CT基本原理与概述.ppt

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1、CT基本原理与概述陈瑞权CT：(COMPUTEDTOMOGRAPHY)以X线束对体部某一选定体层层面进行扫描,测定透过的X线量,数字化后经过计算得出该层面各个单位容积的吸收系数,然后重建图像的一种成像技术。CT的组成CT成像原理CT的发展过程CT机的组成X线发生装置X线检测接收装置机械运动装置计算机设备图像显示及存储装置工作站X线发生装置高压发生器X线管冷却系统准直器:调节层厚，减少辐射剂量，改善CT图像质量滤过器:吸收低能量X线，优化射线能谱，减少辐射剂量X线检测接收装置探测器数据采集系统DAS探测器作用：将X射线能转换为可供记录的电

2、信号的装置，通过测量它接受的X射线量，然后产生与X射线量成正比的电信号。类型：气体探测器：惰性气体-氙气电离，量子探测效率低，低端使用固体探测器：X射线照射闪烁晶体使之瞬间发光，利用光电倍增管将这种闪烁晶体转换为电信号，再用电子线路和器件将它们放大并存储下来。几何利用率在50%-80%。闪烁晶体探测器（铊激活碘化钠晶体、铊激活碘化铯晶体、钨酸镉晶体）和稀土陶瓷探测器（宝石探测器：宝石加稀有元素-GE）光子计数探测器数据采集系统DAS*模数转换器是CT数据采集系统（DataAcquisitionSystem，DAS）的主要组成部分。*CT

3、最初探测到的是连续的随时间而变的模拟信号，可由电压表读取或由示波器显示，但无法被计算机识别。*模数转换器将来自探测器的输出信号放大、积分后多路混合变为数字信号送入计算机处理。机械运动装置扫描机架滑环扫描床扫描机架*机架与检查床相垂直。*机架内装有成像系统组件:滑环、X线管、高压发生器、准直器、探测器和数据采集系统等*机架孔径和倾斜范围在应用中较为重要:孔径:机架开口大小：多为70cm,最大80cm*机架须能倾斜，以适应不同患者情况和各种检查的需要，倾角:最大±30°滑环含义：CT扫描机架中去掉电缆，代以铜制滑环和导电碳刷，通过碳刷和滑环

4、的接触导电,使机架作单向连续旋转，即滑环技术。结构形状：盘状滑环:圆盘状，导通部分设在盘面上。筒状滑环:圆筒状，导通部分位于圆筒侧面。III.传导方式:低压滑环（大多数厂家都采用）。高压滑环（易高压放电导致高压噪声）。扫描床*作用:运载患者,扫描定位*要求:承重:确保特殊体型患者的检查需要床面材料:由易被X线穿透、能承重和易清洗的碳素纤维组成驱动：磁悬浮气垫老式皮带*床纵向移动要求:平滑，精度高，绝对误差<±0.5mm(高档机±0.25mm)与X线束射出同向位置上有定位光源:准确定位计算机设备1、主计算机：接收DAS的数字信号并处理重建

5、成横断面的图像。2、图像重建计算机（阵列处理器）：在主计算机控制下，进行图像重建等处理。图像显示及储存部分1、监视器作用:通过键盘与计算机对话（包括患者资料的输入、扫描过程的监控等）和图像显示。2、存储器:硬磁盘、磁带、软盘和光盘等功能:存储图像、保存操作系统及故障诊断软件扫描原始数据存储于硬盘缓冲区;重建图像存入硬盘的图像存储区;磁带、光盘等存取图像通过硬盘作中介。CT图像的矩阵5122，一幅512×512字节的CT图像约需0.5MB的存储空间。工作站*工作站系统规模比微型机大*由于微型机（PC机）的硬件功能增强+图形图像处理软件，市

6、场上许多基于微机的医学三维图像处理的计算机(也称作工作站，以表示功能强大)CT成像的基本原理x-线球管x-射线探测器检查物体CT数据采集：从不同投影方向获得扫描数据X线管围绕被检体旋转，X线按特定方式通过被检体横断面，探测器接收穿过人体的射线衰减信号送给计算机处理，经计算机重建处理形成被检体横断面图像X线管准直器人体准直器探测器A/D转换器计算机重建D/A转换器监视器CT图像激光打印机CT照片多幅相机CT照片采集信息系统影像信息产生经过部件及传递的过程成像原理CT图像原始数据由物理学的吸收定律(朗伯定律)可知，当一单色线束通过一密度均

7、匀的小物体时，其能量因与物质的原子相互作用而减弱，减弱的程度与物质的厚度和组成成分或吸收系数有关，可用下式表达：I=IOe-µdIO：入射的X射线强度；I：穿过均匀密度物体后的X射线强度；µ：物质对该波长的线性衰减系数；d：穿过均匀密度物体的路径长度；e：自然对数底在X射线穿过的路径上，如果已知d、IO、In，则物体的衰减系数总和是可以计算出来的。这必须作出多方向投影,建立多个联立方程式，才能算出所有的衰减系数值来。CT采用横断面层面采样，形成图像的每一个像素衰减值都被单独与源射线比较计算，在重建时依照对应的像素位置和像素点不同的衰减值

8、，使原组织密度一一还原；CT图像的重建过程，就是求每个小单元衰减系数的过程。N1N2N3Nnμ1μ2μ3μnΔxΔxΔxμmΔxI0InIm-1ImΔxX线方向上衰减系数μ值总和的测量CT影像的像素计算图像