医大医学影像重点第五章

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1、www.cmu.edu.cn/computer第5章医学CT影像设备与应用章目录：www.cmu.edu.cn/computerCMUCCCT影像设备简述1医学CT影像设备成像系统2螺旋CT3多排螺旋CT4CT影像设备新技术进展与应用55.1.2CT影像设备功能5.1CT影像设备简述1.CT影像设备的基本原理CT成像的媒介是X射线，其成像的生理学基础是人体组织结构密度的差异。利用高度准直X线束环绕人体某一部位,并以一定层厚的层面进行断层扫描,部分X线光子被组织器官吸收,X线强度因而衰减,未被吸收的X线光子穿透人体后,由探测器接收,将其转变为可见光后,经放大由光电转换器转变

2、为电信号,再经模拟/数字转换器转为数字信号,输入计算机进行运算处理.5.1.2CT影像设备功能1.CT影像设备的基本原理图像形成的过程有如对选定的层面分成若干个体积相同的小长方体，称之为体素。CT每扫描一次，即可得到一个方程，经过若干次扫描，即得到一联立方程。经过计算机运算（傅立叶转换、反投影法等）可以解出这一联立方程，从而求出每个体素的X线吸收系数或衰减系数，将其排列成数字矩阵，数字矩阵经过数字/模拟转换器（D/A）把数字矩阵中的每个数字转变为由黑到白不同灰度的小方块，即像素，也按矩阵排列，即构成了CT图像。由此可见，CT图像是重建的数字化图像，实际上，CT成像的过程就

3、是求出每个像素的X线衰减系数的过程5.1.2CT影像设备功能CT机主要分以下三部分：①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）;②计算机系统（数据储存、运算等）;③图像显示和存储系统。CT检测过程实例2.CT影像设备的组成与功能5.1.2CT影像设备功能(1)扫描系统:主要包括扫描机架、扫描床和扫描控制电路等扫描机架（gantry）内安装有X线球管、图像采集系统、X线过滤器、系统准直器等，其中X线球管和数据采集系统（dataacquisitionsystem，DAS）最为重要。扫描机架的孔径与倾斜范围也是两项重要的应用指标，目前多数扫描机架的孔径为70cm，倾斜角度通常为±12

4、°～±30°。CT扫描系统的扫描机架与扫描床扫描机架内部结构2.CT影像设备的组成与功能5.1.2CT影像设备功能(1)扫描系统:主要包括扫描机架、扫描床和扫描控制电路等CT的数据采集系统（DAS）作用是测量X射线束，并将这些数据编码成二进制数据，送往计算机进行运算。探测器（detector）是DAS系统中重要的部件，其主要功能有：①接受透过病人检查部位的X射线；②将接收到的X线转换成模拟形式的电子信号；③将模拟信号放大；④将模拟信号转换成数字信号（通过A/D转换器）。准直器是位于X线球管前方的结构,其作用是可以大幅度减少散射线的干扰(减少患者的放射剂量、提高图像质量)。

5、2.CT影像设备的组成与功能5.1CT影像设备简述5.1.3CT影像设备主要性能指标一台先进的医用CT影像设备的结构复杂，价格昂贵，其性能指标取决于许多方面，主要介绍以下几方面:1．X线球管的热容量与散热率热容量的单位MHU，X线球管的热容量越大，表示可承受的工作电流越大，连续工作的时间也越长；散热率的单位是kHU/min，散热率越高，说明X线球管的性能越好。5.1.3CT影像设备主要性能指标3．扫描时间、重建时间和周期时间CT扫描时间是指X线球管以一定的层厚围绕人体旋转扫描一周（360°）所需要的时间。扫描时间取决于X线球管旋转的速度与能力，以往的CT扫描时间为1s、2

6、s、3s或更长，现在已实现了亚秒扫描。如GE公司LightSpeedPlus16排CT的扫描时间为0.5s；Philips公司的Brilliance16排CT最短扫描时间可达0.42s；扫描时间的缩短可以减少病人的检查时间，提高单位时间内病人的检查量，还能减少病人的运动伪影等。Philips公司的Brilliance16排CT5.1.3CT影像设备主要性能指标3．扫描时间、重建时间和周期时间重建时间是指计算机的阵列处理器将CT扫描的原始数据重建成图像所需要的时间。如先进的16排MSCT能够在1秒重建出12幅512×512的图像。周期时间是指从CT扫描开始、图像的重建、直到

7、图像的显示这一全过程所需要的时间。图像扫描与重建时间7分钟　　图像扫描与重建时间＜7秒5.1.3CT影像设备主要性能指标6.矩阵矩阵（matrix）是数字图像的格式，矩阵的大小直接决定了CT图像像素的大小与分辨率，矩阵与像素大小的关系：像素（mm）=扫描野（FOV）mm/矩阵。矩阵包括重建矩阵和显示矩阵。早期CT机的矩阵较小，一般为256×256，320×320等；目前的CT机的矩阵增加到512×512，1024×1024；还有的CT机的重建矩阵为512×512，而显示矩阵为1024×1024，对于显示的CT图像而言，其矩阵的