第10章CT的成像质量和影响因素
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CT图像影响因素姓名:刘龙霏影像081CT图像影响因素众多,包括部分溶剂效应,空间分辨力,密度分辨力,相机条件设定和胶片处理等1、部分容积效应:由于CT扫描的X线束所经过的组织有一定厚度,同一扫描层面的垂直厚度内含有两种以上不同密度组织相互重叠时,这些位置的像素所获得的CT值不能如实反映其中任何一种组织的X线衰减值,这种现象被称为部分容积效应。
由于部分容积效应的存在,当被扫描的正常组织或病变组织直径小于层厚时,或当某种组织仅占据层厚的一部分而不是扫描层厚内完全是此种组织时,CT图像中虽也能显示,但CT值已不能真实反映该组织的密度,而是它及与其在同一层厚内的相邻组织密度的平均值。
如相邻组织密度高于该组织,CT图像上所测得的CT值就比该组织的实际值要高,反之则低,这就影响了CT图像的正确诊断。
所以当CT图像中病变组织直径小于层厚时,要及时改变层厚,使其小于病变的直径再行扫描,以获得更为正确的组织密度。
如当层厚大于视神经时,虽然CT图像上能显示视神经,但此时测得的视神经的CT值因实际是视神经和部分眶内脂肪CT值的平均值而低于真正的视神经CT值。
相邻两个不同密度组织的斜行交界部如同时处于一个层厚内,即同一层厚内垂直方向同时包含这两种斜行的组织时,不仅CT图像上显示的交界处的CT值会失真,两者的交界也会失真而变得模糊不清。
这种部分容积效应也称为周围间隙现象。
如当层厚较厚(如10mm)时,肝肾交界处无论肝一侧边缘的CT值还是肾一侧边缘的CT值均会失真,肝肾交界处也变得模糊不清,看不到实际存在于二者间的脂肪间隙。
在层面内斜行的中脑导水管、侧脑室下(颞)角轮廓显示不清就是这种原因。
2、空间分辨力(spatial resolution):空间分辨力就是图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨能力。
通常用每厘米内的线对数(1p)来表示,线对数越高,表明空间分辨力越强(目前高档CT的空间分辨力已达到24lp/cm)。
矩阵(matrix)是影响空间分辨力的重要因素,矩阵越大,像素就越小,空间分辨力就越高。
技师如何提高CT影像质量的影响因素与方法现代医学领域中,计算机断层扫描(CT)作为一项重要的影像诊断技术,已经在临床实践中发挥着不可或缺的作用。
通过生成高分辨率、详细的人体内部结构图像,CT技术为医生提供了深入了解病理变化、制定精准治疗方案的关键信息。
然而,CT影像的质量直接决定了医生对疾病的准确诊断和有效治疗。
因此,技师们在影像获取和处理过程中的角色尤为关键,持续提高CT影像质量已经成为医学影像技师的一项重要使命。
本文将探讨影响CT影像质量的关键因素,并详细阐述技师可以采取的各种方法和策略,以最大程度地优化影像质量。
1.CT影像质量的影响因素1.1 检查前准备因素当准备进行CT检查时,有许多关键因素会影响最终的影像质量。
患者在接受CT检查前需要做好相应的准备工作,包括遵循技师指示,如空腹、禁止进食或饮水等,特别是涉及腹部、盆腔等区域的检查,可以避免食物和液体在胃肠道内引起伪影,提供更清晰的图像。
然而,在某些情况下,技师会选择给患者注射放射性对比剂来增强图像的可见度,在使用对比剂之前,患者需要告知技师正在使用的药物,是否有关过敏反应、肾功能等其他相关问题,有助于技师根据情况决定是否需要停药或调整剂量,以及采取适当的预防措施,从而确保安全和高质量的CT影像。
需要注意的是,金属物体(如饰品、纽扣、拉链)在CT扫描中会产生伪影,影响诊断的准确性。
