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内容:二、数字图像、DICOM格式等基本概念一、CT的定义及发展四、CT日常维护及保养三、CT值及窗宽窗位技术一、CT的定义与进展何谓CT?全称:X线计算机断层摄影(X-ray,Computed.Tomography),简称CTCT发展简史1895年,伦琴发现X射线(诺贝尔奖)1917年,奥地利数学家Radon提出图像重建理论的数学方法1961年,天文学家Oledendorf做了一个称为“旋转-平移”的试验,实现了最早的图像重建1963年,美国教授cormark进一步发展了从X线投影重建图像的准确数学方法(79年诺贝尔奖)1967~1970年,hounsfield提出了断层的方法(79年诺贝尔奖)1972年CT正式应用于临床1974年全身CT应用于临床1978年国内开始引进CT1983年电子束CT(EBCT)研制成功1989年螺旋CT应用于临床1993年双排CT研制成功2019年多层螺旋CT应用于临床2000年采集8层的螺旋CT问世2019年采集16层的螺旋CT问世2019年采集64层的螺旋CT问世CT发展简史CT诞生1967年,GodfreyN.Houndsfield在英国EMI公司制造了第一始CT机,处理图像近一天时间。扫描人脑标本,能将肿瘤组织和脑灰/白质分开。1974年,Siretom颅脑CT扫描机现代CT机为350msCT与X线摄影对比有着本质的不同它是从人体某一断层中采集建立影像所必需的信息-投影数据,因此不会因其他解剖组织的重叠而模糊不清。所用X射线是一条或多条细窄的线束方式辐射,因而可以大幅度减少散射线的影响。有利于提高影像清晰度,并以电子计算机运算采集到的数据,重建断层图像。CT的扫描方式:普通CT:在Z轴方向(头脚方向)上只有一排探测器,并且线束不同,通过准直器后的X线束为扇形,由于在Z轴方向上仅有一排探测器,所以X线束的宽度等于层厚。一个扫描周期只能获得一幅图像。SinglesliceCT发展史普通螺旋CT:单层、双层多层螺旋CT:4、16、32、64,256,320…层4DCT:容积扫描普通Ct的发展是以“代”来划分的,主要以管球及探测器容量来决定的。第一代CT机:X线为单形束,单个或多个探测器,运动方式为平移加旋转,扫描时间长(数分钟),且只限于头部扫描。第二代CT机:X线多射线束,探测器数个到几十个(30个左右),运动方式也是平移加旋转,扫描时间缩短至18秒左右,并可以做全身扫描,但运动伪影较重。FirstGenerationOnedetectorTranslation-rotationParallel-beam(FromG.Wang)SecondGenerationMultipledetectorsTranslation-rotationSmallfan-beam(FromG.Wang)第三代CT:X线为扇形束,探测器也相应为扇形,探测器也相应为扇形,数目多达几百个(300-800),运动方式为旋转式,扫描时间为2-5s,最快可达0.2s。应用功能明显增加。第四代CT:探测器可增至1000个,呈扇形排列,而且是固定不动的,X线管球呈旋转运动,扫描速度明显增快。从而对克服伪影方面又前进了一步。ThirdGenerationMultipledetectorsTranslation-rotationLargefan-beam(FromG.Wang)FourthGenerationDetectorringSource-rotationLargefan-beam演示csim重建算法(FromG.Wang)E-BeamCTScannerSpeed:50,100msThickness:1.5,3,6,10mmECGtriggercardiacimages(FromImatron)二、数字图像的基本概念数字成像术语矩阵:是一个数字概念。它表示一个横成行、纵成列的数字阵列。图像上所有的象素阵列称为图像矩阵。采集矩阵:每幅画面原始数据所含像素的数目。显示矩阵:监视器上显示的图像像素数目。数字成像术语体素:图像实际上包含有人体某一部位的一定厚度,我们将代表一定厚度的三维空间的体积单元称体素。体素是一个三维概念。数字成像术语像素:构成图像矩阵的最小单元。每一像素为均一密度,像素结构中的平均密度决定其灰度值,直接受比特值影响。体素与像素之间的对应关系数字成像术语灰阶:在影片或显示器上所呈现的黑白图像上的各点,表现出不同深度的灰色。把白色和黑色之间分成若干级,称“灰度等级”,表现亮度(或灰度)信号的等级差别称为灰阶。数字成像术语比特:是信息量的单位。它决定着灰度等级。它由不同位数的二进制数的位深表示。即2n决定,n就是位深。