第4章计算机断层成像技术(1)汇总.

单光子发射计算机断层成像及计算机断层扫描（SPECT/CT）临床应用进展单光子发射计算机断层成像（SPECT）和计算机断层扫描（CT）是现代医学影像学中的重要技术，被广泛应用于医学检测和临床诊断。

本文将探讨单光子发射计算机断层成像技术和计算机断层扫描技术的原理及其在临床应用中的进展。

一、单光子发射计算机断层成像技术单光子发射计算机断层成像是一种基于核素放射性衰变的分子显像技术，由于不同组织和器官摄入的放射性示踪剂数量不同，通过对放射性示踪剂在体内的分布和排泄进行测量得到图像，能够清晰显示人体组织、器官的形态和代谢情况，为临床诊断提供了有力支持。

单光子发射计算机断层成像技术的原理是，在放射性示踪剂注入人体后，示踪剂会以放射性质顺着代谢途径分布到不同的器官和组织中，放射性示踪剂显像时通过检测射线，利用计算机重构出失去能量的伽马光子在人体内部的路径和来源，从而得到图像。

这种技术可以测量各器官和组织的代谢情况，从而发现和诊断一些疾病和损伤。

在临床应用中，单光子发射计算机断层成像技术常用于神经心理疾病、肺部疾病、甲状腺疾病、肝胆疾病、骨疾病等的检测和诊断，例如：肺气肿、脑血流量缺乏、血管瘤、甲状腺功能亢进、乳腺癌、骨肿瘤等。

二、计算机断层扫描技术计算机断层扫描技术是利用X射线通过对人体进行投影成像和计算机分析得到的断层图像，可以显示出前后方向和不同深度的结构层次。

计算机断层扫描技术的在临床检测和诊断中能够更加详细地了解人体内部结构，因而被广泛应用于医学影像学诊断中。

计算机断层扫描技术使用X射线作为成像能量，通过计算机将患者身体不同部位进行扫描，得到大量的,不同方向的计算机线数据，再通过计算机重组、重配成为多平面的图像，最后可以在计算机屏幕中清晰显示出来。

这种技术可以得到不同深度、层数的图像。

计算机断层扫描技术应用非常广泛，可用于整个人体的各种疾病的诊断，如头颅和颅脑损伤、肿瘤、心脏疾病、骨盆骨折等，甚至可以进行测量和计量，为手术和放疗提供更加精细的指导和方向。

CT实验教学计算机断层成像实验实验报告摘要本实验了解了CT的诞生与发展，成像的基本原理，数字化图像处理的方法，以及CT实验仪的结构和使用方法。

实验采用CT教学实验仪，学会使用仪器在合适的测量条件对选定的样品进行扫描，并且正确的处理图像并打印出实验报表，掌握图像重建处理技术并对其加以分析总结。

通过实验对CT教学试验仪乃至CT 扫描技术有了进一步的认识，并且通过老师的指导对其本质以及CT的应用有了更深层的认识。

关键词CT实验仪，扫描，放射源，采样，图像重建正文计算机断层成像(Computed Tomography, 简称 CT)是计算机技术、数字化图像重建技术和核技术相结合的产物。

CT作为一种先进的疾病诊断手段广泛应用于医学，同时又作为一种无损检测手段广泛应用于工业领域。

一、CT教学实验仪1. CT的诞生与发展1895年11月，德国物理学家伦琴发现X射线后(并由此获得诺贝尔奖)。

很快X射线透视就成为医学上诊断疾病的一种重要手段，人们通过X射线透视摄影得到了人体形态学的信息。

但由于普通X射线透视摄影是将一个立体的器官(或物体)投射到一个平面上，得到的仅是影像重叠的平面图像。

由于人体内部各组织互相重叠，这种二维图像不易确定病变的准确位置。

CT的诞生，则解决了这个问题。

1963年，美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同，在研究中还得出了一些有关的计算公式，这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。

1967年，英国电子工程师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下，也开始了研制一种新技术的工作。

他首先研究了模式的识别，然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置，即后来的CT，用于对人的头部进行实验性扫描测量。

1971年9月，亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作，在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置，开始了头部检查。

