第四章X线计算机断层成像.ppt

第四章 X线计算机断层成像 教学内容 4.1 X-CT的发展历史； 4.2 X-CT的成像原理； 4.3 X-CT的扫描方式与成像系统； 4.4 投影重建图像原理-中心切片定理； 4.5 X-CT图像的后处理技术 4.6 螺旋X-CT技术及其发展 为了克服在投影X线成像中出现的影像重叠问题，出现了对接收到的投影数据进行计算，利用计算机由投影重建图像的数学原理出发，实现了计算机断层成像，即X射线计算机断层成像（X-ray computed tomography， X-CT）。 4.1 X-CT的发展历史 X-CT的发展历史 1917年奥地利数学家雷当（Radon）：提出了投影重建图像的理论。 1963年美国物理学家柯马克（Cormack）：不仅证明了在医学领域中X射线投影重建图像的可能性，而且提出了实验的方法，并完成了仿真与实验研究。 1967年至1970年间英国EMI公司的工程师豪斯菲尔德（Hounsfield）研制成功世界上第一台用于医学临床的X线CT扫描机，于1971年9月被安装在伦敦的Atkinson-Morley’s医院。 1972年利用这台X线CT首次为一名妇女诊断出脑部的囊肿，并取得了世界上第一张CT照片。 1998年11月在北美放射学会年会（RSNA，98）上有四家公司同时展出了多层CT机（multislice CT，MSCT） ... 1998年多排螺旋CT （MDCF 或MSCT）的问世，使得机架球管围绕人体旋转一圈能同时获得多幅图像，大大提高了扫描速度。 2004年推出了64排螺旋CT，称容积CT：一次旋转即可完成一个器官的扫描。 扫描速度：1S 单器官检查，5S 心脏的检查，10S全身的检查 2005年双源螺旋CT（DSCT） 通过两套x射线球管系统和两套探测器来采集数据，大大提高了心脏扫描的时间分辨率。 ... Hounsfield和Cormack因X-CT荣获1979年诺贝尔医学和生理学奖 X-CT机实物照片 X-CT机基本组成部分 CT扫描部分 CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT Scanner CT图像 4.2 X-CT成像原理 X-CT成像装置主要由X线管、准直器、检测器、扫描机构，测量电路、电子计算机、监视器等部分所组成的。 X-CT成像流程是：X线--准直器--检测器--转变电信号--放大电信号--转变为数字信号--计算机系统--存入计算机的存贮器--编码--显示图像。 基本术语 体层 体素 像素 投影 X射线通过非均匀介质 4.3 X-CT的扫描方式与成像系统 X-CT的扫描方式 特点： 扇形扫描束 连续或脉冲方式的X射线 环形阵列探测器300-800个 每次旋转360度 检测一个层面3-5S 特点： 扇形扫描束 连续或脉冲方式的X射线 环形整圈探测器 探测器共600-1500个 球管每次旋转360度 检测一个层面1-5S Third Fourth Generations Spiral/Helical Scanning 螺旋锥形束CT 心脏动态成像 E-Beam CT Scanner X-CT的特点 断层成像 密度分辨率高，对软组织分辨能力高。 （相对于常规X射线摄像） 投影剂量小（相对于X射线摄像） 动态范围大（相对于X光片） 存储方便 1、单束平移—旋转方式 X线管 检测器 平移采样点 旋转采样 特点： 直线笔形扫描束 单一探测器 一次平移获得240个数据 每次旋转1度 共重复180次 检测一个层面4-5min 2、窄扇形束扫描平移—旋转方式 X线管 平移采样点 X线束张角为θ 检测器 旋转采样 特点： 直线多路笔形扫描束 探测器3-52个 每次旋转3-30度 检测一个层面20-120S 3、旋转—旋转方式（R/R) 摄影领域 检测器 X线管 旋转采样点 检测器轨道 X线管轨道 扇形X线束 第三代CT是目前临床上广泛应用的扫描方式 4、静止—旋转扫描方式（S/R) 4、静止—旋转扫描方式（S/R） 检测器 X线管 X线管轨道 旋转数据采样点 (From Picker) (From Siemens) 5、螺旋扫描方式（ Spiral CT, SCT） 6、静止—静止扫描方式 超高速CT扫描机(电子速CT) UFCT: Ultrafast CT Scanner EBIS: Electronic Beam Imaging System 脑内出血区呈高密度影，CT值约45～90Hu之间 实质性肿瘤CT表现为高密度影