例如:8比特,就是28,28构成256个灰阶;10比特,就是210,210构成1024个灰阶;12比特,就是212,212构成4096个灰阶;但人眼视觉的最大等级范为16个灰阶数字成像术语数字成像中噪声的定义:影像上观察到的亮度水平中随机出现的波动。从本质上分析,噪声主要是统计学的而不是检测性的。数字成像术语数字成像有许多数值与过程会影响和形成图像的噪声。主要有量子噪声、电子元件形成的噪声以及重建法形成的噪声。数字成像术语信噪比—表示设备噪声性能的重要参数指标。信噪比(SNR):系指信号与噪声之比的简称。全称为“信号噪声比”。噪声是影响图像质量的不利因素。但噪声无处不有,不能完全消除。SNR信噪比在数字成像系統中,当噪声降低时,或SNR增加时,目标的可探测性也增加。1:12:15:1数字成像术语局部放大伪影:图像中出现被照体内不存在的假像。●扫描中不存在而出现在重建图像中的干扰图样。■产生伪影的原因1、成像系统的测量误差电器故障人体超出测量范围定期做系统维护部分容积效应:在CT扫描中,凡小于层厚的病变,其CT值受层厚内其它组织的影响,所测出的CT值不能代表病变的真正的CT值抑制方法:减小切层厚度,采用薄层扫描周围间隙现象金属植入物条纹状伪影线束硬化2、X射线的原因(硬化效应等)CT值随厚度而异(条状或环状伪影)骨性结构X射线平均能量增高亨氏暗区3、受检体的原因体位移动、体内器官心、肺、肠等非自主运动等抑制方法:缩短扫描时间训练呼吸4、成像装置原因扫描及数据处理不当图像重建算法不完善扫描系统状态不稳定检测器性能不一致采集数据重复性不好(旋转中心不重合)X射线高压不稳定(电压波动)■伪像的识别已成为影像诊断水平的主要标志之一环中一个探测器损坏后出现的环状伪影示意图数字成像术语重建算法:是指图像重建时所采用的一种数学计算程序。采用不同的重建算法,可获得不同的影像效果。重建(Reconstruction)X1(3)X2(2)X3(5)X4(7)89125X1+X2=5X3+X4=12X2+X4=9X1+X3=8数字成像术语原始数据:由探测器或辐射接受器直接接受到的信号,这些信号经放大后再通过模/数转换所得到的数据称为原始数据。显示数据:组成某一幅图像的数据称显示数据。DICOM3.0的基本概念:是由美国放射学会(AmericanCollegeofRadiology,ACR)和全国电气设备制造协会(NationalElectricalManufacturesAssociation,NEMA)联合发布的一套详细定义医学图像及其相关信息的编码和通讯标准。这个标准使得来自不同制造商的不同种类的医学影像设备可以遵循一个相对统一的互联和交换数据标准,是PACS建立的基础。DICOM(DigitalImagingandCommunicationinMedicine)1、CT值:相对于水的衰减系数计算出来的表示物质衰减系数大小的标度。CT值=×1000单位:Hu(Hounsfieldunit)范围:-1024~+3071,共4096(212)个,可用12位2进制数据表示。水0Hu密质骨1000Hu空气-1000Hu水水物-uuu三、CT图像重要概念及显示特点常用组织CT值肺组织组织CT值(Hu)肺(气体)组织-300脂肪-100~0一般体液-10~10肝脾肾脑20~60脑急性出血60~80钙化或骨性组织300骨皮质1000窗宽与窗位窗宽:图像上所包括的CT值的范围窗位:图像上所选的CT值中心的位置2、窗口技术灰度:指黑白或明暗的程度,在图像上表现各像素黑白或明暗程度的量。CT值范围:12比特,对应4096个灰阶窗宽、窗位的概念:即窗口技术,把任何一段CT值标扩大到整个灰度标范围。窗宽(WW):表示所显示的CT值的范围窗位(WL):对应于灰度级中心的CT值wwAwlB常用组织窗宽窗位组织窗宽WW窗位WL脑组织窗10040骨窗2500600肺窗1600-650纵膈窗40040注:单位为HUCT扫描参数及窗技术窗宽越窄,层次减少,图像对比度越大,反之亦然。窗位越低,图像越白,反之亦然。线性窗:在灰度级内每级灰度与窗宽内的CT值呈线性关系窗口技术两种方式四、CT设备的保养和基本维修知识1、温度一般机房以18-22度为宜2、适度一般机房以45-60%为宜3、防尘工作机房必须清洁,特别是计算机房和数字处理柜4、电源稳定且有保护装置5、开关机器严格按照操作规程6、定期测试设备性能预热和空气校准(每天一次),CT值标准测试、高对比度(空间)分辨率、低对比度(密度)分辨率、层厚等标定CT检查的适应症和禁忌症CT图像具有高密度分辨率、组织结构无重叠等优点适应症:1、颅脑2、颈部3、胸部4、腹部(上、下腹部)5、四肢关节与脊柱禁忌症:(注意防护)孕妇(保留胎儿)
本文标题:CT技术一课件
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