1、 一）一）CTCT图像质量的基本概念：图像质量的基本概念： 1.CT1.CT图象的产生：图象的产生： 被扫描人体的某一断层在扫描场中被分割成许多被扫描人体的某一断层在扫描场中被分割成许多小的单元，称之为体素。由这些体素组成一个矩阵（小的单元，称之为体素。由这些体素组成一个矩阵（例如例如 512X512）,称之为扫描矩阵。一幅称之为扫描矩阵。一幅CT图象显示出图象显示出各个体素的衰减系数。此衰减系数由与之成线性关系各个体素的衰减系数。此衰减系数由与之成线性关系的的CT值来表示值来表示(以以HU为单位为单位)。代表体素的衰减系数。代表体素的衰减系数的每个的每个CT值在监视器上被赋于一定的灰度值在监
2、视器上被赋于一定的灰度(亮度亮度)。 图象监视器显示出来的一幅图象实际上就是由不图象监视器显示出来的一幅图象实际上就是由不同灰度同灰度(亮度亮度)的点组成的一个显示矩阵（例如的点组成的一个显示矩阵（例如 512X512或或1024X1024等）。一个个亮点被称之像素。显示矩等）。一个个亮点被称之像素。显示矩阵就是由不同亮度的像素点组成的。像素矩阵的像素阵就是由不同亮度的像素点组成的。像素矩阵的像素与扫描矩阵的体素是一一对应的。与扫描矩阵的体素是一一对应的。 产生一幅图象需要经过许多步骤，并需要一个由产生一幅图象需要经过许多步骤，并需要一个由许多部件组成的完整的扫描系统来完成这些步骤。这许多部件
3、组成的完整的扫描系统来完成这些步骤。这些步骤简要地说就是：些步骤简要地说就是： 1) 扫描获取数据：当扫描系统围绕被扫描的人体进行扫描获取数据：当扫描系统围绕被扫描的人体进行旋转时产生旋转时产生X线束（被准直成扇型束或锥形束），穿线束（被准直成扇型束或锥形束），穿透人体衰减后被探测器接收透人体衰减后被探测器接收(单排或多排单排或多排)，然后经过一，然后经过一定的信息变换被传送到图象处理器。定的信息变换被传送到图象处理器。 2) 数据处理及图象重建：图象处理器得到扫描获得的数据处理及图象重建：图象处理器得到扫描获得的数据后进行必要的处理产生一个数据文件并存入系统数据后进行必要的处理产生一个数据文
4、件并存入系统盘。与此同时送入卷积器进行卷积，其后进行反投影盘。与此同时送入卷积器进行卷积，其后进行反投影（称之为重建），产生了一个图象文件，并将其储存（称之为重建），产生了一个图象文件，并将其储存到图象存储盘与此同时进行实时显示。到图象存储盘与此同时进行实时显示。 3) 图象显示：图象从图像存储器传送到图象显示：图象从图像存储器传送到“图象发生器图象发生器”。每个象素（体素）数据由。每个象素（体素）数据由“图像发生器图像发生器”中的中的“窗电路窗电路”进行变换后被送到图象监视器进行显示或传进行变换后被送到图象监视器进行显示或传送到照相机照相，将图象记录到胶片上送到照相机照相，将图象记录到胶片上
5、 2.CT2.CT图象的质量：图象的质量： CTCT图像必须正确地反映被扫描人体的解剖结构。而图像必须正确地反映被扫描人体的解剖结构。而反映的正确程度即为图像质量。反映的能力即是整个系反映的正确程度即为图像质量。反映的能力即是整个系统对被扫描体的分辨能力。换句话说，凡是被扫描的解统对被扫描体的分辨能力。换句话说，凡是被扫描的解剖结构中有的组织在图像中必须反映出来。相反，凡是剖结构中有的组织在图像中必须反映出来。相反，凡是解剖结构中没有的组织必须不存在於图像之中。但是任解剖结构中没有的组织必须不存在於图像之中。但是任何系统反映被扫描体本来面目的程度是有一定限度的。何系统反映被扫描体本来面目的程度
6、是有一定限度的。这种限度即表明整个系统的分辨能力有一定限度这种限度即表明整个系统的分辨能力有一定限度 。超。超过这个限度的一些细微结构就不能正确地反映出来，这过这个限度的一些细微结构就不能正确地反映出来，这个限度就是分辨率。这种反映能力或说分辨能力加以量个限度就是分辨率。这种反映能力或说分辨能力加以量化，就是图像质量的指标。化，就是图像质量的指标。 归纳起来，图像质量主要有以下几项指标：归纳起来，图像质量主要有以下几项指标： 空间分辨率（高对比度分辨率）；空间分辨率（高对比度分辨率）； （Spatial resolutionSpatial resolution） 密度分辨率（低对比度分辨率）；
