射線計算機斷層成像詳解演示文稿

射線計算機斷層成像詳解演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有30頁\編輯于星期三優(yōu)選射線計算機斷層成像現(xiàn)在是2頁\一共有30頁\編輯于星期三發(fā)展歷史CT是英文“ComputedTomography”的縮寫。詞根“tomo”含有斷層的意義，具體解釋為通過對一單個層面成像而形成的X線攝影技術(shù)。從名字不難看出CT的技術(shù)基礎(chǔ)是計算機技術(shù)和X線斷層攝影技術(shù)。中文為計算機體層攝影成像，它代表一種圖像重建技術(shù)。現(xiàn)在是3頁\一共有30頁\編輯于星期三發(fā)展歷史1971年，波西米亞數(shù)學(xué)家Radon提出了圖像重建的數(shù)學(xué)方法；1963年，美國物理學(xué)家Cormark提出投影數(shù)據(jù)重建圖像的數(shù)學(xué)方法；1971年，英國科學(xué)家Hounsfield設(shè)計成功世界第一臺顱腦CT機；1972年，第一張臨床CT圖像在倫敦AtkinsonMorley醫(yī)院拍攝；1974年，美國工程師Ledley設(shè)計出全身CT機現(xiàn)在是4頁\一共有30頁\編輯于星期三發(fā)展歷史G.N.HounsfieldA.M.CormackHounsfield和Cormark獲得1979年諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎?，F(xiàn)在是5頁\一共有30頁\編輯于星期三發(fā)展歷史中國東軟雙排螺旋CT現(xiàn)在是6頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成現(xiàn)在是7頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成掃描機架X線管探測器CT掃描系統(tǒng)的掃描機架與掃描床掃描機架內(nèi)部結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是8頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成X線管：功率20—60kW高壓80—140kVp焦點0.5—2.0mm掃描持續(xù)時間30—60s現(xiàn)在是9頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成探測器高壓氙氣探測器電離室在高壓下充入惰性氣體氙優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；單個探測器通道的靈敏度相同。缺點：量子效率低；相鄰探測器之間存在縫隙?，F(xiàn)在是10頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成閃爍晶體探測器(NaI)碘化鈉、(CsI)碘化銫、(CaF2)氟化鈣、(BGO)鍺酸鉍晶體等。加入微量增光或減少余輝的物質(zhì)（鉈、銪）優(yōu)點：探測效率高現(xiàn)在是11頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成計算機系統(tǒng)現(xiàn)在是12頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成計算機系統(tǒng)以控制計算機為中心控制和管理核心，它是中央處理系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(dateacquisitionsystem——DAS)、陣列處理計算機等以及機架和高壓系統(tǒng)的微處理器間的輸入、輸出的連接，通過中央處理器(CPU)和存儲器(memory)完成執(zhí)行功能：1）控制和監(jiān)視掃描過程，將掃描數(shù)據(jù)（投影值）送入存儲器；2）CT值校正（插值處理）；3）控制CT掃描等信息的傳遞——數(shù)據(jù)管理；4）圖像重建的程序控制；5）故障診斷及分析等。現(xiàn)在是13頁\一共有30頁\編輯于星期三硬件組成CT的結(jié)構(gòu)框圖現(xiàn)在是14頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式普通CT單細束平移—旋轉(zhuǎn)方式（第一代）第1代CT機只有一個探測器，掃描角度為1o，掃描時間270s/層。僅用于頭部的掃描,圖像質(zhì)量差,以平移加旋轉(zhuǎn)的掃描運動方式進行,稱為平移—旋轉(zhuǎn)型。現(xiàn)在是15頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式窄扇束平移—旋轉(zhuǎn)方式（第二代）第2代CT機探測器的數(shù)目增加5～20個左右，X線束呈扇型，掃描角度增加為360o,掃描時間仍較長,一般在20s～1min/層，掃描方式為窄扇束掃描平移—旋轉(zhuǎn)方式。