因此,在接受CT检查之前,患者应尽量避免佩戴金属首饰、服装上的金属纽扣或拉链等物品,并根据技师指导,做好相应的准备工作,以获得高质量的CT影像结果。
1.2 检查技术因素扫描参数的选择直接影响到CT影像的分辨率、噪声和对比度,其中包括选择合适的扫描层厚和间隔、扫描时间、扫描位置和方向等,而切片厚度、间隔、扫描速度等参数的合理选择可以平衡时间、空间分辨率和辐射剂量,从而获得最佳的图像分辨率和对比度。
辐射剂量是影响图像质量和患者辐射暴露的重要因素,过高的辐射剂量可能会导致图像噪声增加、伪影的出现,甚至会对患者造成不必要的辐射暴露。
全国卫生专业技术资格考试指导放射医学技术中级知识CT检查技术图像质量控制一、影响CT图像质量因素(一)噪声噪声是单位体积(体素)之间光子量不均衡,导致采样过程中接受到的某些干扰正常信号的信息,表现为图像的均匀性差,呈颗粒性,密度分辨率明显下降。
影响噪声水平的因素有:扫描条件、肢体大小、层厚、螺距,还有重建矩阵、重建范围、算法等。
(二)影响空间分辨率的因素1.焦点大小焦点小,测量精度高,重建的影像空间分辨率高。
2.探测器孔径孔径小,重建的影像空间分辨率高。
高端机有的设有高分辨率梳,在高分辨率扫描时进入探测器前方。
3.重建范围和重建矩阵重建范围和重建矩阵共同影响着像素大小。
用较大的矩阵重建较小的范围像素对应的实体尺寸小,空间分辨率高。
4.扫描层厚随着层厚减薄,体积元减小,部分容积效应降低,CT值准确度高,影像空间分辨率高。
特别对重组的影像的空间分辨率提高明显。
5.螺距在中低端CT,螺距增大层厚膨胀明显,z轴空间分辨率降低。
6.重建算法分骨算法、软组织算法、标准算法以及若干中间算法。
骨算法空间分辨率高,但密度分辨率降低;软组织算法密度分辨率高,但空间分辨率降低。
应根据不同影像效果需要,选择相应算法。
(三)影响密度分辨率的因素1.剂量剂量影响噪声,进而影响低密度分辨率。
2.层厚层厚越薄,图像的空间分辨率越高,但由于探测器所获得的X线光子数减少,CT图像的密度分辨率下降。
增加层厚,探测器所获得的X线光子数就增多,密度分辨率提高,而空间分辨率下降。
3.体素影像像素对应的体素大,密度分辨率高;反之降低。
4.重建算法软组织算法有利于提高密度分辨率,但影响空间分辨率。
(四)伪影主要有运动伪影和高密度伪影。
运动伪影是由于病人不合作,脏器的不自主运动引起。
运动的伪影常产生粗细不等、黑白相间的条状伪影和叉状伪影。
扫描组织中有金属、坚硬骨组织、相邻部位密度差太大(气泡)所引起。
(五)部分容积效应CT影像各像素的CT数值代表相应体积元中各种组织的平均密度。
CT成像质量影响因素及简易测试方法摘要:CT(Computed Tomography),指电子计算机断层扫描。
它是1967年由英国工程师Hounsfield发明,1972年开始应用于临床。
CT成像基本原理是相对均匀的X线束照射人体不同检查部位的组织、器官,因其密度、厚度等差别产生不同的衰减,导致探测器接收透过该层面的剩余X线量的不同,转变为不同强度的可见光后,由光电转换器转为电信号,再经模拟/数字转换器转为数字信号,输入计算机处理成不同的灰阶的相应的人体组织、器官的CT成像,当人体产生疾病后,其不同密度的病理组织同样能被CT设备所检出,这就是CT能够检出病变的基本原理。
由于CT的工作原理较为复杂,这就对放射科技师的技术要求要高,技师不仅要具备基本的控制CT扫描图像质量的方法,还要掌握多种行之有效的方式方法。
本文主要研究CT技师如何保证扫描图像的质量,并提出具体可行的方法。
