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1、“运算速度要快；控制肓trjft处理4图像重建单元一又称快速重建单元（FRU）,像重建和校正系任务。阵二、计算机和图像重建系统计算机和图像重建系统：由图像重建单元、磁盘机、D/A转换器（DAC）等组成。1. CT用计算机的功能：控制整个CT系统的运行；图像重建；图像处理；故障的诊断与分析；2CT用计算机的结构：包括四个部分：控制部分：控制扫描和数据采集；图像重建单元：负责图像的重建运算，由阵列处理机来完成；图像显示：完成图像数据的缓存和图像的显示；数据存储：完成原始数据和图像数据的存储。3.CT用计算机的特点：足够大的内存空间；大容量的运算能力；*水朴正效率要高；具有一定的通用性。卷积处理。，
2、阵列处理机由*函数：列处理机与主控计算机相连，其本身不能独立工作，需要在主控计算机的控制下进行图定位数擴互不干 ）定位数擴、1许多微处理器组成.每个微处理器都有自己的运算器、指令存储器和数据存储器并按一定的顺序并行工作、r扰。5计算机控制计算机控制主要是对扫描进行控制，它分别对扫描架、扫描床、数据处理装置进行控制。现代CT中的计算机结构多 采用多通道技术，目的是为了提高处理速度和运算能力。多采用多 通道技术一串行处理方式、并行处理方式、分步式处理方式。计算机控制的关键是对扫描的工作过程和时序进行控制。控制分别 采用集中控制方式和分散控制方式。目前多采用分散控制方式。6.CT软件分为：基本功能软
3、件和专用功能软件。基本功能软件：指各类CT都需要具有的扫描、诊断、显示和记录、图像处理和故障诊断等软件。专用功能软件:动态扫描软件 快速连续扫描软件定位扫描软件目标扫描软件平滑滤过软件 三维图像重建软件高分辨率软件 定量CT ( QCT)软件氙气增强CT扫描软件图像显示和存储系统：由接口电路、图像显示器、多幅相机、硬盘、刻录光盘组成。(一) 图像显示1原理：将二维数字矩阵(数字图像)中的各象素(CT值)转换为相应的二维模拟矩阵(模拟图像)中的灰阶。2装置：通常使用黑白监视器，显示矩阵多采用512X512 X( 712bit)。目前常用1280 X1024显示矩阵的大屏幕监视 器。(二) 图像存
4、储1. 软存储：就是将数字图像拷贝到磁带、磁盘、光盘上。优点：可方便地进行图像处理和转换，缩小空间，便于保存。2. 硬存储：就是将数字图像拷贝到胶片上。优点：照片图像直观、分辨率高，便于诊断和携带。第三节 螺旋CT概述螺旋CT是在普通CT的基础上利用滑环技术而发展起来的容积扫描。它是CT扫描床勻速运动的同时，X线管及探测器绕人体连续的勻速旋转并采集数据，使X线管绕人体旋转的轨迹呈螺旋状，因此而得名螺旋CT。它使X线管和探测器单向连续旋转成为现实，实现了快速扫描。一、螺旋扫描的特点：(1)容积扫描:扫描范围大，连续的容积数据，避免了病灶被漏掉；(2) 回顾性重建：可以在不同的位置、以不同的层距进
5、行任意多次重建，提高了病灶的检出率；(3) 内插重建：螺旋扫描层面内的数据不完整，需要使用线性内插重建来进行补充、校正。线性内插法：360线性内插法和180线性内插法。360线性内插法：与常规CT相比，噪声降低了 1718%，但层灵敏度曲线(slice sensitive profile，SSP )增宽，降影像设备学（二）二低了 Z轴分辨力。180线性内插法：与常规CT相比，噪声增加了 1229%，但Z轴分辨力高于360线性内插法。二.螺旋扫描装置滑环（一）传统方式传统CT机的供电方式一电缆连接。它包括 ：（1）高压电缆X线管及灯丝（2）控制电缆 输计算机指令及各种参数（3）数据采集将采集的数