7、密度分辨率（低对比度分辨率）； （Contrast resolutionContrast resolution）；）； 伪影伪影(Artifacts)(Artifacts)； 噪音噪音(Noise)(Noise)； 均匀性（均匀性（HomogenityHomogenity）；）； 3.CT3.CT图像图像“质量链质量链”: : CTCT图像产生的过程中，形成了一个图像质量链。链图像产生的过程中，形成了一个图像质量链。链中的每个环节都关系到图像质量。中的每个环节都关系到图像质量。 影响图像质量的因素有很多，既有硬件的也有软影响图像质量的因素有很多，既有硬件的也有软件的，既有主观的也有客观的，既有
8、内部的也有外件的，既有主观的也有客观的，既有内部的也有外部的，既有先天的也有后来的，既有设计制造的也部的，既有先天的也有后来的，既有设计制造的也有安装调试的，既有与操作使用有关的也有与维修有安装调试的，既有与操作使用有关的也有与维修保养有关的等等。本文无法进行全面的论述。这里保养有关的等等。本文无法进行全面的论述。这里仅就几个重要的方面进行一些简要的说明。仅就几个重要的方面进行一些简要的说明。对图像质量产生影响的机器部件：对图像质量产生影响的机器部件： X X线球管（线球管（X-Ray tubeX-Ray tube）；）； 高压发生器（高压发生器（HV GeneratorHV Generato
9、r）；）； 探测器列阵（探测器列阵（Detector ArrayDetector Array）；）； 数据获取系统数据获取系统 (Data Acquisition System)(Data Acquisition System)； 数据处理系统（数据处理系统（Data ProcessingData Processing）；）； 图像重建图像重建- -卷积和反投影；卷积和反投影； （Reconstruction-Convolution & BackprojectionReconstruction-Convolution & Backprojection）；）； 图像显示图像显示监视器和窗电路；监
10、视器和窗电路； （Image Display-monitor & window curcuitImage Display-monitor & window curcuit） 安装与调试对图像质量的影响：安装与调试对图像质量的影响： X-tube的精确定位；的精确定位； X-tube的的KV、mA、曝光脉冲的宽度等的精度；、曝光脉冲的宽度等的精度； 准直器的精度；准直器的精度； 旋转速度的精度及稳定性；旋转速度的精度及稳定性； 探测器的精确定位；探测器的精确定位； 检查床运动的精度；检查床运动的精度； 扫描架倾斜角度的精度；扫描架倾斜角度的精度； 各部分低压电源的精度及稳定性；各部分低压电源的精
11、度及稳定性； 扫描参数及模式对图像质产生影响：扫描参数及模式对图像质产生影响： 球管高压球管高压(KV)； 剂量剂量(mAS)； 矩阵尺寸；矩阵尺寸； 断层厚度；断层厚度； 卷积函数；卷积函数； 投影数；投影数； 特殊重建算法；特殊重建算法； 扫描时间；扫描时间； 扫描野尺寸；扫描野尺寸； 放大倍数；放大倍数；环境条件的影响：环境条件的影响： 电网电压的精度及稳定性；电网电压的精度及稳定性； 电网内阻及地线；电网内阻及地线； 室内温度及湿度：室内温度及湿度：操作使用与维护保养对图像质量产生影响操作使用与维护保养对图像质量产生影响： 机器的定期维护与保养；机器的定期维护与保养； 图像质量的定期检
12、测与校正；图像质量的定期检测与校正； 胶片与药液的稳定来源；胶片与药液的稳定来源； 洗片机的定期清洗与保养；洗片机的定期清洗与保养； 药液的温度和显影时间；药液的温度和显影时间； 药液的老化与更换；药液的老化与更换； 相机的定期检测与调试（亮度、对比度与密度）；相机的定期检测与调试（亮度、对比度与密度）； 4.CT4.CT值的定义：值的定义： 被显示的被显示的CT图象中的每一个象素都对应一个亮图象中的每一个象素都对应一个亮度值，每一个亮度值又对应一个度值，每一个亮度值又对应一个CT值。而值。而CT值对应值对应的是人体的线性衰减系数。很显然，人体组织的线性的是人体的线性衰减系数。很显然，人体组织
13、的线性衰减系数不同也即是它的密度不同，则它们在监视器衰减系数不同也即是它的密度不同，则它们在监视器上表现出来的亮度不同。上表现出来的亮度不同。CT值是一个相对衰减系数，值是一个相对衰减系数，它是相对于水的衰减系数。它是相对于水的衰减系数。 即：即： CT组织组织=(组织组织-水水)水水 1000 HU 很明显，由这个定义可推出很明显，由这个定义可推出 CT水水=0。 5.5.物体对比度与图象对比度：物体对比度与图象对比度： 所谓对比度是指不同的组织的所谓对比度是指不同的组织的CTCT值差别。值差别。 即：即： 对比度对比度= =CT=|CTl-CT2|=|1-2|/ CT=|CTl-CT2|=