現(xiàn)在是16頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式寬扇束旋轉(zhuǎn)—旋轉(zhuǎn)方式（第三代）第3代CT探測器數(shù)目一般多超過100個，有的接近1000個，X線扇形束擴大到40o～50o，足以覆蓋人體的橫徑,這樣掃描就不需要再平移，而只需要旋轉(zhuǎn)就可以了,故稱為旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)型。掃描時間一般均在幾秒鐘,最快速度0.5s，實現(xiàn)了亞秒級掃描。現(xiàn)在是17頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式寬扇束旋轉(zhuǎn)—靜止方式（第四代）第4代CT機與早先產(chǎn)品不同，探測器呈360o環(huán)狀固定排列在機架內(nèi)(目前有的機型多達4800個探測器)，X線管則圍繞人體和機架作360o旋轉(zhuǎn),把第4代稱固定/旋轉(zhuǎn)型(螺旋CT屬此型)。現(xiàn)在是18頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式電子束方式（第五代）第5代CT機與第1到第4代CT機不同，在成像過程中X線管不需環(huán)繞機架作機械運動，它是用電子束方法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X線源,再穿透人體由探測器接受,這種CT機稱為電子束CT,也稱超高速CT，特點是掃描速度很快,50～100ms/層,每秒最多可掃34層,就其掃描速度是普通CT的40倍，螺旋CT的20倍,可用于心臟一類運動器官的掃描?，F(xiàn)在是19頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式電子束方式（第五代）現(xiàn)在是20頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式螺旋CT單層螺旋CT（SCT）X線管由往復(fù)旋轉(zhuǎn)運動改為向一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描，受檢體（檢查床）同時向一個方向移動，X線連續(xù)曝光并采集數(shù)據(jù)。X線管相對于受檢體的運動為劃過一柱面螺旋線形軌跡。沒有掃描間隔的暫停時間（死時間），可進行連續(xù)掃描，解決了傳統(tǒng)掃描時的層隔問題。單層螺旋CT的探測器數(shù)目和材料同第3代CT；現(xiàn)在是21頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式多層螺旋CT（MSCT）MSCT和SCT掃描方式相同。是X線管和檢測器圍繞人體做360o旋轉(zhuǎn)，受檢體向一個方向移動。不同的是MSCT的檢測器為多排，目前的排數(shù)從幾排到幾十排；而單層SCT的檢測器只有一排。現(xiàn)在是22頁\一共有30頁\編輯于星期三掃描方式多層螺旋CT（MSCT）特點：（1）降低X射線球管損耗。（2）掃描覆蓋范圍更長。（3）掃描時間更短。（4）掃描層厚更薄。現(xiàn)在是23頁\一共有30頁\編輯于星期三基本原理掃描和投影：掃描：用X射線束以不同方式、按一定順序、沿不同方向?qū)w層進行投照，并用高靈敏度的探測器接受出射X射線的強度。投影：投照受檢體后出射X線束的強度；投影值的分布為投影函數(shù)。現(xiàn)在是24頁\一共有30頁\編輯于星期三基本原理現(xiàn)在是25頁\一共有30頁\編輯于星期三基本原理物理原理：利用高度準(zhǔn)直X線束環(huán)繞人體某一部位，并以一定層厚的層面進行斷層掃描，部分X線光子被組織器官吸收，X線強度因而衰減，未被吸收的X線光子穿透人體后，由探測器接收，將其轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，?jīng)放大由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字信號，輸入計算機進行運算處理。現(xiàn)在是26頁\一共有30頁\編輯于星期三重建算法數(shù)學(xué)原理：成像物理原理為通過CT掃描機構(gòu)掃描獲取求解μ的方程組；解方程組獲得人體某一體層面各個體素的μ值；再將μ值轉(zhuǎn)換為CT值；最后將CT值變換成能視覺識別的灰度圖像。現(xiàn)在是27頁\一共有30頁\編輯于星期三重建算法X射線束通過均勻物質(zhì)

現(xiàn)在是28頁\一共有30頁\編輯于星期三重建算法I1=I0e(—μ1x)I

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