醫學影像學/CT的成像基本原理與設備

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醫學影像學

總論
- 計算機體層成像
  - CT的成像基本原理與設備
  - CT圖像特點
  - CT檢查技術
  - CT分析與診斷
  - CT診斷的臨床應用

一、CT的成像基本原理

CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉變為可見光後，由光電轉換變為電信號，再經模擬/數字轉換器（analog/digital converter）轉為數字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素（voxel），見圖1-2-1。掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X線衰減係數或吸收係數，再排列成矩陣，即數字矩陣

掃描層面體素及象素

圖1-2-1　掃描層面體素及象素

（digital matrix），見圖1-2-2。數字矩陣可存貯於磁碟或光碟中。經數字/模擬轉換器（digital/analog converter）把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（pixel），並按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖象。每個體素的X線吸收係數可以通過不同的數學方法算出。

數字矩陣

圖1-2-2　數字矩陣

二、CT設備

CT設備主要有以下三部分：①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成；②計算機系統，將掃描收集到的信息數據進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統，將經計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或雷射照相機將圖像攝下。CT成像流程如圖1-2-3。

CT裝置示意圖

圖1-2-3　CT裝置示意圖

掃描部分如圖1-2-4及圖1-2-5所示的幾種不同掃描方式。探測器從原始的1個發展到現在的多達4800個。掃描方式也從平移/旋轉、旋轉/旋轉、旋轉/固定，發展到新近開發的螺旋CT掃描（spiralCt scan）。計算機容量大、運算快，可達到立即重建圖像。由於掃描時間短，可避免運動，例如，呼吸運動的干擾，可提高圖像質量；層面是連續的，所以不致於漏掉病變，而且可行三維重建，注射造影劑作血管造影可得CT血管造影（Ct angiography，CTA）。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不同（圖1-2-5）。掃描時間可短到40ms以下，每秒可獲得多幀圖像。由於掃描時間很短，可攝得電影圖像，能避免運動所造成的偽影，因此，適用於心血管造影檢查以及小兒和急性創傷等不能很好的合作的患者檢查。

不同的掃描方式（I）