CT-基础培训分解课件

1、主要内容X射线CT 历史CT以及CT原理 CT组成部件（主要内容）主要内容X射线CT 历史CT以及CT原理 CT组成部件（主要 X射线1. 轫致辐射2. 特征辐射1895年，伦琴研究阴极射线。却意外地发现一米以外的一块荧光屏上发出亮光。过反复实验，确信这是种尚未为人所知的新射线，便取名为X射线18451923年 X射线1. 轫致辐射2. 特征辐射1895年，伦琴研究阴极 X射线X 射线特性 X射线X 射线特性CT 历史1917-1719年奥地利数学家Radon提出来数学重建图像的方案1963年Cormack重建得到一个投影的重建图片1971 Hounsfield年第一台CT研制用于临床颅脑扫描

2、。1979 年Cormack和Hounsfield 生理和医学奖，破例授予两位没有医学经历的科学家CT 历史1917-1719年奥地利数学家Radon提出来数常规CT（第一代）X线源为3mm宽的笔形束。由于探测器少、扫描次数很多，故扫描完一个层面所需时间长，一般需要几分钟。已淘汰。 常规CT（第一代）X线源为3mm宽的笔形束。由于探测器少、扫常规CT（第二代）扫描方式与第一代相似，但X线源为具有不同角度的扇形束（如10角），其对面有十几个或几十个探测器，每次平移扫描可完成扇形区（如10角）范围内的工作。扫描一个层面的时间为1040秒。 常规CT（第二代）扫描方式与第一代相似，但X线源为具有不同

3、角常规CT（第三代）旋转过程中X线管发射几百次脉冲，同时进行扫描，即边旋转边扫描，加之探测器数目达几百个，速度大大增加，扫描一个层面的时间约为24秒。 常规CT（第三代）旋转过程中X线管发射几百次脉冲，同时进行扫常规CT（第四代）球管旋转180得到一个层面的图像数据。然后平移到下一个层面的位置继续扫描。分2种方式。常规CT（第四代）球管旋转180得到一个层面的图像数据。然CT 以及CT原理CT是用X射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射线，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

4、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）。CTCT原理 CT 就是Computed Tomography简称。即电子计算机断层扫描CT 以及CT原理CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进CT 以及CT原理数学公式基础tube outputdetectorIoImI = I0e-mdI0Idm1m2m3mnI0II = I0e-dSmii=1ndI = I0e- mxdxmxI0I0DxDCT 以及CT原理数学公式基础tube outputdeteCT 以及CT原理CT值通过值换算得到的用以表示每个体素的X线吸收能力，即表达CT图像中的组织密

5、度的统一单位，是一种相对数值。规定将受测物质的衰减系数（M）与水的衰减系数作为比值计算，并分别以骨皮质和空气的衰减系数作为上、下限进行分度，由此计算出CT值。 CT 以及CT原理CT值通过值换算得到的用以表示每个体素CT 以及CT原理衰减系数（值）计算机对X线从多个方向扫描得到的信息，计算出每个体素（相对于每个像素对应的组织“块”的体积）的X线吸收系数。这是成像的数字基础。水的衰减系数（W）为1，骨（B）为1.92.0，空气（A）为0.0013（0）CT 以及CT原理衰减系数（值）计算机对X线从多个方向扫CT 以及CT原理CT值的计算公式：为分度因数。现在CT值一般用亨氏单位（H），则为100

6、0。 CT 以及CT原理CT值的计算公式：CT 以及CT原理水的CT值：骨的CT值：空气的CT值：CT 以及CT原理水的CT值：骨的CT值：空气的CT值：CT 以及CT原理窗技术：是CT检查中用以更好地观察不同密度组织的一种显示技术。窗技术包括窗宽（window width）和窗位（window level, or window center）。 为了增强人眼对不同密度CT图像的分辨力，引入了窗技术：人体组织的CT值有2000个分度，显示器虽能显示2000个灰阶，但人眼只能识别16个灰阶。所以，若在一幅CT图像上同时显示2000个CT值，则意味着人眼观察时只能分辨大于125H（2000/16，

7、即125个CT值）的密度变化显然不够。CT 以及CT原理窗技术：是CT检查中用以更好地观察不同密CT 以及CT原理窗位20窗宽80图像上可分辨的CT值范围为-20+60H；可分辨的最小CT值差别为80/16，即5HU。CT 以及CT原理窗位20窗宽80图像上可分辨的CT值范围为 CT组成部件 CT组成部件 CT组成部件 CT组成部件 CT组成部件数据采集阶段包括：X射线管、探测器、准直器、 滤过器、对数放大器、模数转换器（A/D）、接口电路等 图像重建阶段包括：计算机、D/A转换器等图像显示阶段包括：图像显示器、相机、接口电路等等整个系统由中央系统控制器操纵，加上检查床便构成一台完整的X-CT