关键词:CT;图像质量;方法随着经济的快速发展,医学水平不断提高,CT技术也不断地成熟。
如多排螺旋CT技术在临床诊断中的应用无论在扫描范围、成像速度、成像质量上都有显著的成果。
再如灌注CT技术和PET(正电子发射型计算机断层显像)/CT的不断发展使得CT扫描技术有了更为广泛的应用前景。
无论CT扫描成像的技术有多先进总会受到各种各样的因素干扰,影响成像质量,不利于医生的准确诊断。
所以CT成像质量有专业的评价标准。
1 CT图像质量评价标准1.1 空间分辨率空间分辨率是成像的量化指标,是用来衡量CT成像质量的一个重要参数。
一般情况下高对比度空间分辨率采用的是调制传递函数来描述,CT成像的调制传递函数和X射线焦点机检测器的孔径大小、重建算法有密切关系,与扫描物体大小和X射线量没有关系。
1.2 噪声噪声主要是指在ct扫描成像过程中亮度水平的波动。
噪声一般会在X射线光子发射过程中或者是吸收转化中出现,限制了系统的检测能力。
信号噪声在被重建算法滤波之后会以影像噪声的形式出现在CT图像上。
探讨CT影像质量的影响因素摘要】目的:对CT影像质量的影响因素进行分析探讨,为今后的临床工作提供有价值的参考信息。
方法:随机抽取近期来我院检查的500个CT影像,以日常工作经验积累为依据,总结归纳影响CT影像质量的因素。
结果:通过对各种影响因素进行分析,总结影响CT影像质量的因素包括有主观因素、客观因素两个方面,并依据影响因素提出了解决方法和措施。
结论:优质的CT图像质量,对于疾病诊断具有重要价值,总结分析影响质量的因素,采取有效手段进行改进,提高图像质量,为临床诊断工作提供更加可靠的参考信息。
【关键词】 CT影像;影响因素;图像质量;临床价值【中图分类号】R446 【文献标识码】A 【文章编号】2095-1752(2016)02-0064-02临床诊断工作中,CT检查属于一项高端的医学影像技术,在临床疾病的诊断工作中发挥了重要的作用。
近几年随着医学技术的不断发展和日渐完善,CT在临床的应用越来越广泛,特别是在肿瘤疾病的诊断工作中,发挥了极为重要的作用。
临床工作中,高质量的CT图像可为临床提供可靠的、准确的诊断依据[1]。
本次研究中出于对CT影像质量的影响因素进行分析探讨从而为今后的临床工作提供有价值的参考信息的目的,随机抽取近期500个CT影像,以日常工作经验积累为依据,总结归纳了影像CT影像质量的因素,结果如下所示。
1.主观因素影响CT影像和照片质量的主观因素主要包括有责任心不强、业务能力不足两个方面。
1.1 责任心不强责任心不强主要表现在工作精力不集中、操作不规范、做事不细致等。
具体表现和解决的方法包括以下几点[2]:① 摆位不正确,左右不对称,定位不准确。
在操作过程中必须严格按照操作规程进行,对各系统的解剖位置熟悉,并对各检查部位的正确摆放姿势予以准确掌握。
②输入信息错误、检查部位设置的默认条件差错等。
在进行检查前应做好三查七对,核实病人的信息,包括患者的姓名、性别、年龄、受检部位、病人ID号等,若是医务工作者责任心不强,则很容易造成张冠李戴,导致有病者成没病,没病者有病,或者是出现检查部位差错等情况,可引起医疗事故。
CT图像影响因素姓名:刘龙霏影像081CT图像影响因素众多,包括部分溶剂效应,空间分辨力,密度分辨力,相机条件设定和胶片处理等1、部分容积效应:由于CT扫描的X线束所经过的组织有一定厚度,同一扫描层面的垂直厚度内含有两种以上不同密度组织相互重叠时,这些位置的像素所获得的CT值不能如实反映其中任何一种组织的X线衰减值,这种现象被称为部分容积效应。
