多層螺旋CT螺距

1、隨著多層螺旋CT的普及,螺距(pitch)成為螺旋CT很重要的掃描參數(shù).螺 距是掃描架旋轉一周360進床距離與透過探測器的 X線束厚度之比,單層 CT的X線束厚度等于探測器準直寬,即等于采集層厚寬度.螺距的計算公式：P=S(mm)/D(mm)P：螺距S:掃描架旋轉周 3 6 0 進床距離D: 為 X線束厚度因多層螺旋CT應用了多排探測器陣列,所以,X線束被多排探測器分為多束更細的 X射線,透過探測器的X線束厚度以 d(mm)表示,那么：d(mm)=D(mm)/N 其中：N為探測器排數(shù).多層螺旋 CT的螺距以P表示： 那么多層螺旋 CT 的螺距公式： P=S(mm)/D(mm)/N螺距決定CT的

2、容積覆蓋速度,影響圖象的質量.掃描區(qū)域確定后,其 它掃描參數(shù)不變,增加螺距時,完成總的容積掃描時間將縮短,但獲得的容 積體積不發(fā)生變化,圖像質量將受到影響那么如何更好的應用螺距(pitch ),將從三個方面考慮：(1)掃描范圍(2) 掃描時間象質 量pitch of screws螺紋上相鄰兩牙對應點之間的軸向距離,代號是 P.如果帶電粒子進入均勻磁場 B時,其速度v與B之間成0角,那么粒子 將作螺旋運動.而粒子在磁場中回轉一圈所前進的距離叫做螺距h:h=2 兀 mvcos0 /qB單線螺紋的螺距等于導程,多線螺紋的螺距等于導程除以線數(shù).螺距亦 稱牙距.在英制中,以每一英寸25.4mm中的牙數(shù)來

3、說明牙距.螺旋CT的問世產生了一個新的概念,螺距pitch,P .對早期的單層 螺旋,各廠家對此定義是統(tǒng)一的,即螺距 =球管旋轉360進床距離/準直寬 度.對于多層螺旋CT螺距的概念有點復雜,多層CT的一個準直寬度包含了 多個相鄰的圖像.這樣,廠家的不協(xié)商或者說不妥協(xié)導致了多層螺旋螺 距公式中分母：準直寬度定義的混亂.例如：MARCONI多層CT將整個準直 寬度作為公式的分母層數(shù)x單個準直器寬度,而GE等那么將每一層圖像的 準直寬度作為分母.由于根底定義的混亂,造成了計算公式結果的混亂.前 者無論是4、8還是16層,進床距離等于整個準直寬度時,計算結果螺距均 等于1,而后者那么不斷變化,計算結

4、果螺距分別等于 4、8和16.這種不同 廠家定義的混亂,造成了初接觸多層 CT者的困惑.多層螺旋CT的技術原理及影像質量多層螺旋CT的出現(xiàn)是CT技術革命性進步,各廠家相繼開發(fā)出了 4層、8層 及16層螺旋CT.與傳統(tǒng)螺旋CT相比,多層螺旋CT在成像原理、技術特點 有明顯的不同,圖像質量也有明顯的改良,本文介紹如下.1多層螺旋CT原理1.1 數(shù)據采集通道數(shù)據采集通道數(shù)是決定X線管球旋轉1周所能獲得的圖像層數(shù),目前各廠家推出的機型有2通道、4通道、8通道和16通道.有關專家估計, 隨著技術水平的開展,制造本錢進一步降低,今后傳統(tǒng)CT甚至單層螺旋CT將逐步被多層螺旋CT所取代,尤其是性價比有優(yōu)勢的雙

5、層螺旋會更加普及.1.2 探測器在探測器結構上,多層與單層螺旋 CT最大區(qū)別是Z軸方向探測器排數(shù),單 層螺旋CT在Z軸方向為一排探測器,而多層螺旋是由多排探測器組成探測 器陣列,因此有的文獻將此類型 CT亦稱之為多排螺旋CTC探測器組從形式 上可以粗略分為等寬型對稱型及非等寬型非對稱型,目前16層CT的探 測器都屬于非等寬型.非等寬型的優(yōu)點是利用較少的探測器單元,配合設置 在探測器一側的精密準直器,對層厚的選擇有更大靈活性,能更好地適應錐 形線束采集與重建方法.如在16層CT探測器的設計上,東芝公司中間為0.5mnrK 16歹U,兩側分別為lmmK 12歹U,共40列,32m碗；GE公司為中間

