作为描述纵向分辨力的依据。SSP描述切层体素的侧面轮廓，决定了Z轴方向体素的大小及特性，代表相邻层面的相互影响，其理想形状应为矩形，在传统CT

5、中的SSP即接近矩形，其灵敏度分布曲线的半值全宽（FWHM：fullwidthathalfmaximum）等于层厚，此时的部分容积效应几乎等于零。而螺旋CT的SSP呈一正态分布曲线，也即SSP形态变差，但在实际应用中发现即便在螺旋CT中SSP有很大程度的下降，但如果用FWTM来衡量它们，其结果反映得并不明显，因此又开始采用FWTM（fullwidthatone-tenthofthemaximum）来衡量纵向分辨力，同时另一种方法也开始应用，即高斯曲线1/10的面积处（FWTA：fullwidthattentharea）S

6、SP的FWTM代表图像的纵向分辨力。三种描述方法参见图1。图2插值算法对纵向分辨力的影响图1衡量纵向分辨力的三种方法3螺旋CT图像中影响纵向分辨力的主要因素：（1）插值算法对纵向分辨力的影响。螺旋CT采集的是容积数据，在容积扫描数据获得以后，即可在Z轴的任何位置以任意层厚和间隔重建。由于任何3600的扫描数据,如直接重建均可导致切层厚度不匀或倾斜或产生伪影，即所谓会产生部分容积效应,因而需要用内插方法将原始数据转换为平面扫描数据,再据此形成所需的图像。目前在螺旋CT中常用的有1800内插算法和3600线性内插算法。在36

7、00线性内插算法中，采集的数据范围是2´3600，这样虽然噪声有所下降，但SSP却比原先增宽了30%，而在1800线性插值算法中，收集数据的范围是2´（1800+扇形角度），运用这种算法时，噪声为插值前的1.15倍，但SSP却比较接近于传统CT[7-8]。当然这种对比的前提是螺距不要选得过大。插值算法对纵向分辨力的影响参见图2[7]。（2）诊视床的步进距离（feed）对纵向分辨力的影响。在螺旋CT中定义诊视床的步进距离为龙门架旋转3600时诊视床所移动的距离。不难想象，feed取得越大，在单位时间内扫描体积越长，患者所接

8、受计量也越小。但feed与螺旋CT中SSP是密切相关的。已有理论证明螺旋CT中的SSP等于传统扫描下的SSP（矩形函数）与病人诊视床运动函数的卷积[9]（图3）。病人诊视床运动函数在应用3600线性内插算法是边长等于2d（d等于步进距离feed）的等边三角形，当应用1800线性插值算法则为边长等于d的等边三角形。因此