14、|1-2|/ 水水 1000 HU1000 HU。 物体对比度（物体对比度（CTCT）：）： 它描述的是实际物体中的它描述的是实际物体中的CTCT值差。它与物体尺寸和使用值差。它与物体尺寸和使用的算法及窗设定无关。的算法及窗设定无关。 对比度差对比度差100HU100HU被描述为高对比度。被描述为高对比度。 对比度差对比度差10HU 10HU 被描述为低对比度。被描述为低对比度。 图像对比度（图像对比度（H）：）： 它是从被扫描的物体的它是从被扫描的物体的CT图像中测量得到的图像中测量得到的CT值差。值差。 当物体的尺寸足够大时，图象对比度与物体对比度是当物体的尺寸足够大时，图象对比度与物体对
15、比度是相同的。相同的。 物体尺寸变小，被扫描后的图象对比度也变小。在这物体尺寸变小，被扫描后的图象对比度也变小。在这种情况下，重建算法将会发生影响。种情况下，重建算法将会发生影响。 定义： K=图象对比度物体对比度图象对比度物体对比度 称之为相对对比度，也称对比度比值。称之为相对对比度，也称对比度比值。 K与物体尺寸和重建算法有关：与物体尺寸和重建算法有关： l l 对于大尺寸物体图像对比度和物体对比度值相等对于大尺寸物体图像对比度和物体对比度值相等 （K=1）；）； l l 对于小尺寸物体图像对比度变小对于小尺寸物体图像对比度变小(K1)； l l 图像对比度在采用平滑算法情况下将会下降；图
16、像对比度在采用平滑算法情况下将会下降； l l 图像对比度在采用边缘增强算法情况下会有所提高图像对比度在采用边缘增强算法情况下会有所提高 （K1） 和物体尺寸及重建算法一样，窗设定也影响图像显示和物体尺寸及重建算法一样，窗设定也影响图像显示的对比度。的对比度。 然而，窗设定对于测量的然而，窗设定对于测量的CT值值HU没有影响。没有影响。 二）扫描参数对二）扫描参数对CTCT图像质量的影响：图像质量的影响： 1.1.噪音和它的产生及影响：噪音和它的产生及影响： 轴向（断层）图像的轴向（断层）图像的CT值呈现一定的涨落。即值呈现一定的涨落。即是说是说CT值仅仅是一个平均值，它可能有上下的偏差，值仅
17、仅是一个平均值，它可能有上下的偏差，此偏差即为噪音。噪音会使图像质量下降。如能使此偏差即为噪音。噪音会使图像质量下降。如能使这些涨落变得更小，则图像将会有更低的噪音水平。这些涨落变得更小，则图像将会有更低的噪音水平。 噪音是由辐射强度来决定的。也即是由达到探噪音是由辐射强度来决定的。也即是由达到探测器的测器的X-Ray量子数来决定的。强度越大，噪音越量子数来决定的。强度越大，噪音越低。低。 A)A)剂量剂量(Dose)(Dose)与与 mASmAS值：值： Dose和和mAS可以表征辐射强度及量子数。可以表征辐射强度及量子数。Dose可可以理解为传送到该解剖结构的平均辐射能量。以理解为传送到该
18、解剖结构的平均辐射能量。Dose的的单位是单位是Gray(Gy或或mGy)。Dose与管电流与扫描时间的与管电流与扫描时间的乘积相关，故剂量也用乘积相关，故剂量也用mAS表示。增加表示。增加mAS值引起辐值引起辐射剂量成比例的增加。由于量子数（射剂量成比例的增加。由于量子数（N）与剂量）与剂量(Dose)直接相关，因而直接相关，因而Dose增加则噪音降低。如用标准偏差增加则噪音降低。如用标准偏差表示噪音，表示噪音， 则则 B)B)影响噪音的因素：影响噪音的因素： a)a)管电流：管电流： 管电流与扫描时间的乘积直接关系到量子数，并因管电流与扫描时间的乘积直接关系到量子数，并因此而关系到病人接受
19、到的剂量和象素噪音。对于软组此而关系到病人接受到的剂量和象素噪音。对于软组织，要求具有小的吸收差别的解剖结构能被很好地区织，要求具有小的吸收差别的解剖结构能被很好地区分（例如：在肝区中的软组织肿瘤）。这就意味着，分（例如：在肝区中的软组织肿瘤）。这就意味着，噪音必须保持在最低水平，否则细微的密度差别会被噪音必须保持在最低水平，否则细微的密度差别会被掩盖掉。换句话说，在较低的噪音水平（在较大的剂掩盖掉。换句话说，在较低的噪音水平（在较大的剂量）条件下，具有细微的密度差别的结构，更容易被量）条件下，具有细微的密度差别的结构，更容易被识别。识别。 对于软组织周围有高的对于软组织周围有高的CTCT值差