8、系统 CT组成部件数据采集阶段包括：X射线管、探测器、准直器、 X 射线球管球管的发展球管功能及构成球管的高压发生器 X 射线球管球管的发展 X 射线球管I. 球管的发展固定阳极（stationary anode）X线管（I、II代CT、牙科CT等）旋转阳极(rotating anode)X线管（全身CT ） X 射线球管I. 球管的发展 X 射线球管球管组成Envelope 外壳Cathode 阴极 Anode 阳极 Protective housing X射线管防护罩 X 射线球管球管组成 X 射线球管控制电子束的位移，在很短的时间内在两个位置间移动发射X线，相当于多了一次采集或采集数量的

9、加倍；采样增加、空间分辨力增加 X 射线球管控制电子束的位移，在很短的时间内在两个位置间移 Heat unit is how much heat an anode can store before damage occurs 热容量表示阳极损坏之前的储热能力单位：HUkVp mA time rectification constantHeat dissipation means how fast a tubes anode cools down 散热率表示阳极冷却时间单位：HU/min热容量和散热率（冷却速率） Heat unit is how much heat an 高压发生器作用发生器提

10、供高压并将其传输到X线管，使得电子从球管灯丝到达阳极The generator produces high voltage and transmits it to the x-ray tube . This high voltage propels the electrons from the x-ray tube filament(灯丝) to the anode 灯丝加热电流Provide the heat current of filament 控制X线曝光时间Time Control 高压发生器作用发生器提供高压并将其传输到X线管，使得电子 过滤器吸收对CT成像没有贡献的软射线。To

11、absorb low-energy x-rays (soft X-Ray) that do not contribute to the acquisition of CT image 降低患者剂量并提高射线质量（射线变硬）By doing this, patient dose is reduced and the beam quality increases (beam “harder”) 使出射射束能量分布定型为均匀一致的硬射束To shape the energy distribution across the radiation beam to produce uniform beam

12、hardening when x-rays pass through the filter and the object 过滤器吸收对CT成像没有贡献的软射线。To absorb 准直器 准直器 准直器Purpose: 目的used for collimating the x-ray beam to a desired width 用于校准X线束到期望宽度Types: 类型the tube collimator (Pre-patient collimator) 球管侧准直器（前准直器）the detector collimator(Post-patient collimator) 探测器侧准直

13、器（后准直器） 准直器Purpose: 目的 准直器X-RAY TUBE1 MM Cu FILTERBEAM LIMITTINGEARSPOST PATIENTCOLLIMATORDETECTORSLICE THICKNESSPLATESBEAM SHAPER(NOT IN TOMO M/EG)单层CT的准直器7 mm5 mm3 mm2 mm10 mm(COLLIMATOR) 准直器X-RAY TUBE1 MM Cu FILTERBE 准直器 准直器 探测器 I. Purpose Gather information by measuring the x-ray transmission th

14、rough the object; 测试穿过物体的X线Electrical signal proportional to x-ray beam intensity 与X线强度成正比的电信号 探测器 I. Purpose Electrical sig 探测器II. CharacteristicEfficiency 效率Stability 稳定性 Detector response 响应 探测器II. Characteristic 探测器1. Efficiency 效率The ability to capture, absorb, and convert x-ray photons to elec

15、trical signal;捕捉、吸收、转换X线光子形成电信号的能力；The total detector efficiency, referred to as the dose efficiency, is the product of the capture efficiency, absorption efficiency, and conversion efficiency; 总探测器效率（剂量效率）指探测效率、吸收效率和转换效率的乘积。 探测器1. Efficiency 效率 探测器2. Stability 稳定性the steadiness of the detector resp

16、onse.探测器响应的稳定性If the system is not stable, frequent calibrations are required to render(补偿) the signals useful; 如果系统不稳定，就需要频繁的校准来补偿信号的作用。 探测器2. Stability 稳定性 探测器3. Response time 响应时间The speed with which the detector can detect an x-ray event and recover to detect another event; 探测器探测一个X线信号到为下一个信号作好准

17、备的时间Afterglow 余辉问题4. Accuracy 准确性Low electronic Noise 低电子噪声Linear 线性Uniformity 探测器均匀一致性Instantaneous stability 瞬时稳定性 探测器3. Response time 响应时间 探测器III. Detector types 探测器类型Solid state detectors 固体探测器NaI 早期固体探测器稀土陶瓷探测器 气体探测器 探测器III. Detector types 探测器类型 闪烁体探测器或固体探测器Scintillation 闪烁体Photon capture 电子俘获L

18、ight 光 Photo-diode 光电二极管Signal 信号 闪烁体探测器或固体探测器Scintillation 闪烁 Pressurised xenon gas 高压氙气Ionization 电离Signal 信号3. Xenon detectors 气体探器X-ray Pressurised xenon gas 高压氙气Io 气体探测器The xenon gas detector consists of pressure chamber separated internally into many compartments; 气体探测器由分散在很多隔间内部的压力电离室组成。电离室的上下夹面由陶瓷拼成；每个电离室两侧用薄钨片构成；电离室内充满氙气； 各个中心收集电极引线连至相应的前置放大器， 气体探测器The xenon gas detector c DAS 数据采集系统DAS Data acquisition systemFunction将输出信号放大、积分后，多路混合成一路用A/D转换器变为数字信号送入计算机处理； DAS 数据采集系统DAS Data acquisiti 组成1. Pre-ampl