由于部分容积效应的存在,当被扫描的正常组织或病变组织直径小于层厚时,或当某种组织仅占据层厚的一部分而不是扫描层厚内完全是此种组织时,CT图像中虽也能显示,但CT值已不能真实反映该组织的密度,而是它及与其在同一层厚内的相邻组织密度的平均值。
如相邻组织密度高于该组织,CT图像上所测得的CT值就比该组织的实际值要高,反之则低,这就影响了CT图像的正确诊断。
所以当CT图像中病变组织直径小于层厚时,要及时改变层厚,使其小于病变的直径再行扫描,以获得更为正确的组织密度。
如当层厚大于视神经时,虽然CT图像上能显示视神经,但此时测得的视神经的CT值因实际是视神经和部分眶内脂肪CT值的平均值而低于真正的视神经CT值。
相邻两个不同密度组织的斜行交界部如同时处于一个层厚内,即同一层厚内垂直方向同时包含这两种斜行的组织时,不仅CT图像上显示的交界处的CT值会失真,两者的交界也会失真而变得模糊不清。
这种部分容积效应也称为周围间隙现象。
如当层厚较厚(如10mm)时,肝肾交界处无论肝一侧边缘的CT值还是肾一侧边缘的CT值均会失真,肝肾交界处也变得模糊不清,看不到实际存在于二者间的脂肪间隙。
在层面内斜行的中脑导水管、侧脑室下(颞)角轮廓显示不清就是这种原因。
2、空间分辨力(spatial resolution):空间分辨力就是图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨能力。
通常用每厘米内的线对数(1p)来表示,线对数越高,表明空间分辨力越强(目前高档CT的空间分辨力已达到24lp/cm)。
矩阵(matrix)是影响空间分辨力的重要因素,矩阵越大,像素就越小,空间分辨力就越高。
影响图像质量的因素影响图像质量的因素为了保证CT的图像质量,CT使用者应当了解影响图像质量的因素,以便在操作中灵活恰当地应用这些参数组合,争取获得最佳图像质量,同时保持最低辐射剂量。
一、CT基本扫描模式1.步进式扫描(incremental scan)最基本的CT扫描方式,也称为轴位扫描:扫描时检查床不动,设定探测器准直宽度后启动曝光,球管围绕人体旋转一圈,采集到一个准直宽度厚的严格圆柱层块的全部数据,然后重建出该层块的一幅图像;移床后可以重复该过程完成第二层块图像的成像。
单层常规CT 步进式扫描的特点是一次采集重建一幅图像,层厚等于准直;上述过程的多次重复方能完成一个部位的检查。
多层CT的步进式扫描与单层CT的不同是每一次扫描可以同时进行若干排探测器组合的数据采集,从而同时获得若干层图像。
前置门控心血管扫描(心脏、冠状动脉、大血管)也是应用步进式扫描。
与单层CT 不仅扫描的另一个不同是多层CT的步进式扫描在采样模式上与螺旋扫描相同,是三维采样,前者是二维采样。
2.螺旋扫描(spiral or helical scan)螺旋扫描是在滑环技术应用的基础上发展起来的一项新的扫描方式。
扫描过程中X线球管围绕机架连续旋转曝光,曝光的同时检查床同步匀速移动,探测器同时采集数据, 由于扫描轨迹呈螺旋状,故称螺旋扫描。
螺旋扫描的特点是将传统常规CT 的二维采集数据发展为三维采集。
一次采集到一个厚度大于准直宽度的长圆柱数据块(容积采集获得容积数据)。
多层螺旋CT的一个不容忽视的优势,就是采集数据的重复应用。
可以反复设定不同的层厚、重建间隔、视野、重建中心、滤过函数等参数重建图像,而不必重新扫描。
二、影响图像质量的参数CT影像质量主要依赖于两种参数,一是与剂量相关的参数,二是与影像处理和影像观察条件相关的参数,这两者与硬件相关。
剂量相关参数有曝光因素、层厚、螺距、扫描时间和检查容积。
处理参数包括视野、重建矩阵大小、重建算法和与影像观察相关的窗技术的设定。