20、别的解剖物体，有值差别的解剖物体，有更高的图像对比度。在这种情况下，既使较大的噪音更高的图像对比度。在这种情况下，既使较大的噪音也不能将其掩盖掉。对于肺部和内耳的扫描而言，由也不能将其掩盖掉。对于肺部和内耳的扫描而言，由于软组织与周围的结构之间有较大于软组织与周围的结构之间有较大CTCT值差别，因而能值差别，因而能对最细微的零件有足够的显示。但同时却又可以采用对最细微的零件有足够的显示。但同时却又可以采用低的低的mASmAS值。值。 b)b)管电压：管电压： 球管产生的量子数非常强烈的依赖加在球管的电球管产生的量子数非常强烈的依赖加在球管的电压。我们假定在压。我们假定在137KV条件下，穿透条
21、件下，穿透20cm水模的相对水模的相对量子数为量子数为100%，那么在不同的管电压情况下，相对量，那么在不同的管电压情况下，相对量子数会随着管电压的降低而降低。见下表：子数会随着管电压的降低而降低。见下表： H.V.（KV） 相对量子数（相对量子数（%） 137 100 120 40 80 20 还有的资料提供了下组数据： H.V.（KV） 相对量子数（相对量子数（%） 140 100 120 58 80 12 即当穿透20CM水模的时候 随着电压的增高，噪音会减小。因此，更高的随着电压的增高，噪音会减小。因此，更高的KV扫描条件，通常会使低对比度分辨率提高。更高扫描条件，通常会使低对比度分辨
22、率提高。更高的电压适用于对的电压适用于对X-Ray有更强的吸收衰减的情况下，有更强的吸收衰减的情况下，例如：扫描肩或盆腔。例如：扫描肩或盆腔。 80KV的扫描电压只能提供大约的扫描电压只能提供大约20%的量子。的量子。因此，这种条件仅仅是低剂量技术的特殊应用（例因此，这种条件仅仅是低剂量技术的特殊应用（例如：如：XENON CT或儿科扫描）。或儿科扫描）。 c)c)病人厚度：病人厚度： 影响象素噪音的最重要的因素是穿透病人的辐射影响象素噪音的最重要的因素是穿透病人的辐射衰减。例如在盆腔区，射线束以大约衰减。例如在盆腔区，射线束以大约300的系数衰减。的系数衰减。即是说从球管发射出来的即是说从球
23、管发射出来的X线辐射，仅仅线辐射，仅仅0.3%到达探到达探测器。在穿透水时（它近似于人的软组织），测器。在穿透水时（它近似于人的软组织），X线辐线辐射每经过射每经过3.6cm大约被衰减大约被衰减50%。这就是说，从一个瘦。这就是说，从一个瘦长病人到一个肥胖的病人，由于病人厚度的增加，达长病人到一个肥胖的病人，由于病人厚度的增加，达到探测器的到探测器的X线辐射总量按每增加线辐射总量按每增加4cm病人厚度减少病人厚度减少50%的规律降低的规律降低。 在肩和盆腔的检查中，粗大的骨结构对在肩和盆腔的检查中，粗大的骨结构对X线辐射线辐射的衰减则更为强烈。因此，对更肥胖的病人的检查，的衰减则更为强烈。因此
24、，对更肥胖的病人的检查，在最高可能的在最高可能的KV值、最大可能的断层厚度（即诊断过值、最大可能的断层厚度（即诊断过程允许使用的断层厚度）情况下，采用高程允许使用的断层厚度）情况下，采用高mAS值是必值是必要的，以获得最佳的图像质量。要的，以获得最佳的图像质量。 KV值、病人尺寸、层面厚度、值、病人尺寸、层面厚度、mAS以及算法都以及算法都影响到象素噪音。然而，断层厚度和算法也会影响图影响到象素噪音。然而，断层厚度和算法也会影响图像的空间分辨率。像的空间分辨率。 在选择一个适合于检查过程的断层厚度时，应在选择一个适合于检查过程的断层厚度时，应当考虑图像分辨率和噪音二方面，因为它们相互之当考虑图
25、像分辨率和噪音二方面，因为它们相互之间是有影响的。若把间是有影响的。若把10mm层厚下获得的相对量子数层厚下获得的相对量子数作数作数100，则随着层厚的减小相对量子数会有所下降。，则随着层厚的减小相对量子数会有所下降。 见下表：见下表： 层厚层厚 (mm) 相对量子数相对量子数( % % ) 相对噪音水平相对噪音水平 10 100 1.0 5 50 1.4 3 30 1.8 2 20 2.2 1 10 3.2 从上表中的数据可以看出：如断层厚度减小从上表中的数据可以看出：如断层厚度减小50% %，则相对量子数也将减少则相对量子数也将减少50% %，而相对噪音将会增加，而相对噪音将会增加1.4倍
