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1、第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 1 1917年 奥地利数学家Radon 1972年 英国 第一台X-CT机 理论证明 X射线可重建二维断层 或三维图像 检查脑组织 1979年 英国 豪斯费尔德 美国 阿伦 马克 生理学或医学诺贝尔奖 第三章 X射线计算机断层成像(X- CT) 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 2 1979生理学或医学诺贝尔奖 第三章 X射线计算机断层成像(X-CT) 英国 豪斯费尔德美国 阿伦 马克 MR和ECT等各种C
2、T成像与X-CT 图像重建类似 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 3 第一节 X-CT的基础知识 第二节 传统X-CT的扫描方式 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第五节 螺旋CT 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像(X-CT) 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 4 第一节 X-CT
3、的基础知识 一、断层与解剖断面 二、体素(voxel)与像素(pixel) 三、扫描(scanning)与投影(projection, P ) 四、CT图像重建的数理基础 五、CT值与灰度显示 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 5 普通X射线摄影X-CT断层图像示意图 X射线 断面 重叠像 非重叠像 X射线底片 检测器 X射线管 第一节 X-CT的基础知识 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-
4、CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 6 第一节 X-CT的基础知识 X-CT断层图像 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 腿骨多层X-CT断层图像 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 7 X-CT原理 X-CT本质 X-CT指导思想 扫描投影测衰减系数 值二维分布矩阵灰度分布 值成像 恰当理论、方法、技术确定值分布 第一节 X-CT的基础知识 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X
5、-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 8 一、断层与解剖断面 1.断层(体层) 2.解剖断面 X-CT图像是断层形态结构的平均 图像薄层 人体剖面 此平均代表解剖断面形态结构 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 9 二、体素(voxel)与像素(pixel) 脑断层体素 体素 长或宽 12mm高 315mm 断层内小体积元 空间位置编码 1.体素 体素体素阵列 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-
6、CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 10 2.像素 图像基本单元 像素与体素一一对应图 空间位置编码像素 像素矩阵 二、体素(voxel)与像素(pixel) 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 11 三、扫描(scanning)与投影(projection, P ) 1.扫描与投影 2.CT扫描用X射线束 X射线束不同方式、不同方向、一定顺
7、序投照 断层,并用高灵敏度检测器接收透射X线束强度 透射X线束的强度I 值称投影值 投影(projection, P ) 投影值的分布称投影函数 扫描(scanning) 一定能宽的连续X射线 平移扫描旋转扫描平移-旋转扫描 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 12 获取窄束X射线的装置或准直器的示意图 3.窄束X射线的获取 散射 光子 散射 光子 源 y 铅准直器铅准直器 准直器 检测器 x 受检体 三、扫描(scanning)与投影(projec
8、tion, P ) 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 13 由投影值求解衰减系数分布 单能窄束X射线透射各向同性均匀连续介质衰减函数 CT 即求 值二维分布矩阵 CT图像重建原理: X射线衰减规律 四、CT图像重建的数理基础 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 14 213n X射线束通过非均匀介质 I0
9、I I1I2I3In 四、CT图像重建的数理基础 P称投影 值非连续变化 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 15 (l) 四、CT图像重建的数理基础 X射线束通过非均匀介质 P称投影或投影函数 值连续变化 求联立方程得出所有体素的衰减系数i值的二维分布矩阵 重建图像 对受检体扫描投影值 i为未知数的线性方程 p 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制
10、 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 16 值计算法-解方程 A: x1+x2= 2 B: x3+x4= 4 C: x1+x3 = 1 D: x2+x4= 5 E: x2+x3=3 F: x1+x4=3 A+ B = C+D x1=0 x2=2 x3=1 x4=3 A= 2 B= 4 C= 1 D= 5 F=3 E=3 x3 x2x1 x4 A B CD F E 1 20 3 反投影 解方程 x3 x2x1 x4 四、CT图像重建的数理基础 反投影法(back projection)(总和法，目前常用的唯一方法） 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础
11、知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 17 22体素矩阵的反投影法图像重建 22体素矩阵重建 0 4 6 4 6 45 1 2 3 4 0 90 求和 化简 所有体素 参数总和 减基数10 1 5 5 4 45 3 3 7 7 90 5 2 3 5 135 13 16 19 22 3 6 9 12 1 2 3 4 135 135 四、CT图像重建的数理基础 反投影法(back projection) 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图
12、像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 18 四、CT图像重建的数理基础 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 反投影法优缺点 反投影法(back projection) 重建速度快 边缘失锐 优点: 缺点: 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 19 边缘失锐的抑制 反投影法(back projection) 滤波反投影法 四、CT图像重建的数理基础 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-C
13、T图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 20 五、CT值与灰度显示 1. CT值 表示像素对应的体素对X射线平均衰减量大小(单位HU亨 ) CTAir= -1000 (HU) CTWater = 0 (HU) k 分度因子 k=1000 2. 灰度显示 二维分布： 值 CT值 灰度 CT影像 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 水的衰减系数 人体在-1000HU1000HU之间 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 21 一、单束平移-旋转（T/R）方式 二、窄扇形束
14、扫描平移-旋转（T/R）方式 三、旋转-旋转（R/R）方式 四、静止-旋转扫描（S/R）方式 五、传统CT扫描的技术缺憾 六、电子束扫描方式 第二节 传统X-CT的扫描方式 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 22 第二节 传统X-CT的扫描方式 准直器 检测器 X射线管 扫描床 扫描架 高压发生器 数据采集器 数据 受检体 扫描装置示意图 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第
15、四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 23 一、单束平移-旋转（T/R）方式 一个X射线管 一个检测器 先直线平移 后旋转角度 射线利用率 扫描速度慢 第一代CT扫描 1.组成 2.特点 3.缺点 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 24 二、窄扇形束扫描平移-旋转（T/R）方式 第二代CT扫描 一个X射线管 630个检测器 窄扇形线束 同时采样平移-旋转 运动伪影 1.组成 2.特点 3.缺点 第五节 螺旋 CT
16、第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 25 三、旋转-旋转（R/R）方式 第三代CT扫描 一个X射线管 检测器阵列 宽扇形线束 同步旋转 环形伪像 3.缺点 1.组成 2.特点 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫描方式 第一节 X-CT的基础知识 第三节 X-CT后处理技术 第四节 X-CT图像的质量控制 第三章 X射线计算机断层成像（X-CT） 26 四、静止-旋转扫描（S/R）方式 第四代CT扫描 一个X射线管 检测器环 宽扇形射束 静止-旋转扫描 章动-旋转 速度快 多方向投影 克服环形伪影 1.组成 2.特点 3.优点 第五节 螺旋 CT 第二节 传统X-CT的扫