CT图像影响因素姓名:刘龙霏影像081CT图像影响因素众多,包括部分溶剂效应,空间分辨力,密度分辨力,相机条件设定和胶片处理等1、部分容积效应:由于CT扫描的X线束所经过的组织有一定厚度,同一扫描层面的垂直厚度内含有两种以上不同密度组织相互重叠时,这些位置的像素所获得的CT值不能如实反映其中任何一种组织的X线衰减值,这种现象被称为部分容积效应。
由于部分容积效应的存在,当被扫描的正常组织或病变组织直径小于层厚时,或当某种组织仅占据层厚的一部分而不是扫描层厚内完全是此种组织时,CT图像中虽也能显示,但CT值已不能真实反映该组织的密度,而是它及与其在同一层厚内的相邻组织密度的平均值。
如相邻组织密度高于该组织,CT图像上所测得的CT值就比该组织的实际值要高,反之则低,这就影响了CT图像的正确诊断。
所以当CT图像中病变组织直径小于层厚时,要及时改变层厚,使其小于病变的直径再行扫描,以获得更为正确的组织密度。
如当层厚大于视神经时,虽然CT图像上能显示视神经,但此时测得的视神经的CT值因实际是视神经和部分眶内脂肪CT值的平均值而低于真正的视神经CT值。
相邻两个不同密度组织的斜行交界部如同时处于一个层厚内,即同一层厚内垂直方向同时包含这两种斜行的组织时,不仅CT图像上显示的交界处的CT值会失真,两者的交界也会失真而变得模糊不清。
这种部分容积效应也称为周围间隙现象。
如当层厚较厚(如10mm)时,肝肾交界处无论肝一侧边缘的CT值还是肾一侧边缘的CT值均会失真,肝肾交界处也变得模糊不清,看不到实际存在于二者间的脂肪间隙。
在层面内斜行的中脑导水管、侧脑室下(颞)角轮廓显示不清就是这种原因。
2、空间分辨力(spatial resolution):空间分辨力就是图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨能力。
通常用每厘米内的线对数(1p)来表示,线对数越高,表明空间分辨力越强(目前高档CT的空间分辨力已达到24lp/cm)。
矩阵(matrix)是影响空间分辨力的重要因素,矩阵越大,像素就越小,空间分辨力就越高。
第十章 CT的成像质量和影响因素图像的质量这一范畴我们以前已有所涉及,其要求也并非只针对CT,常规X线摄影也有图像质量这一概念,如空间分辨率、几何分辨率、噪声等。
在CT中,有一些性能指标和参数被用来衡量图像的质量如:空间分辨率、密度分辨率、噪声、伪影和图像的畸变。
这些性能指标中的每一项一般都受多种因素的影响,有些并且是相互关联的。
总体说来,CT成像最终图像质量的优劣受到下述一些因素的影响,它们是成像处理的方法、成像设备的几何性能、扫描时物体的运动、被扫描物体本身的对比度、所使用胶片的对比度、图像采集设备的性能(如照相机或监视器)、X球管焦点的尺寸、观看图像的环境条件和观看者本身之间的差异。
一、CT图像的质量和衡量指标1.CT图像质量的基本概念在讨论CT图像质量之前,我们将先讨论有关图像质量的一些基本概念。
(1)物体对比度(∆CT)物体对比度(图10-1)是相邻两个物体之间在图像中的显示能力,在CT成像中,其与物体的大小、重建的算法和窗的设置有关。
CT值大于100HU时的对比度差,称为高对比度;CT值小于10HU时的对比度差,称为低对比度。
其用公式表示即:μ1-μ2∆CT = |CT1-CT2| = [−−−]⨯ 1000(HU) (10-1)μwater式中∆CT为物体对比度。
(2)图像对比度(∆H)图像对比度是重建后的图像与CT值有关的亮度差(∆H)。