26、。倍。 扫描层厚选择的原则：扫描层厚选择的原则： 厚层：要求低的噪音并允许有低的空间分辨率；厚层：要求低的噪音并允许有低的空间分辨率； 薄层：要求高的空间分辨率但允许有较大的噪音；薄层：要求高的空间分辨率但允许有较大的噪音； 高对比度条件下的扫描：高对比度条件下的扫描： 对于任何已经给定的对于任何已经给定的CT系统来说，最佳空间分辨系统来说，最佳空间分辨率，只能是在高对比度条件下得到。高对比度（也就率，只能是在高对比度条件下得到。高对比度（也就是在感兴趣的解剖结构中有大的是在感兴趣的解剖结构中有大的CT值差别）出现在骨值差别）出现在骨结构（骨结构（骨软组织交叉）或肺结构中（空气软组织交叉）或肺
27、结构中（空气软组织软组织交叉）。若要求高对比度条件下，扫描的层面有较好交叉）。若要求高对比度条件下，扫描的层面有较好的体分辨率，即是沿病人长轴方向（的体分辨率，即是沿病人长轴方向（Z Z轴轴) )的邻近的细的邻近的细微的骨结构有更高的分辨能力（例如椎盘和内耳），微的骨结构有更高的分辨能力（例如椎盘和内耳），采用采用1mm的层厚，比采用的层厚，比采用5mm的层厚会好得多。或说的层厚会好得多。或说采用采用1mm1mm的层厚，它的空间分辨率会高得多。的层厚，它的空间分辨率会高得多。 d)d)算法：算法： 每种机型都会具有适合每个解剖部位的特殊模式每种机型都会具有适合每个解剖部位的特殊模式的多种算法。
28、这些算法用于在图像重建过程中对投影的多种算法。这些算法用于在图像重建过程中对投影数据进行修正。这些修正将影响图像分辨率及噪音，数据进行修正。这些修正将影响图像分辨率及噪音，而且这些影响是互相制约的。一个边缘增强算法（高而且这些影响是互相制约的。一个边缘增强算法（高分辨或超高分辨）得到高的空间分辨率，但也使噪音分辨或超高分辨）得到高的空间分辨率，但也使噪音水平升高。一个平滑算法（适应软组织）产生一个低水平升高。一个平滑算法（适应软组织）产生一个低噪音水平的图像，但也使空间分辨率降低。噪音水平的图像，但也使空间分辨率降低。 可用算法参照表如下：可用算法参照表如下： 超高分辨算法超高分辨算法 有最高
29、的空间分辨率有最高的空间分辨率 高分辨算法高分辨算法 有高的空间分辨率有高的空间分辨率 标准算法标准算法 空间分辨率与噪音之间取平衡空间分辨率与噪音之间取平衡 软组织算法软组织算法 有高的软组织识别能力有高的软组织识别能力 （密度分辨率高（密度分辨率高) 软零件算法软零件算法 有均匀的图像外貌有均匀的图像外貌 这些算法适应不同的扫描需要。算法的指定是和解这些算法适应不同的扫描需要。算法的指定是和解剖范围有关的。不同的解剖结构采用不同的算法。剖范围有关的。不同的解剖结构采用不同的算法。 具有高对比度（骨结构，肺）的物体的显示，通常是为具有高对比度（骨结构，肺）的物体的显示，通常是为了满足可以观察
30、到很细微零件的要求。为了使这些零件了满足可以观察到很细微零件的要求。为了使这些零件与四周围结构有清楚的分界，最好使用边界增强算法来与四周围结构有清楚的分界，最好使用边界增强算法来完成（高或超高）。因为这种算法强调了物体边界，因完成（高或超高）。因为这种算法强调了物体边界，因此使最小的结构也能清楚地区分。此使最小的结构也能清楚地区分。 高对比度条件下零件的分辨能力不会因噪音的增大高对比度条件下零件的分辨能力不会因噪音的增大而受到损害。而受到损害。 软组织算法软组织算法： 对于软组织，能较好地区分与周围具有很小密度差对于软组织，能较好地区分与周围具有很小密度差组织的（低对比度）结构是最为重要的。这
31、需要有低组织的（低对比度）结构是最为重要的。这需要有低的噪音水平，通常采用平滑算法来解决。具有平滑特的噪音水平，通常采用平滑算法来解决。具有平滑特性的算法性的算法 (“SOFT”、”SOFTDETAIL”) 降低了细微颗降低了细微颗粒的噪音成分和总的噪音水平。虽然这限制了零件的粒的噪音成分和总的噪音水平。虽然这限制了零件的尖锐度，但它改善了微弱对比度物体的分辨能力。而尖锐度，但它改善了微弱对比度物体的分辨能力。而且，这种算法也由于束硬化效应被消除而消除了可能且，这种算法也由于束硬化效应被消除而消除了可能会出现的图像伪影。例如：在颅脑中骨会出现的图像伪影。例如：在颅脑中骨软组织边缘软组织边缘的图