6、 0.625mrrX 16歹U,兩側分別為1.25mm<4歹U,共24列,20mnfe;飛利浦和 西門子公司為中間0.75mm< 16歹！J,兩側分別為1.5mm><4歹!J,共24列,24mm 寬.1.3 數(shù)據插補及圖像重建算法由于探測器列數(shù)與寬度增加,錐形線束投影所造成的幾何學誤差會進一步增大,為此,開展了相應的多層采集錐形束掃描重建算法.如為了對應采集平 面的位相而采用的傾斜成像平面采集算法；螺旋濾過伴交叉校準算法；非線 性插入重建算法；一次采集16層的原始數(shù)據,然后作逐層二次重建算法等. 這些新的重建算法目的在于減少錐形線束偽影,保證Z軸上的分辨力和保證采集速度

7、.2多層螺旋CT的技術特點2.1 螺距在單層螺旋CT中,螺距pitch被定義為X射線管球旋轉1周時掃描床移動 的距離mm月準直器寬度的比值,這里的準直器寬度實際上就是層厚.因此, 有的文獻中直接定義為檢查床移動速度與層厚的比值. 螺距是一個無量綱單 位,可由式pitch=S/W計算,式中S是檢查床移動速度,W是層厚.在螺旋 CT掃描中,螺距與床運行方向z軸掃描覆蓋率及圖像的縱向分辨率有關.在多層螺旋CT中,層厚并不是準直器寬度,需要特別指出的是目前對于多 層螺旋CT,螺距的定義各廠家及一些文獻中表述并不一致,主要區(qū)別在于用實際層厚還是用準直器寬度來計算螺距,對于準直寬度為4Xlmm,床移動速

8、度為每旋轉一圈4mmi勺掃描方式,這里的實際層厚為lmm,如果用傳統(tǒng)方法 定義,那么螺距為4.如果采用準直器寬度來計算,那么螺距為 1.目前,GE公 司和Siemens公司仍然沿用床移動速度與實際層厚的比值來定義多層螺旋 CT的螺距,Picker公司那么采用床移動速度與準直器寬度來定義多層螺旋CT的螺距,讀者在閱讀有關文獻資料時應注意區(qū)別.2.2 層厚多層螺旋CT的層厚在等寬型是由探測器排的不同組合決定,在非等寬型是 由探測器和準直器寬度共同來決定.通過電子開關限制探測器工作,并通過 探測器的組合完成每一層數(shù)據采集,根據探測器單元的尺寸及相鄰單元組 合,可實現(xiàn) 0.5mm 1.0mm 1.25

9、mml 5、10mmi厚選擇.2.3 縱向覆蓋范圍多層螺旋CT的最大優(yōu)點是一次連續(xù)掃描 Z軸方向覆蓋范圍大,在相同的掃 描時間和層厚的情況下,Z軸方向的覆蓋范圍是單層螺旋 CT的數(shù)倍,因此特 別適合大范圍掃描,如各種血管成像,胸腹部聯(lián)合掃描等特殊檢查.覆蓋范 圍與數(shù)據通道數(shù)、螺距、層厚、一次連續(xù)掃描所需總的時間有關.縱向覆蓋 范圍可由式C=NK PX SX T/R來計算；式中N為數(shù)據通道數(shù),P為螺距,S為 層厚,T為總的掃描時間,R為球管旋轉一圈所需的時間.2.4 各向同性體素掃描它是指數(shù)據采集過程中,最小體素為一立方體,目前各廠家的多層螺旋CT均可實現(xiàn)各向同性掃描.要實現(xiàn)各向同性掃描和重建除

10、了和掃描層面的厚度 有關外,還和掃描的FOVW關-如采用512X 512矩陣,在FOV 25cm時, 東芝公司的16層螺旋CT的掃描體素約為0.5mm< 0.5mm< 0.5mm 在FOV為 32cm時,GE公司的16層螺旋CT的掃描體素約為 0.625mrrX 0.625mrrX 0.625mm 在FOV 38cm時,飛利浦和西門子公司的16 層螺旋CT的各向同性體素約為 0.75mrrK 0.75mnK 0.75mm3影像質量3.1 時間分辨率及Z軸空間分辨率螺旋CT具有掃描速度快、時間短等優(yōu)點,但就單層螺旋 CT而言,某些運動 的器官,特別是一些隨機運動的器官,仍然可能出現(xiàn)運動偽影,影響圖像質 量.多層螺旋CT球管旋轉1圈時間更短,如果層厚不變,覆蓋范圍更大, 完成同一器官掃描時間更短,病人更容易配合,很少出現(xiàn)主動運動和隨機運 動偽影,時間分辨率明顯提升.另外,多層螺旋CT在相同的覆蓋范圍,可采用較薄的層厚,極大地改善了 Z軸空間分辨率,減小了局部容積效應,提 高了診斷的準確性,三維重建的圖像質量也到達了目前最高水平.3.2 影像噪聲在單層螺旋CT掃描時,往往會出現(xiàn)這樣的情況,當掃描范圍較長時 如主動 脈血管成像,由于連續(xù)掃描時間較長,受球管熱容量的限制,一個掃描計 劃未完成時,機器會自動停止掃描,使整個掃描方案前功盡棄.為了保證數(shù)