6、据传给计算机（4）驱动电缆一 动马达及其它用电以上几种电缆限制了 X线管、探测器旋转的角度和速度，因而就限制了扫描速度。（二）滑环技术用滑环和碳刷代替电缆的技术。由于所有电缆连接都由滑环与碳刷来完成，使X线管与探测器单向连续旋转成为现实。滑环由三部分组成：（1）传送设备操作与控制信号的低压环（2）供应X线管与变压器电源的高压环（3）探测器传 送数据的数据环高压环根据电压的不同又分为高压滑环和低压滑环。1. 低压滑环：用滑环技术对扫描机架内以低电压馈电而产生X线的方式。特点:（1）电压低，容易实现良好的绝缘（2 ）数据传输性能较稳定（3 ）电流大，容易产生电弧（4）高压发生器内置， 增加了旋转部
7、分的体积和重量，限制扫描速度。2. 高压滑环：利用滑环技术将高压电馈入机架内以供X线管产生X线的方式。特点：（1）高压发生器外置，不增加旋转部分的重量和体积，扫描速度快；（2）电流小，滑环接触点处热量少（3 ） 容易产生高压放电，产生高压噪音，影响数据传输；（4）对绝缘要求高。螺旋CT的硬件和软件由于螺旋扫描是X线管单向连续旋转并曝光，探测器连续数据采集，检査床连续移动，图像连续重建，因此，对硬件 和软件的要求更高。1. 硬件特点：X线管：功率要大（管电流大），热容量要高，散热要快；探测器：稳定性要好，转换率高，也可以使用多排探测器；机架与检査床：机架的孔径要尽可能大，增大倾角，检査床定位精度
8、高，移动更平稳；影像设备学（二）四控制台与计算机：控制台的操作更方便，计算机的容量要更大，显示矩阵最好使用1024X1024的显示器；2软件技术：三维重建软件包，智能扫描软件等的使用。螺旋扫描中的有关参数1、一般参数（1 ）数据采集：单次螺旋扫描中收集的整个体积数据；（2 ）周数：一次数据采集中X线管的旋转周次；（3）螺距：X线管旋转一周时扫描床移动的距离；（4 ）层厚：由准直器设定的X线束的厚度。2、螺旋因子：螺距与扫描层厚之比。当扫描层厚一定的情况下，螺距越大，螺旋因子越大，扫描速度越快，获得的信息（数据）越少，图像质量越差。螺旋度：螺旋因子乘以100%。成像范围：一次采集中成像的第一层面
9、中点与最后一层中点之间的距离；总成像数：一 次采集后所有的重建图像数；床移动范围：一次采集中检査床沿长轴方向移动距离之和。成像间隔：连续两幅重建图 像的层面中心点间的距离成像间隔与普通CT的层距既有区别，又有联系。区别：成像间隔在扫描后可以改变后再进行图像重建，而普通CT的层距在扫描后不能更改。联系：成像间隔在图像重建后就变成了层距。重建的层数取决于层厚与成像间隔。当层厚等于成像间隔时：重建层数=（周数-2） +1当成像间隔小于层厚时，称为重叠重建：重建层数=（周数-2 ）X（层厚/间隔）+1回顾性重建：先收集螺旋扫描的原始数据，然后可以脱离螺距在任何位置上对图像进行断面重建。重叠重建可提高纵
10、 向分辨率。3、螺旋插值当病人随扫描床移动通过扫描野时获取的螺旋数据，因病人在扫描中移动，覆盖362角的数据用常规方式重建会出现 伪影。为了消除这些伪影，同时为了重建扫描体积中的任意位置上的图像，必须从螺旋数据中合成平面（即轴向）数 据。螺旋内插法（interpolation ）:为了得到合成的平面数据，需要对螺旋数据的Z轴加权处理，这种方法称之。螺旋内插器：具有加权处理的功能部件。螺旋内插器常采用的有三种：标准型、清晰型、超清晰型。360。线性内插采用了两周范围的数据；标准内插采用了一周范围的数据；清晰内插是一个高阶、单边凸的内插器，是对Z轴向上离开感兴趣区的数据进行负向加权，使数据由两周加