其用公式表示即为:μ1-μ2∆H = |H1-H2| = K ⨯[−−−]⨯ 1000(HU) (10-2)μwater式中∆H为图像对比度。
(3)对比度比值(K)对比度的比值等于:图像对比度(∆H)K = −−−−−−−−(10-3)物体对比度(∆CT)根据物体的大小和重建算法的不同,我们可以得出以下结论:对于一个较大的物体,其对比度比值不变(K = 1);对于一个较小的物体,其图像对比度下降(K < 1);如采用软组织算法(Soft),图像的对比度下降(K < 1);如采用边缘增强算法(High),图像的对比度增加(K > 1)。
除了物体的大小和重建算法外,窗的设置也影响图像的对比度,但是不影响CT值的测量。
(4)接受器分辨率图10-1 物体对比度和图像对比度接受器分辨率包括图像监视器和胶片,它们很容易与空间分辨率与密度分辨率相混淆。
CT中的空间分辨率概念只指CT机本身由于系统接收和传递过程中所产生的分辨率,它与接收器的分辨率无关;但是接收器分辨率的优劣也影响CT机的空间分辨率,如果监视器或胶片的分辨率低于CT机的分辨率,那么再高的系统分辨率也无法在图像上得到体现。
在实际应用中,CT的图像质量受一些因素的影响,大致归纳有以下一些:X射线源发出的射线束的性质、射线束的剂量大小、被检物体的穿透特性、扫描所使用的层厚、扫描中产生的散射线、模数转换的效率、像素的尺寸大小、图像重建的算法和显示分辨率。
CT中的图像质量还可以下述代数式表示:σ2(μ)= kT/(td3R) (10-4)式中σ(μ)是噪声涨落的标准差。
它是由于噪声而产生的平均吸收系数μ值的变量,T是由于被检物体组织的成分和分布所产生的穿透特性,t是扫描层厚,d是像素尺寸大小,R是扫描剂量,k是皮肤剂量和吸收剂量的转换常数。
根据上述等式,部分参数是相对固定无法改变的,如物体的穿透特性、层厚,但我们可以改变像素的大小、射线的剂量使图像的质量得到改善。
2.图像质量的测试方法(1)分辨率测试图像质量的可用一些方法测试,它们是:点分布函数(PSF)、线分布函数(LSF)、对比度传递函数(CTF)和调制传递函数(MTF),其中,MTF是目前最常用的测试空间分辨率的方法,它不仅在CT中应用,也用于常规X线摄影。
PSF测试是以物体中的一个点为单位,经成像后该点的失真程度,即该点大小、形状的改变。
空间分辨率是测试点分布函数最大半值宽度,最大半值宽度又称为半值全宽(FWHM),这一术语我们在CT中有关空间分辨率的论述中经常见到。
LSF也是测试成像系统失真的一种方法,其主要是指一个线条状的物体经成像后还原的失真,形成线条状物体的扩散。
CTF又称为对比度响应函数,主要是用来测试成像系统的对比度。
CTF的定义是:一个线条状的分辨率测试模板经射线照射成像后,如果我们将测试图像中的线条看作是模板中线条长度的函数,那么相邻两条线密度的差值即为CTF。
MTF的测试方法可由LSF通过傅立叶变换方法得到。
MTF测试时,先要将被测试物转换为频率(图10-2),测试结果的光学密度被用来表示图像质量的衰退程度,如果MTF等于1,即说明物体被精确地复制,相反如果MTF等于0,则说明无任何图像信息被传递。
根据上述方法,我们可以画出MTF的曲线图(图10-3)。
在实际应用中,如果某台CT扫描机的空间频率为15LP/cm,图10-2 空间频率与图像清晰度的关系那么该CT应该能分辨一个0.3mm的物体(1/15LP/cm = 10/15 LP/mm =0.6 mm/LP = 0.3mm/线),或采用简单的数学式5÷LP/cm = 线径(mm)。
(2)体模测试体模是CT图像质量测试一个非常有用的工具,它可以测试很多与CT质量有关的性能指标。
