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醫學影像學

第二章 計算機體層成像

  CT是Hounsfield 1969年設計成功,1972年公諸于世的。CT不同于X線成像,它是用X線束對人體層面進行掃描,取得信息,經計算機處理而獲得的重建圖像。所顯示的是斷面解剖圖像,其密度分辨力明顯優于X線圖像。從而顯著擴大了人體的檢查范圍,提高了病變的檢出率和診斷的準確率。CT也大大促進了醫學影像學的發展。由于這一貢獻,Hounsfield獲得了1979年的諾貝爾獎金。

第一節 CT的成像基本原理與設備

  一、CT的成像基本原理

  CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描,由探測器接收透過該層面的X線,轉變為可見光后,由光電轉換變為電信號,再經模擬/數字轉換器(analog/digital converter)轉為數字,輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體,稱之為體素(voxel),見圖1-2-1。掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X線衰減系數或吸收系數,再排列成矩陣,即數字矩陣

 

圖1-2-1 掃描層面體素及象素

  (digital matrix),見圖1-2-2。數字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經數字/模擬轉換器(digital/analog converter)把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊,即象素(pixel),并按矩陣排列,即構成CT圖像。所以,CT圖像是重建圖象。每個體素的X線吸收系數可以通過不同的數學方法算出。

 

圖1-2-2 數字矩陣

  二、CT設備

  CT設備主要有以下三部分:①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成;②計算機系統,將掃描收集到的信息數據進行貯存運算;③圖像顯示和存儲系統,將經計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。CT成像流程如圖1-2-3。

 

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。探測器從原始的1個發展到現在的多達4800個。掃描方式也從平移/旋轉、旋轉/旋轉、旋轉/固定,發展到新近開發的螺旋CT掃描(spiral Ct scan)。計算機容量大、運算快,可達到立即重建圖像。由于掃描時間短,可避免運動,例如,呼吸運動的干擾,可提高圖像質量;層面是連續的,所以不致于漏掉病變,而且可行三維重建,注射造影劑作血管造影可得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)。掃描時間可短到40ms以下,每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時間很短,可攝得電影圖像,能避免運動所造成的偽影,因此,適用于心血管造影檢查以及小兒和急性創傷等不能很好的合作的患者檢查。

 

圖1-2-4 不同的掃描方式(I)

 

圖1-2-5 不同的掃描方式(II)

 



 
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