32、像伪影。的图像伪影。 在一项检查既需要有高的空间分辨率（高对比度在一项检查既需要有高的空间分辨率（高对比度分辨率）也需要有好的密度分辨率（低对比度分辨率）分辨率）也需要有好的密度分辨率（低对比度分辨率）的情况下，可以利用每个的情况下，可以利用每个“RAW DATA”文件，采用文件，采用不同的算法来进行计算（重建）。但是在开始检查之不同的算法来进行计算（重建）。但是在开始检查之前必须考虑选择适当的前必须考虑选择适当的mAS值和断层厚度。值和断层厚度。 2.2.扫描时间对图像质量的影响：扫描时间对图像质量的影响： A)A)运动伪影：运动伪影： 扫描期间主要由病人运动，如呼吸、吞咽、心跳扫描期间主要
33、由病人运动，如呼吸、吞咽、心跳和蠕动等引起的伪影。这些运动产生在扫描过程中涉和蠕动等引起的伪影。这些运动产生在扫描过程中涉及解剖结构的位置进入不同投影的拖影信息的影响。及解剖结构的位置进入不同投影的拖影信息的影响。这些错误信息引起重建图像时产生条状伪影。如果扫这些错误信息引起重建图像时产生条状伪影。如果扫描速度快，扫描时间短，这些伪影就会不那么明显有描速度快，扫描时间短，这些伪影就会不那么明显有时甚至不出现。时甚至不出现。 B)B)扫描时间和扫描时间和 mASmAS： 很显然，在采用最短的扫描时间以减少运动伪影很显然，在采用最短的扫描时间以减少运动伪影情况下，还应当考虑能提供足够的剂量。对于需
34、要相情况下，还应当考虑能提供足够的剂量。对于需要相对高的对高的mAS的检查，可以采用称之为的检查，可以采用称之为MULTSCAN的的扫描模式。扫描模式。 1) 1)MULTISCANMULTISCAN： 在这种模式下，扫描时间更长，多重扫描提供高在这种模式下，扫描时间更长，多重扫描提供高吸收解剖区所需要增加的剂量。但同时减小由于运动吸收解剖区所需要增加的剂量。但同时减小由于运动伪影而导致图像质量变差的危险。伪影而导致图像质量变差的危险。 2)2)SPIRAL CTSPIRAL CT： 这种模式提供一个新的扫描技术，即在恒定的床这种模式提供一个新的扫描技术，即在恒定的床运动条件下扫描架连续的旋转
35、，因而可连续的测量并运动条件下扫描架连续的旋转，因而可连续的测量并获取数据。获取数据。SPIRAL CT用于快速的大范围的被扫描体用于快速的大范围的被扫描体积的连续数据获取，并且能自由的选择和重建重叠的积的连续数据获取，并且能自由的选择和重建重叠的CT层面。它能在一次单个呼吸情况下，完成整个器官层面。它能在一次单个呼吸情况下，完成整个器官的扫描。的扫描。 3.3.图像显示与纪录的影响：图像显示与纪录的影响： CT值被变换为监视器或胶片上的不同的灰阶，值被变换为监视器或胶片上的不同的灰阶，低低CT值显示为亮度较低，高值显示为亮度较低，高CT值显示为亮度较高。值显示为亮度较高。人体人体CT值在值在
36、-1K+3K之间，即总的之间，即总的4K值范围内。值范围内。人眼的分辨能力远远低于这个范围。因此只能在指人眼的分辨能力远远低于这个范围。因此只能在指定的窗宽窗位内一部分一部分地进行显示。定的窗宽窗位内一部分一部分地进行显示。 A)A)窗宽：窗宽： 在在4K灰阶范围内，指定一个可选的范围（即窗灰阶范围内，指定一个可选的范围（即窗宽）。在此范围内灰阶变化（由宽）。在此范围内灰阶变化（由CT值的改变而变换成值的改变而变换成像素亮暗的不同），此范围以上呈现为白色，此范围像素亮暗的不同），此范围以上呈现为白色，此范围以下呈现黑色。较大的窗宽适合于高对比度的显示以下呈现黑色。较大的窗宽适合于高对比度的显示
37、（如骨、肺），较小的窗宽更适合于清楚地显示软组（如骨、肺），较小的窗宽更适合于清楚地显示软组织中的很细微的密度差别。例如颅脑、腹部的显示。织中的很细微的密度差别。例如颅脑、腹部的显示。 B)B)窗位：窗位： 窗位是根据需要显示的解剖结构来指定的。也窗位是根据需要显示的解剖结构来指定的。也即是说它决定什么即是说它决定什么CT值的解剖结构将被显示。窗位值的解剖结构将被显示。窗位可以从可以从-1K+3K改变。经验指出，最好的窗位是改变。经验指出，最好的窗位是处于被检查器官的平均处于被检查器官的平均CT值。值。 C)C)放大倍数：放大倍数： 一般扫描野为一般扫描野为50cm的机型在的机型在Zoom为为
38、1的情况下，的情况下，可以将可以将50cm扫描野中的人体进行扫描并重建出断层图扫描野中的人体进行扫描并重建出断层图像。但从存储的数据套中，也可直接重建图像。在此像。但从存储的数据套中，也可直接重建图像。在此情况下，我们可以改变情况下，我们可以改变Zoom，并选择适当的算法以增，并选择适当的算法以增强零件的锐度。较大的放大系数，则由象素代表的物强零件的锐度。较大的放大系数，则由象素代表的物体点更小。较小的解剖结构，被显示超过几个象素点，体点更小。较小的解剖结构，被显示超过几个象素点，经过原始数据放大，特别是对比度差大的那些点，可经过原始数据放大，特别是对比度差大的那些点，可改善图像的分辨率。对于
