《CT成像基本概念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CT成像基本概念（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word医学影像成像原理试题库李月卿第三章 CT成像一、专业名词解释与翻译1窗口技术：window technology是显示数字图像的一种重要方法。即选择适当的窗宽和窗位来观察图像，使病变部位明显地显示出来。2窗宽：window width，WW表示数字图像所显示信号强度值的X围。(图像显示过程中代表所显示信号强度值的X围。)3窗位：window level，WL又称窗水平，是图像显示过程中代表图像灰阶的中心位置。(放大的灰度X围的平均值，所放大灰度X围的灰度中心值，即显示器所显示的中心CT值。)4投影：projection检测器接收透过受检层面后出射的X线束的强度I称为投影。CT扫描装置扫
2、描完一个层面后，获得一个方向上的一组吸收系数之和的数值与X线束扫描位置的曲线，这个曲线称作X线束经被测人体吸收后在该方向上的投影，投影上各点数值称为投影值。5CT值：puted tomography numberCT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。以水的衰减系数作为基准，CT值定义为将人体被测组织的吸收系数与水的吸收系数的相对值，用公式表示为：6采集时间：acquisition time即成像时间或扫描时间，指获取一幅图像所花费的时间。7半程扫描时间：half-scan time是指X线管扫描移动角度在210240时的扫描时间。8全程扫描：full-scan是指为了获
3、取比拟高质量的CT图像进展360的扫描。9最大密度投影：maximum intensity projection，MIP是将径线所通过的容积组织或物体中每个像素的最大强度值进展投影，最大强度代表最大CT值，故一般称为最大密度投影。10最小密度投影：minimum intensity projection，MinIP是在某一平面方向上对所选取的三维组织层块中的最小密度进展投影重建图像。11空间分辨力：spatial resolution是指在某物体间对X线吸收具有高的差异、形成高比照的条件下，鉴别其微细结构的能力。12比照度分辨力：contrast resolution是在ROI内观察细节与背景
4、之间具有低比照度时，将一定大小的细节局部从背景中鉴别出来的能力。13密度分辨力：density resolution分辨人体组织密度差异的能力(分辨人体内组织密度细小的变化的能力)。14多层螺旋CT：multislice CT，MSCT多层面螺旋CT机X线管旋转一圈可以同时获得多幅图像，检测器在Z轴方向的数目已从一排增加到几排直至几十排，又称多排检测器CTmultirow detector CT。二、问答题1简述CT成像原理，并画图说明(10分)。答：在CT成像中物体对X线的吸收起主要作用，在一均匀物体中，X线的衰减服从指数规律。在X线穿透人体器官或组织时，由于人体器官或组织是由多种物质成分和
5、不同的密度构成的，所以各点对X线的吸收系数是不同的。将沿着X线束通过的物体分割成许多小单元体体素，令每个体素的厚度相等(l)。设l足够小，使得每个体素均匀，每个体素的吸收系数为常值，如果X线的入射强度I0、透射强度I和物体体素的厚度l均为，沿着X线通过路径上的吸收系数之和12n就可计算出来。为了建立CT图像，必须先求出每个体素的吸收系数1、2、3n。为求出n个吸收系数，需要建立如上式那样n个或n个以上的独立方程。CT成像装置从不同方向上进展屡次扫描，来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。吸收系数是一个物理量，它是CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。实际应用中均以水的
6、衰减系数为基准，故CT值定义为将人体被测组织的吸收系数i与水的吸收系数w的相对值表示：再将图像面上各像素的CT值转换为灰度，就得到图像面上的灰度分布，就是CT影像。CT图像的本质是衰减系数成像。通过计算机对获取的投影值进展一定的算法处理，可求解出各个体素的衰减系数值，获得衰减系数值的二维分布衰减系数矩阵。再按CT值的定义，把各个体素的衰减系数值转换为对应像素的CT值，得到CT值的二维分布CT值矩阵。然后，图像面上各像素的CT值转换为灰度，就得到图像面上的灰度分布，此灰度分布就是CT影像。2简述CT成像技术的物理原理，并画图说明10分。评分标准：(1)吸收系数、CT值、灰度各2分；(2)图每个2
7、分。答：在CT成像中物体对X线的吸收起主要作用，在一均匀物体中，X线的衰减服从指数规律。在X线穿透人体器官或组织时，由于人体器官或组织是由多种物质成分和不同的密度构成的，所以各点对X线的吸收系数是不同的。将沿着X线束通过的物体分割成许多小单元体体素，令每个体素的厚度相等(l)。设l足够小，使得每个体素均匀，每个体素的吸收系数为常值，如果X线的入射强度I0、透射强度I和体素的厚度l均为，沿着X线通过路径上的吸收系数之和12n就可计算出来。为了建立CT图像，必须先求出每个体素的吸收系数1、2、3 n。为求出n个吸收系数，需要建立如上式那样n个或n个以上的独立方程。因此，CT成像装置要从不同方向上进
8、展屡次扫描，来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。吸收系数是一个物理量，CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。实际应用中，均以水的衰减系数为基准，故CT值定义为将人体被测组织的吸收系数i与水的吸收系数w的相对值，用公式表示为：再将图像面上各像素的CT值转换为灰度，就得到图像面上的灰度分布，就是CT影像。3简述常规CT扫描方式 (10分)。评分标准：五种扫描方式与解释每种2分。答：(1)单束平移-旋转方式：扫描装置由一个X线管和一个检测器组成，X线束被准直成笔直单线束形式，X线管和检测器围绕受检体作同步平移-旋转T-R扫描运动。这种扫描首先进展同步平移直线扫描，平移扫描
