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【2023放射中级考点】:CT成像原理与设备!

 懂你473 2022-09-20 发布于山西

一、CT的成像原理与方式

CT与常规X线摄影一样,它的成像也是利用了X线的原理。X线穿过人体各组织后会发生衰减,主要是因为能量被吸收(同时也有散射的缘故)。不同的组织会有不同衰减系数,也就是说不同的组织会有不同的X线衰减程度,而所有的应用X线的成像技术和模式都是以此为基础的。

目前所应用的投影方式X线成像技术可分为两类即模拟成像和数字成像,CT则是应用数字成像的典型。

所谓数字成像实际上就是将模拟信号数字化,也就是把连续变化的模拟曲线变化给予相应的具体值,形成离散而非连续的数字值。

这些数字以行和列的排列形式组成数字矩阵,然后将数字矩阵转化为可视图像的像素矩阵,每个像素根据数字矩阵中相应的数字以不同的亮度(即灰阶)表现出来。在X线数字成像中,一种是模拟图像数字化;另一种是将获得信息由模拟量直接转换成数字(模数转换)量,然后成像,如CR和DR。

CT和这些数字成像又有所不同,像素并非一次投影后的直接测量,而是经过多方向的反复投影,然后进行不同方式的计算,使每个像素数字化,是个间接过程。与模拟成像相比,数字成像优点:可以进行高保真的存储(磁带及光盘)和传输(电缆、电话及卫星),并且随时可以高保真的调阅,这是胶片存储所不及的。可以进行图像后处理(改变对比度、灰阶和图像大小,计算距离、面(体)积、测量像素或感兴趣区的密度值,以及二维三维甚至四维的图像重组);软组织对比度分辨力(密度分辨力)也明显高于模拟成像,它的不足之处是空间分辨力较模拟图像低得多,目前最多为1024x1024矩阵。

螺旋CT优势

(1)“快”,即扫描速度快。例如常规断层扫描一个扫描周期大约10秒,如果扫描范围为100mm,层厚为10mm,全部扫描时间需要100秒。如果用螺旋扫描,旋转一周为1秒,螺距为1,层厚和扫描范围不变,仅仅需要10秒,快了10倍。因此,螺旋扫描可以大大缩短患者的检查时间,患者免去长时间平卧在检查床上的痛苦和长时间的待诊带来的烦恼。“快”还可以使整个扫描区域内的动态增强扫描成为现实,相比于常规CT只能在一或几层内完成动态扫描,这就为许多病变的诊断与鉴别诊断带来更多更有意义的信息。“快”还能在允许的扫描时间内覆盖更长的范围,例如可以一次屏息完成肝、胰腺甚至肾脏的扫描。

(2)“容积数据”,由于孔径的限制,CT扫描只能获得人体的横断层解剖图像,前后左右的关系十分明了。但上下解剖关系的显示,始终是CT的缺陷。“容积数据”可以在工作站上进行图像后处理,重组成高质量的冠状、矢状、斜位甚至曲面图像,弥补了只能横断扫描的缺陷。还可以进行三维图像的重建,使我们能够立体地观察病变。

电子束CT

电子束CT(electronic beam CT,EBCT)又称超高速CT(ultra fast CT,UFCT).它的结构与常规(第三、四代)CT有很大不同。X线的产生做了重大改革,不是用普通的旋转阳极球管,而是采用先进的电子束技术,从阴极的电子枪发出电子束并加速形成高能电子束,通过磁性偏转线圈使电子束以极快的速度在201°弧形阳极靶面上扫描一遍,产生X线束,再折射到靶面对面的探测器上,以电子束移动代替球管的旋转,扫描速度产生一个飞跃,最快可达到几十毫秒。

电子束CT的最大优势就是其极快的扫描速度,非常适合进行心脏的扫描,可获得不同心动周期的清晰图像,不仅能对心脏形态学的改变进行诊断,而且可以测定心脏功能。可对冠状动脉壁的钙化进行量的测定以推断其狭窄程度。进行冠状动脉CT血管成像。目前电子束CT在临床上主要用于心脏疾病、急症(躁动)患者及小儿的颅脑和体部扫描。

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