39、大多数解剖结构，存在一个改善图像的分辨率。对于大多数解剖结构，存在一个适合的图像区或放大系数以得到所需要的物体分界和适合的图像区或放大系数以得到所需要的物体分界和图像分辨率。图像分辨率。 Z00M factor 显示图像段显示图像段 cm象素尺寸象素尺寸 512 /1024 mm1.0 501.00 / 0.501.5 330.66 / 0.333.0 170.34 / 0.174.5 110.22 / 0.11 7.0 7 0.14 / 0.07 10 50.10 / 0.05例如，为了得到例如，为了得到0.35mm的最大的分辨率，像素尺寸不能的最大的分辨率，像素尺寸不能比比 0.17mm
40、更大，故放大系数至少是更大，故放大系数至少是3.0才行。才行。 D)D)胶片记录的影响：胶片记录的影响： 胶片记录图像是图像质量链中的最后的环节。记录胶片记录图像是图像质量链中的最后的环节。记录在胶片上的图像和监视器上的图像必须保持非常好的在胶片上的图像和监视器上的图像必须保持非常好的一致。这就要求在图像评估过程中监视器和相机都要一致。这就要求在图像评估过程中监视器和相机都要稳定，并且必须保证胶片显影条件的一致。稳定，并且必须保证胶片显影条件的一致。 监视器图像：监视器图像： 监视器屏幕的发光特性与胶片的黑度特性有稍微监视器屏幕的发光特性与胶片的黑度特性有稍微不同的特性（曲线）。为了补偿图像上
41、出现的这种差不同的特性（曲线）。为了补偿图像上出现的这种差异，一个叫做异，一个叫做“Look up table”用在记录图像的相机中。用在记录图像的相机中。它提供监视器图像和照相机图像间所要求的一致性。它提供监视器图像和照相机图像间所要求的一致性。借助于借助于6个数字测试图像和相应的参考胶片图像，可以个数字测试图像和相应的参考胶片图像，可以在室内光线条件下使监视器达到最优化的亮度和对比在室内光线条件下使监视器达到最优化的亮度和对比度水平。度水平。胶片图像：胶片图像： 随着技术的发展，随着技术的发展，Video Camera已不能完全反映已不能完全反映CT系统所获得的图像的分辨率。现在的系统所获
42、得的图像的分辨率。现在的CT扫描装置多采用扫描装置多采用激光照相机（数字式的）。这就保证所有零件的图像都激光照相机（数字式的）。这就保证所有零件的图像都能排除干扰而获得最佳的记录。为了保证每次都能达到能排除干扰而获得最佳的记录。为了保证每次都能达到最佳曝光，必须调整二个重要参数：最佳曝光，必须调整二个重要参数： a）胶片的黑度和亮度；）胶片的黑度和亮度； b) 对比度水平；对比度水平； 胶片的黑度，根据胶片型号不同应当处于胶片的黑度，根据胶片型号不同应当处于2.53.0光光学密度间，用检查对比度水平的测试图像来进行测试：学密度间，用检查对比度水平的测试图像来进行测试： a）必须能区分）必须能区
43、分16个灰度等级（测试图像个灰度等级（测试图像1） b) 必须能区分必须能区分11个灰度等级（测试图像个灰度等级（测试图像3） 误差源： ）胶片处理药液的老化；）胶片处理药液的老化； ）胶片处理时间的变化；）胶片处理时间的变化； ）显影药品型号的改变；）显影药品型号的改变； ) 显影定影槽温度变化；显影定影槽温度变化； ) 图像监视器亮度图像监视器亮度/对比度不正确的设定；对比度不正确的设定； ) 相机安装的相机安装的LUT不正确；不正确； ) 曝光起伏涨落；曝光起伏涨落；三）球管及探测器对图像质量的影响：三）球管及探测器对图像质量的影响： 1.1.空间分辨率：空间分辨率： 空间频率和 MTF
44、： 空间分辨率又叫高对比度分辨率。可以通过测量空间分辨率又叫高对比度分辨率。可以通过测量有统一的巴密度有统一的巴密度 及各巴之间之距离及各巴之间之距离 为为d 的巴测试模型的巴测试模型而得到。空间频率而得到。空间频率是以每是以每cmcm线对数为单位给定的。线对数为单位给定的。即即 =1/2d (LP/cm)=1/2d (LP/cm)测量具有小的巴宽度的巴测试测量具有小的巴宽度的巴测试模型的传递的图像（巴间隔也随之减小），产生一个模型的传递的图像（巴间隔也随之减小），产生一个图像对比度值，它随着空间频率的增加而下降。画对图像对比度值，它随着空间频率的增加而下降。画对比度比值比度比值K K图作为空