9、完一个指定层面后，同步扫描系统转过一个角度，然后再对同一指定层面进展同步平移直线扫描。如此进展下去，直到扫描系统旋转到与初始位置成180角为止。(2)窄扇形束平移-旋转方式：扫描装置由一个X线管和630个检测器组成同步扫描系统。此种扫描进展时，X线管发出一X角为315的扇形X线束，630个检测器同时采样，并采用T-R扫描方式。由于一次X线投照的扇形束同时被多个检测器检测，故一次扫描能同时获取多个扫描数据，这样就可以减少每个方向上平移的次数和增大扫描系统每次旋转的角度，使扫描采样的速度加快，从而使重建图像的速度加快。(3)宽扇形束旋转-旋转方式：扫描装置由一个X线管和250700个检测器检测器阵
10、列组成，后者排成一个彼此无空隙的、可在扫描架内滑动的严密圆弧形。X线管发出X角为3040，能覆盖整个受检体的宽扇形线束。(4)宽扇形束静止-旋转扫描方式：扫描装置由一个X线管和6002000个检测器组成。这些检测器在扫描架内排列成固定静止的检测器环，X线管发出3050宽扇形X线束进展旋转扫描。静止-旋转扫描方式又分为两种，一种是X线管旋转轨道设置在固定检测器圆环内的普通S-R方式；另一种是将X线管旋转轨道设置在检测器环外的章动-旋转N-R扫描方式。(5)电子束扫描：第五代CT扫描方式，也称超高速扫描。电子束CT由一个特殊制造的大型钟形X线管、一组864个固定检测器阵列和一个采样、整理、数据显示
11、的计算机系统构成。大型的X线管内从电子枪发射出的电子束经过两次磁偏转高速的撞击在X线管的很大的圆环形靶上，产生不同方位的扇形X线束，通过适当的准直器后投照在受检体上。扇形束透射受检体后被衰减的X线束再投照在静止的检测器环上，便可检出来自不同方位上的投影值。4用四个体素设，矩阵，表示CT反投影法图像重建方法与缺点(10分)。答：反投影法是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的根本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进展叠加，从而推断出原图像。对四体素矩阵作0o、45o、90o、135o投影扫描，再将投影值反投回原矩阵的对应位置扫描过的
12、各个体素上，即可将原矩阵中的四体素的特征参数值解出，其过程如如下图所示。5用四个体素设，矩阵，表示CT反投影法图像重建方法与缺点 (10分)。评分标准：反投影法文字表示： 4分；图示： 4分；缺点： 2分。答：反投影法是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的根本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进展叠加，从而推断出原图像。对四体素矩阵作0o、45o、90o、135o投影扫描，再将投影值反投回原矩阵的对应位置上，即可将原矩阵中的四体素的特征参数值解出，其过程如如下图所示。缺点：产生图像的边缘失锐，反投影图像会出现图像的伪影。7简述C
13、T图像重建方法并分析其利蔽 (15分)。评分标准：4种方法各2分，利蔽分析2分。答：1反投影法总和法：是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的根本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进展叠加，从而推断出原图像。正方形物体反投影法重建的物体图像不是正方形，变成了“星状物，中心处吸收系数值最大，离中心越远值越低，产生图像的边缘失锐。反投影法会造成影像边缘的不清晰。如果在一均匀的组织密度内，存在吸收系数极不均匀的局部时，反投影图像会出现图像的伪影。2傅里叶变换重建方法：对于每次测得的投影数据先作一维傅里叶变换，根据中心切片定理，可将此变换
14、结果看成二维频域中同样角度下过原点的直线上的值。在不同投影角度下所得的一维变换函数可在频域中构成完整的二维傅里叶变换函数，将此二维变换函数进展逆变换，就得到了所要求的空间域中的密度函数。傅里叶变换的方法重建图像时，投影函数的一维傅里叶变换在频域中表现为极坐标的形式，把极坐标形式的数据通过插补运算转换为直角坐标形式的数据时，计算的工作量比拟大。此外，在极坐标形式的频域数据中，离原点较远的频率较高的局部数据比拟稀疏，当这些位置上的数据转换到直角坐标下时，需经过插补，这将引入一定程度的误差。也就是在重建的图像中，高频分量可能会有较明显的失真。3滤波反投影重建方法：采用先修正、再反投影的做法，得到原始
15、的密度函数。滤波反投影重建图像的根本做法是：在某一投影角下取得投影函数一维函数后，对其作滤波处理，得到一个经过修正的投影函数。然后再将此修正后的投影函数作反投影运算，得出所需的密度函数。滤波反投影法在实现图像重建时，只需作一维的傅里叶变换。由于防止了费时的二维傅里叶变换，滤波反投影法明显地缩短了图像重建的时间。4卷积反投影法：卷积反投影函数可写成卷积的形式，明确在频域中所作的滤波运算可以等效地在时域中用卷积运算来完成。将投影函数g(R)与|的逆傅里叶变换式进展卷积，同样可以得到所需要的修正过的反投影函数。这种用卷积方法修正投影函数，然后再作反投影重建图像的方法称为卷积反投影法。卷积函数的选择是卷积反投影方法中的关键问题。在实际的系统中选择卷积函数时还要考虑到许多其他的因素，包括系统的带宽、SNR与分辨力等。三、选择题1CT的全称，正确的答案是BA、计算机扫描摄影B、计算机体层摄影C、计算机辅助断层摄影