1972年4月，亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果，正式宣告了CT 的诞生。

成像技术中的计算机断层扫描技术计算机断层扫描技术，简称CT技术，是一种成像技术，已经被广泛应用于医学、工业和科学研究等领域。

CT技术是由电脑计算机将X射线影像转化为三维模型的一种方法。

它对于影像的准确性和清晰度有极高的要求，因此在医疗设备制造、医学诊断和科学研究中都占据着重要的地位。

CT技术的工作原理是通过X射线扫描来探测物体内部的信息。

X射线是一种能够穿透物质并被物质吸收的电磁波。

当X射线穿过某一物体时，被吸收的程度取决于物体内部不同组织的密度及吸收能力的不同。

扫描过程中，X射线生成器会以极快的速度对被检测物体进行扫描，然后通过探测器将被吸收的X射线信号转化成数字信号，传输给计算机。

计算机通过处理这些信号，就可以生成清晰的三维图像。

CT技术在医疗领域中应用广泛。

它可以对人体内部进行非侵入性检查，诊断出各种疾病，如肿瘤、结石、血管病变、器官畸形等。

同时，由于CT技术对辕裼细节的分辨率要求很高，它也被广泛应用于牙科和骨科。

例如牙科领域中，CT技术可以精确地显示牙齿根部的情况，判断牙龈炎症程度等。

CT技术还可以用于工业和科学研究中。

在工业领域中，CT技术可以对生产过程中的零部件进行检查，并且可以对零部件的缺陷和损耗情况进行有效的诊断。

在科学研究领域中，CT技术可以对不同的材料进行研究，例如金属材料、陶瓷材料、纤维材料、生物材料等，以及对天文物体进行研究，例如行星、星云、星系等。

尽管CT技术在医疗、工业和科学研究领域中应用广泛，但是它也存在一些限制。

因为CT扫描使用的是X射线，而X射线对人体有一定的辐射危害，因此需要对辐射量进行控制和监测。

另外，CT扫描的成像质量受到物体密度、扫描速度、探测器的灵敏度等因素的影响，因此需要进行精细的调整和优化。

同时，由于CT扫描的成本比较高，因此需要在应用中进行合理的价值评估。

综上所述，计算机断层扫描技术是一种广泛应用于医疗、工业和科学研究中的成像技术。

它可以对物质的内部结构进行无损检测，对疾病的诊断和治疗起到了重要的作用。

计算机断层成像(ct)原理与技术介绍如下：
计算机断层成像（CT）原理是运用物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用数学方法，经计算机处理求解出衰减系数值在人体某剖面上的二维分布矩阵，转变为图像画面上的灰度分布，从而实现重新建立断面图像的技术。

CT技术包括扫描部分、计算机系统、图像显示和存储系统。

其中，扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成；计算机系统将扫描收集到的信息数据进行贮存运算；图像显示和存储系统将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用照相机将图像摄下。

电脑断层摄影技术电脑断层摄影是什么？X 射线断层成像〔Computed Tomography、CT〕，或称计算机断层扫描、电脑断层扫描，是一种影像诊断学的检查。

这一技术曾被称为电脑轴切面断层影像（Computed Axial Tomography）。

X 射线断层成像是一种利用数位几何处理后重建的叁维放射线医学影像。

该技术主要通过单一轴面的X 射线旋转照射人体，由于不同的组织对X 射线的吸收不同，可以用电脑的叁维技术重建出断层面影像。

经由窗宽、窗位处理，可以得到相应组织的断层影像。

将断层影像层层堆栈，即可形成立体影像。

X 射线断层成像是一种利用数位几何处理后重建的叁维放射线医学影像。

该技术主要通过单一轴面的X 射线旋转照射人体，由于不同的生物组织对X 射线的吸收力(或称阻射率Radiodensity)不同，可以用电脑的叁维技术重建出断层面影像，经由窗值、窗位处理，可以得到相对的灰阶影像，如果将影像用电脑软件堆栈，即可形成立体影像。

在放射诊断学之领域中，最早数位化的就是电脑断层，也就是说所谓的CT，电脑断层摄影是于1972 年由G. N.Hounsfield 所发展之技术，当时叫做computerized axial transversescanning，是利用一个点射源与单一侦检器，来侦测穿透病人之加马射线总量，称为投影量（projection），在取得每一个角度与位置的投影量之后，即可利用电脑进行反投影而重组影像，以得到切面影像。

电脑断层摄影是一种结合X 光与电脑科技的诊断工具，以一组X 光射源由身体不同的角度照射，并利用电脑将资料组合成身体横切面的影像，这些横切面的影像可再进一步重组成精细的3D 立体影像。

运用在头部方面，对头部及颜面骨折的位置、中风后脑部出血及血块的定位、侦测某些脑部肿瘤、血管瘤是否有破裂、肿瘤的切片或替放射治疗定位以订定治疗计划等，都能提供相当大的协助。

