第二节--数据采集与扫描方式..

第二节数据采集与扫描方法李月卿复习•1.CT工作过程、CT成像特点•★2.成像物理原理：线性吸收系数CT值灰度•第二节数据采集与扫描方法•一、数据采集基本原理•二、数据采集基本原则•三、扫描方式•（一）常规CT扫描方式1．单束T-R方式：1＋1；2．窄扇形束T-R方式：1＋3～30；3°～20°X线束。3．宽扇形束R-R方式：1＋300～800；30°～45°张角；4．宽扇形束S-R扫描方式：1＋600～1500个检测器；50°～90°。5．电子束CT：大型钟形X线管、864个固定检测器阵列。（二）螺旋CT扫描•螺旋CT（spiralCT，SCT）扫描方式产生于1989年，是在滑环扫描技术基础上发展，属于R-R扫描方式的发展。•SCT机使用散热性能好的大容量X线管和高效率的探测器。X线束仍为大扇形束，与传统的扫描方式不同。•滑环技术：常规CT机X线管供电及信号的传递由电缆完成，近年来以铜制的滑环和导电的碳刷电缆，通过碳刷和滑环的接触导电使机架作单向的连续旋转。1．单层螺旋CT扫描•是X线管由往复旋转运动改为向一个方向连续旋转扫描，受检体（检查床）同时向一个方向移动，X线连续曝光并采集数据。X线管相对于受检体的运动为划过一柱面螺旋线形轨迹。•没有扫描间隔的暂停时间（死时间），可进行连续扫描，解决了传统扫描时的层隔问题。单层螺旋CT的探测器数目和材料同第3代CT；1．单层螺旋CT扫描单层旋转一周一幅图像多层旋转一周多幅图像1．单层螺旋CT扫描•螺旋CT优点：•提高扫描速度，减少运动伪影。X线管旋转一周的时间为1s，每秒可获得一幅图像。新的螺旋CT机每周扫描时间已缩短到亚秒级。•薄层扫描，在层面与层面之间没有采集数据遗漏，提供较好的三维图像重建的容积数据，便于进行各种影像重建。•在螺旋CT的数据采集中，须安排螺旋圈间的数据内插，以补偿采样。2．多层螺旋CT扫描•1998年推出多层螺旋CT（MSCT）提高了螺旋CT的性能。•MSCT和SCT扫描方式相同。是X线管和检测器围绕人体做360º旋转，受检体向一个方向移动。不同的是MSCT的检测器为多排，目前的排数从几排到几十排；而单层SCT的检测器只有一排。•传统CT机是X线管和检测器围绕人体旋转一圈获得一幅断面图像，MSCT机旋转一圈则可以同时获得2～n幅图像。•MSCT的线束宽度在Z轴方向从1cm左右增加到几厘米，今后将会更宽，属于锥形线束CT（conebeamCT）的范畴。四、多层螺旋CT•（一）概述•核心是检测器结构和数据采集系统（dataacquisitionsystem，DAS）。•检测器在Z轴方向的数目增加到几排至几十排，又称多排检测器CT（multirowdetectorCT）。•排列方式：均等分配的等宽型（对称型），Z轴方向的多排检测器宽度一致的；•检测器宽度不均等分配的非等宽型（非对称型）。（一）概述（一）概述•非等宽型探测器：在宽层厚时由于探测器的数量少其相应的探测器的间隔减少，量子吸收效率较高，减少X线的曝光剂量；但探测器的组合不如等宽型灵活。•等宽型的探测器：由于宽度均等，组合比较灵活、层厚改变方便，对升级如增加DAS以增加一次扫描的层数也较为容易些；但是外周的4排探测器只能组合成一个宽探测器使用，其间隔会造成有效信息的丢失，不如不等宽型探测器的效率高。（二）基本原理•1．探测器阵列•MSCT则具有多组通道的多排探测器阵列。可同时获得n层图像，且有不同的层厚选择，在Z轴远远大于n排，形成一个二维的探测器阵列。•第一种：34排，中间4排为0.5mm，两侧是30排1.0mm宽、每排896个探测器，Z轴覆盖范围为32mm。•用中央4排，可获4幅0.5mm层厚图像。34排全部利用可获得4幅8mm层厚图像，适当组合可获得不同层厚的多幅图像，如2、3、4、5、6、7mm等。•第二种：16排，每排均1.25mm宽、每排912个探测器，最大覆盖范围为20mm。•可任意组合成多组通道，获取不同层厚的多层图像。•16排全部利用，可获得四层5mm层厚图像或两幅10mm层厚图像；•利用后准直器遮盖半个位于中心的探测器可得两幅0.625mm的薄层图像，每个通道分别包括1、2、3排，分别获得1.25、2.5、3.75mm层厚的4幅图像。•层厚的选择有：4×1.25、4×2.5、4×3.75、4×5.0、2×7.5和2×10.0。•第三种：4对8排非对称型，宽为1、1.5、2.5、5，每排672个。通过后准直器遮盖中心两探测器各一半，得两层0.5mm层厚图像。•8排探测器全部用，可得4幅5mm或2幅8或10mm层厚图像。后准直器遮盖1.5mm的0.5mm，加上中央两排探测器，可得4层1mm图像。后准直开放10mm，分别将1mm和1.5mm两个探测器组合到一个通道，连同两侧，可得4层2.5mm图像。开放20mm，将l、1.5、2.53排探测器组合，连同两侧，可获4层5mm层厚图像。•层厚选择有2×0.5、4×1.0、4×2.5、4×5.0、2×8.0和2×10.0。1．探测器阵列•DAS数目提高到8组或16组时，检测器对称性设计占主导方式，较容易完成采集层面数目的升级。