45、间频率的函数，则给出的曲线即为图作为空间频率的函数，则给出的曲线即为调制传递函数。调制传递函数。 MTFMTF描述在高对比度下描述在高对比度下CTCT系统的分辨率性能。它系统的分辨率性能。它是扫描装置几何学（焦点尺寸，探测器元件孔径和距是扫描装置几何学（焦点尺寸，探测器元件孔径和距离之比）的函数，也依赖重建算法，但与剂量无关。离之比）的函数，也依赖重建算法，但与剂量无关。对比度比值对比度比值K K下降到它的最大值的下降到它的最大值的2%2%，此时人的眼睛恰，此时人的眼睛恰恰还能看得见的空间频率，被描述为极限分辨率，用恰还能看得见的空间频率，被描述为极限分辨率，用来表示。来表示。 理论上的分辨率
46、极限值也即理论上的分辨率极限值也即0%0%值被称为截值被称为截止频率止频率。 定义：定义：空间分辨率是一个空间分辨率是一个CT扫描系统分辨具有高对比度的结扫描系统分辨具有高对比度的结构的能力。即在构的能力。即在CT图象中能被分辨的二个小物体之间图象中能被分辨的二个小物体之间的最小间隔，如（图一）所示。的最小间隔，如（图一）所示。 空间分辨率应包括二部分：空间分辨率应包括二部分： 1) 断层平面内的空间分辨率；断层平面内的空间分辨率； 2) 垂直断层平面垂直断层平面(Z轴轴)的空间分辨率；的空间分辨率； 在定义空间分辨率时，是假定被分辨的物体与周在定义空间分辨率时，是假定被分辨的物体与周围的物质
47、之间有较高的围的物质之间有较高的CT值差的，也即有较高的对比值差的，也即有较高的对比度。通常大于度。通常大于100HU的的CT值差可作为高对比度来考值差可作为高对比度来考虑。在特殊设计的棒条模型或孔模型中，物体的尺寸虑。在特殊设计的棒条模型或孔模型中，物体的尺寸如（图二）所示如（图二）所示 定义：定义：具有具有2d间隔的物体的空间频率为：间隔的物体的空间频率为： fo=12d， 以以LPcm(线对厘米线对厘米)来表示。来表示。 2d代表物体之波长，物体之对比度可用频率为代表物体之波长，物体之对比度可用频率为f f0=12d的正弦波来表示。如（图三）所示，纵坐标的正弦波来表示。如（图三）所示，纵
48、坐标为物体对比度，横坐标为空间频率。为物体对比度，横坐标为空间频率。 当物体间隔改变时，即空间频率发生变化，但物当物体间隔改变时，即空间频率发生变化，但物体对比度不变，故正弦波之幅度不变。但随着物体空体对比度不变，故正弦波之幅度不变。但随着物体空间频率之改变图象对比度会发生变化。当空间频率大间频率之改变图象对比度会发生变化。当空间频率大到一定程度时，图象对比度趋向于到一定程度时，图象对比度趋向于0。 如（图四）所如（图四）所示。示。 使用这样的模型进行扫描时，可得到不同的图象对比使用这样的模型进行扫描时，可得到不同的图象对比 度，进而获得不同的物体尺寸的相对对比度度，进而获得不同的物体尺寸的相
49、对对比度K。 定义：定义：K=图象对比度物体对比度图象对比度物体对比度=MTF 称之为调制传递函数。称之为调制传递函数。 当空间频率增大时，相对对比度变小。频率增高到某当空间频率增大时，相对对比度变小。频率增高到某一数值后，相对对比度趋向于一数值后，相对对比度趋向于0，物体不能被分辨，称，物体不能被分辨，称之为截止频率，如（图五）所示。之为截止频率，如（图五）所示。 断层平面内空间分辨率的测定方法：断层平面内空间分辨率的测定方法： 1) 模型测定法：用带有不同尺寸的棒条模型或孔模型模型测定法：用带有不同尺寸的棒条模型或孔模型 直接进行扫描，空间分辨率由最小可清晰分辨的棒直接进行扫描，空间分辨率
50、由最小可清晰分辨的棒 （ 或孔或孔)的尺寸决定。的尺寸决定。 2) 通过计算通过计算MTF来测定：扫描具有细金属丝的特殊模来测定：扫描具有细金属丝的特殊模 型，通过计算得到型，通过计算得到MTF曲线，其截止频率代表了系曲线，其截止频率代表了系 统的空间分辨率。统的空间分辨率。 垂直断层平面的空间分辨率由断层厚度决定。垂直断层平面的空间分辨率由断层厚度决定。 定义：定义： 断层厚度断层厚度=FWHM(即灵敏度剖面最大值之半的宽度即灵敏度剖面最大值之半的宽度)。 如（图六）所示：如（图六）所示： 影响空间分辨率的因素主要有：影响空间分辨率的因素主要有： 1)1)机械参数：机械参数： A) A) 探