对于胸部、腹部的问题也是很好的诊断工具，许多部位的肿瘤，例如：。

医学成像简介要点•总体目标•线性成像系统•例，针孔照相机•辐射以及射线与物质间相互作用•连续成像和不连续成像•长度规•对比度•光子强度断层成像•核磁共振成像成像定义叙屈牧一实际物休的翼实空何描述. 分卄一采集到的图像只斥实切物体的近似。

分耐丰描述这种空何映射的林确形变一描述图惊的匹乘嘤的非线性符衬如果没仃形变•图像綁处的分辨率是一样的.條御度一描述我们把希垒成m的物体成像的好坏用度.对比度一描述图炮中能够区分物体不问部分的消晰阳度• 信曙比线性成像系统如果成像过程中引入的原函故的枳縄是空河一致的・图像对以酸描述为原函数的找性映妨.这种映射分酬年比校低，模糊很容娜帔描述为却.换敌和点扩展議数的卷积。

图像=原函数®点扩展函数十噪声噪声址•个很疋婆的考虑由于它顒制了以去除成惊测吊过程过带來的模糊为FI的的反0枳处理的仔效性.I1 1h111111i例，针孔照相机最常见的一种成像装置是针孔照相机。

物体被放大和倒转。

放大倍数二-b/a。

例，针孔照相机2注意，由于针孔是有一立宽度的，原函数同样会被a模糊的程度相半源中每一个体素乘以源放人因子(a+b)/afil针孔直径x.療隔散ft孔针孔照相机的形变2同样，物体偏离中心线，探测器上的投影面积会增大，（并且对孔张角减小）图像强度降低。

空间频率吸收成像透射断层成像在吸收成像中•测虽物体内-条直线上的吸收积分。

因此一个探测器阵列测眾到的足一个投影轮圳O投影成像中心切片定理考股发射成像系统个：维的例O（x,y）足心曲St掃述源的分布• 投妙故据圧沿投於方向的线枳分，H（T・p）町出中心切片定円对以朴作是对分离的•维傅里叶变换的结果.別订J M JQ T. F 宀如投渤的一维何処叶变换览验）・JHo•.介宀亦=JJa*」卜厂"*內=JJa”’、） " "=o（0,*r）拒衍麼J得到的投越的•维傅世叶变换等卜物体•维代堰叶变换过屮心初卄角度上的你透射断层成像吸收成像在吸收成像中•测呈物体内-条直线上的吸收积分。

计算机断层成像（Computed Tomography C T）：是电子计算机技术与X线检查技术相结合的产物，是一种数字断层技术。

它的发明标志着影像医学的第二次飞跃。

有关CT的历史：1963年美国物理学家A.M.Cormack在Journal of Applied Physics上发表了题为―用线积分表示一函数的方法及其在放射学上的应用‖的系列文章。

1967—1970年英国EMI工程师G.N.Hounsfield研制成功第一台头部X线CT扫描机，1971年9月被安装在伦敦的Atkinson-Morley’s医院。

1972年利用这台X线CT首次为一名妇女诊断出脑部的囊肿，并取得了世界上第一张CT照片。

1974年美国George-town大学医学中心Ledly研制第一台全身CT扫描机。

为此Hounsfield和Cormack共同获得了1979年的诺贝尔生理和医学奖。

1980年出现螺旋CT，后又出现多排CT，功能研究型CT等。

Hounsfield 和Cormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖。

一、CT设备1.Ｘ线扫描与接收部分：Ｘ线球管(X-ray Tube)数据采集部分（探测器-Detector）（产生Ｘ线，接收残余Ｘ线，并将其转换为数字信号）2.计算机部分：接受穿透人体断面后Ｘ线衰减量的数字信息，计算出该断面上不同的Ｘ线吸收系数重建图像。

计算机还起到控制、协调ＣＴ机各个部分的控制作用。

计算机外设部分包括磁盘、磁带等，起到贮存ＣＴ图像的作用。

3.图像显示及存储部分：阴极射线管（CRT）（监视器）多幅照像机激光像机（湿式或干式）图像工作站报告终端光盘存储、服务器海量存储。

二CT的发展（一）普通CT有高低档之分，但基本结构相同。

不同机型扫描方式相同，探测器数目不同，扫描所需时间不同，计算机性能档次不同。

（二）螺旋扫描CT（多层螺旋CT）在旋转式CT扫描球管旋转时，通过滑环技术以及扫描床同时进行的连续平直移动，使X线扫描能无间隔连续进行，大大缩短扫描时间多层螺旋CT（超宽、多排或平板探测器）螺旋CT（Spiral or Helical CT）1989年研制成功，90年代应用于临床标志CT领域的重大革新。