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医学影像学

第二章 计算机体层成像

  CT是Hounsfield 1969年设计成功,1972年公诸于世的。CT不同于X线成像,它是用X线束对人体层面进行扫描,取得信息,经计算机处理而获得的重建图像。所显示的是断面解剖图像,其密度分辨力明显优于X线图像。从而显著扩大了人体的检查范围,提高了病变的检出率和诊断的准确率。CT也大大促进了医学影像学的发展。由于这一贡献,Hounsfield获得了1979年的诺贝尔奖金。

第一节 CT的成像基本原理与设备

  一、CT的成像基本原理

  CT是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素(voxel),见图1-2-1。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵

 

图1-2-1 扫描层面体素及象素

  (digital matrix),见图1-2-2。数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即象素(pixel),并按矩阵排列,即构成CT图像。所以,CT图像是重建图象。每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。

 

图1-2-2 数字矩阵

  二、CT设备

  CT设备主要有以下三部分:①扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成;②计算机系统,将扫描收集到的信息数据进行贮存运算;③图像显示和存储系统,将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。CT成像流程如图1-2-3。

 

图1-2-3 CT装置示意图

  扫描部分如图1-2-4及图1-2-5所示的几种不同扫描方式。探测器从原始的1个发展到现在的多达4800个。扫描方式也从平移/旋转、旋转/旋转、旋转/固定,发展到新近开发的螺旋CT扫描(spiral Ct scan)。计算机容量大、运算快,可达到立即重建图像。由于扫描时间短,可避免运动,例如,呼吸运动的干扰,可提高图像质量;层面是连续的,所以不致于漏掉病变,而且可行三维重建,注射造影剂作血管造影可得CT血管造影(Ct angiography,CTA)。超高速CT扫描所用扫描方式与前者完全不同(图1-2-5)。扫描时间可短到40ms以下,每秒可获得多帧图像。由于扫描时间很短,可摄得电影图像,能避免运动所造成的伪影,因此,适用于心血管造影检查以及小儿和急性创伤等不能很好的合作的患者检查。

 

图1-2-4 不同的扫描方式(I)

 

图1-2-5 不同的扫描方式(II)

 



 
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