•16层MSCT的检测器排列三种方式：•中间0.5mm×16列，两侧1mm×12列，40列；•中间0.75mm×16列，两侧1.5mm×4列，24列。•中间0.625mm×16列，两侧1.25mm×4，24列。1．探测器阵列1．探测器阵列•三种探测器：GELIGHTSPEEDQX/i16x1.25mm16CH.20mmTOSHIBA15x1mm4x0.5mm24CH.15x1mm32mm1.5mm1.5mm2.5mm5mm20mm5mm2.5mm1mmSIEMENSMARCONI1．探测器阵列1．探测器阵列1．探测器阵列1．探测器阵列•同样探测器不同组合，可以得到不同层厚准直器X-ray球管焦点产生4层2.5mm图像产生2层5.0mm图像产生1层10mm图像DiodeFETSwitchingArray12341121．探测器阵列1．探测器阵列1．探测器阵列2．数据采集通道•MSCT根据所选层厚的不同，可将多排探测器组合成不同的n组，构成n组数据采集通道。•每个通道的数据代表同一个Z轴方向的相邻n层的采集数据，它可能是来自一个探测器排，也可能是几个探测器排的数据相加。•n组采集通道在扫描过程中，同时分别对各自连接的探测器接收的X线所产生的电信号进行采集、输出。3．X线束•MSCT中，由于Z轴方向有多排探测器接收信号，并有n组数据采集通道，X线束的宽度等于多个层厚之和，为厚扇形X线束（或称锥形X线束）覆盖探测器Z轴方向的总宽度，最厚可达几十厘米，X线的利用率大大提高。4．层厚的选择方法•MSCT层厚不仅取决于X线束的宽度，而且取决于不同探测器阵列的组合，其层厚随探测器阵列的组合不同而改变。•如同样10mm宽的X线束，可由每四排1.25mm探测器组成一个5mm探测器通道，获得两层5mm层厚的图像，也可由两排1.25mm探测器组成一个2.5mm探测器通道，获得四层2.5mm层厚的图像。•不等宽的探测器阵列，还可通过后准直器对某排探测器的部分遮盖来完成层厚的选择。例如，遮盖一半1mm探测器可获得0.5mm的层厚。5．智能扫描•长范围容积扫描，可能跨越人体体厚、密度相差悬殊的部位。曝光条件如按低体厚、低密度区设计，对高体厚、高密度区就显得太小；若按高体厚、高密度区设计，对低体厚、低密度区病人就会过多的接受辐射照射。•智能扫描能在扫描过程中连续变化扫描条件，对不同密度、体厚的部位使用不同扫描条件；•对同一层面的正、侧位厚度不同，扫描中软件会自动检测按设计要求变换扫描条件。（三）优势•（1）提高X线利用率•（2）扫描覆盖范围更长•（3）扫描时间更短•（4）减少了X线的散射，扫描层厚更薄•（5）提高图像质量•（6）用作病灶的筛选（三）优势20cm80cm（三）优势长距离更细腻血管成像动脉夹层显示更详细（三）优势冠状动脉钙化评分（三）优势CORONARYARTERY三维立体冠状动脉显示（三）优势颅内动脉瘤（三）优势小结与思考•螺旋CT扫描•1．滑环技术：铜制的滑环和导电的碳刷电缆，通过碳刷和滑环的接触导电使机架作单向的连续旋转。•★2．SCT的扫描方式：X线管向一个方向连续旋转扫描，受检体同时向一个方向移动，X线连续曝光并采集数据。•3．MSCT扫描：MSCT机旋转一圈可同时获得多幅图像。•四、多层螺旋CT•（一）概述•核心是检测器结构和DAS。•排列方式：等宽型、非等宽型。•（二）基本原理探测器阵列数据采集通道X线束层厚的选择方法智能扫描•B型题•A、空间分辨率高•B、单幅图像的表面剂量低•C、单幅图像的球管热量低•D、低对比度分辨率高•E、指定层面冠状面成像•1．与屏-片摄影相比，CT检查（）•2．与屏-片摄影相比，常规体层摄影（）•A、Cormack•B、ComputedTomography•C、Ambrose•D、McRobert•E、Houndfield•3．CT发明者获得的奖项名称（）•4．CT图像重建理论研究学者（）•5．CT的英文全称（）•A、无层面外结构干扰的断面图像•B、空间分辨率高•C、采用可见光成像•D、CT成像的优点•E、内脏观察显示直观•6．成像源对人体无损伤（）•7．屏-片摄影的优点（）•A、胶片•B、线圈•C、探测器•D、数字图像•E、模拟图像•8．CT的成像介质（）•9．CT的成像方式（）•10．屏-片摄影的成像方式（）•11．CT图像密度分辨率高的主要原因是（）•A、使用了高频发生器•B、采用了大功率的X线管•C、由计算机进行图像重建•D、原发射线经过有效滤过•E、射线束准直精确散射线少•12．CT成像的物理基础是（）•A、X线的吸收衰减•B、计算机图像重建•C、像素的分布与大小•D、原始扫描数据的比值•E、图像的灰度和矩阵大小•13．下述与CT成像过程有关的叙述是（3）（）•A、日常质量控制扫描程序•B、阵列处理机的图像重建•C、防止球管老化的升温扫描•D、数据采集系统进行模数转换•E、探测器将X射线转换为可见光•14．计算CT值的公式是根据（）•A、水的质量衰减系数•B、水的线性衰减系数•C、水的电子密度•D、水的质量密度•E、水的分子成份