醫(yī)學(xué)影像學(xué)/CT的成像基本原理與設(shè)備

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醫(yī)學(xué)影像學(xué)

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一、CT成像基本原理

CT是用X線束對(duì)人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描,由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的X線,轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后,由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào),再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog/digital converter)轉(zhuǎn)為數(shù)字,輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對(duì)選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體,稱之為體素(voxel),見(jiàn)圖1-2-1。掃描所得信息經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù),再排列成矩陣,即數(shù)字矩陣

掃描層面體素及象素


圖1-2-1 掃描層面體素及象素

(digital matrix),見(jiàn)圖1-2-2。數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器(digital/analog converter)把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊,即象素(pixel),并按矩陣排列,即構(gòu)成CT圖像。所以,CT圖像是重建圖象。每個(gè)體素的X線吸收系數(shù)可以通過(guò)不同的數(shù)學(xué)方法算出。

數(shù)字矩陣


圖1-2-2 數(shù)字矩陣

二、CT設(shè)備

CT設(shè)備主要有以下三部分:①掃描部分由X線管、探測(cè)器和掃描架組成;②計(jì)算機(jī)系統(tǒng),將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算;③圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng),將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。CT成像流程如圖1-2-3。

CT裝置示意圖


圖1-2-3 CT裝置示意圖

掃描部分如圖1-2-4及圖1-2-5所示的幾種不同掃描方式。探測(cè)器從原始的1個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在的多達(dá)4800個(gè)。掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定,發(fā)展到新近開(kāi)發(fā)的螺旋CT掃描(spiralCt scan)。計(jì)算機(jī)容量大、運(yùn)算快,可達(dá)到立即重建圖像。由于掃描時(shí)間短,可避免運(yùn)動(dòng),例如,呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾,可提高圖像質(zhì)量;層面是連續(xù)的,所以不致于漏掉病變,而且可行三維重建,注射造影劑血管造影可得CT血管造影(Ct angiography,CTA)。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不同(圖1-2-5)。掃描時(shí)間可短到40ms以下,每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時(shí)間很短,可攝得電影圖像,能避免運(yùn)動(dòng)所造成的偽影,因此,適用于心血管造影檢查以及小兒和急性創(chuàng)傷等不能很好的合作的患者檢查。

不同的掃描方式(I)


圖1-2-4 不同的掃描方式(I)

不同的掃描方式(II)


圖1-2-5 不同的掃描方式(II)

32 計(jì)算機(jī)體層成像 | CT圖像特點(diǎn) 32
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