11、权后变为 一周的数据；超清晰内插是一个高阶、双边凸的内插器，它对三周内的数据进行加权。4、Z轴分辨力CT扫描的平面（X-Y ）分辨力通常都好于纵轴（Z轴）分辨力，因为在扫描平面上的采样率大大超过层面和层面间的 采样率。Z轴分辨力与层敏感度曲线（slice sensitive profile , SSP）密切相关。SSP :沿着扫描床运动方向并通过扫描机架旋转中心直线所决定的点扩展函数（point spread function , PSF ） 因此，SSP 一般作为描述Z轴分辨力的依据，Z轴分辨力是由SSP决定的。SSP描述体素的侧面轮廓，决定了 Z轴方向体素的大小及特性，代表相邻层面的相互影
12、响，其理想形状应该为矩形。 传统CT中的SSP呈梯形，接近于矩形；而螺旋CT中SSP呈一正态分布，其形态有一定的变形。SSP的全宽半值（full width at half maximum，FWHM ）就是扫描该层面的实际（有效）层厚。影响Z轴分辨力的因素1、插值算法对Z轴分辨力的影响360。线性内插器采集的是2x360。的数据范围，SSP的FWFM超过层厚，使Z轴分辨力降低；180。线性内插器采集的是2x（ 180 + 扇形角度）的数据范围（包括清晰和超清晰），SSP的没有明显的变形，Z轴分辨力也没有明显的降低；所以，180。线性内插器使用的最广泛。2、螺旋因子对Z轴分辨力的影响螺旋因子越大
13、，SSP变形增宽越明显，FWHM明显大于层厚，使Z轴分辨力降低也更明显。多层螺旋CT （MSCT）1、螺旋因子SSCT的螺旋因子为：螺距与层厚的比值。MSCT的螺旋因子定义为：螺距除以成像层数与层厚之 积。即：螺旋因子=螺距 /（成像层数X层厚）或=螺距/成像探测器的排数X探测器宽度）影像设备学(二)六例如：螺距为3.75mm，层厚为125mm，对于SSCT的螺距为：3.75/1.25=3 ；对于4层1.25mm最小探测器宽度 MSCT 的螺距为：3.75/ 4X 125=075。螺旋因子的可选择性：螺旋因子选择可分为：高图像质量(high quality HQ )模式和高速(high spe
14、ed HS )模式。HQ模式注重优化扫描条件，使用较小的螺旋因子提高Z轴分辨力，从而提高图像质量。HS模式主要是提高扫描速度，使用较大的螺距因子，从而缩短扫描时间。2、层面选择层厚的影响因素：滤过插入法和螺旋因子。滤过插入法不同，有效层厚也不同；螺旋因子越大，有效层厚也越厚。 MSCT的最小层厚取决于最小探测器排的宽度，其余层厚由探测器排的不同组合来获得。MSCT的不同层厚可以通过 回顾性重建来获得；SSCT却不具有如此的功能。3、重建算法：主要特点表现在优化采样扫描(optimized sampling scan )和滤过内插法(filter interpolation) 两方面。(1) 优
15、化采样扫描：螺旋扫描因扫描床在运动，每周的起点和终点不在同一平面上，如果将数据直接用于重建图 像，就会产生运动伪影和层面错位。SSCT对原始数据的相邻点用内插法进行逐点修正，然后再进行图像重建.MSCT 如果也采用SSCT的重建方法，将产生严重伪影。因此对单一层面成像，MSCT通过调整数据采集轨迹来获得信息补 偿，并通过调整螺旋因子来缩短采样间隔，在Z轴方向上增加采样密度，达到改善图像质量的目的。(2) 滤过内插法：指在Z轴方向设置一个确定的滤过宽度，优化采样扫描的数据通过改变滤过波形和宽度来调整 SSP的外形、有效层厚及图像噪声，取代SSCT的线性内插法来实现Z轴方向的多层图像重建。4、应用特点与SSCT相比，MSCT的特点表现在：扫描速度快，重建速度也快。射线利用率高；照射量减少了 1540%，X线管损耗小。空间分辨率高，特别是Z 轴分辨率.扫描范围大，采集信息量大。降低了对比剂的用量。一次扫描可重建出不同层厚的CT图像。因此，MSCT应用特点表现为：检査范围大；病灶检出率高；图像质量更好； 器官多时相动态增