一般,CT制造厂家会随CT机提供给用户一些测试体模,最基本的体模如水模、分辨率测试体模等。
有一些常用的体模如水模、空间分辨率体模、密度分辨率体模和层厚测试体模如图10-4所示。
其中水模至少包括三种类型,直径30cm代表成人体部的水模、直径20cm代表成人头部的水模和直径15cm代表小孩头部的水模,另外还有图10-3 根据图10-2得到的MTF曲线直径10cm代表四肢的水模,但这种类型的水模在实践中较少使用。
分辨率体模有两种,一个是高对比分辨率体模,另一个是低对比分辨率体模,这两种体模很有用,在图像质量测试中经常用到。
层厚测试体模各厂家的设计可有所差别,但目的都一样,是测试CT扫描层厚图10-4 CT质量测试的几种常用模体的准确性。
其它还有一些专用的测试体模和工具,我们将在CT质量控制章节测试方法中进一步介绍。
3.空间分辨率空间分辨率(Spatial Resolution)又被称为高对比度分辨率(High Contrast Resolution),是在高对比度情况下(∆CT>100HU)区分相邻最小物体的能力,它是测试一幅图像质量的量化指标,其结果通常以毫米(mm)为单位或每厘米的线对数(LP/cm)表示。
空间分辨率受两大因素的影响,它们是CT成像的几何因素和图像重建的算法。
其中成像几何因素是指成像过程中与数据采集有关的元器件和参数的设置,它们包括球管焦点的尺寸、探测器孔径的大小、扫描层厚、焦点扫描野中心和探测器距离以及采样距离;重建算法主要是指图像重建过程中采用的不同算法,如平滑(软组织)算法、边缘增强(高分辨率)算法。
空间分辨率通常采用两种方法来测试和表示。
一是采用成对排列、黑白相间的分辨率测试体模或由大到小排列的圆孔测试体模测试表示;其次是采用调制传递函数(Modulation Transfer Function,MTF)测试表示。
采用黑白线条体模测试以线对数(LP/cm)表示,而用圆孔体模测试则以毫米线径数(mm)表示。
4.密度分辨率密度分辨率(Density Resolution)又称低对比分辨率(Contrast Resolution),是在低对比度情况下(∆CT<10HU)分辨物体微小差别的能力。
密度分辨率常以百分单位毫米数表示(%/mm),或以毫米百分单位表示(mm/%)。
通常CT机密度分辨范围为0.25~0.5%/1.5~3mm,大多数CT机在头颅扫描时能分辨0.5%/2mm的密度差(表10-1)。
密度分辨率往往还与测量时所采用的剂量大小有关,在选购CT机时,还应注意厂商在测量密度分辨率时所采用的剂量大小。
表10-1 七种型号CT机的密度分辨率CT机型号密度分辨率Elscint CT-Twin 0.25%/3mmPicker PQ2000 0.35%/1.5mmToshiba TCT-900S/X 0.5%/2mmSiemens Somatom Plus-s 0.3%/2.5mmPhilips Tomoscan SR 0.35%/3mmGE Highspeed 0.25%/2.5mm图10-5 人体中三种主要组织的密度(p)和原子序数(z)在常规X线摄影中,我们通常无法得到如此高的密度分辨率。
如图10-5所示,常规X 线摄影只能在骨和软组织之间区分,因为肌肉和脂肪的密度和原子序数太接近,它们的原子序数分别为13.8和7.4,X线的记录介质只能笼统地把这些组织显示为软组织阴影。
而CT的低对比度分辨率要大大优于常规X线摄影,CT能对密度差别非常小的组织成像,X线摄影的低对比度分辨率约为10%。
密度分辨率受扫描层厚、像素噪声、重建算法、光子的数量、物体的大小、物体的对比度和系统MTF的影响,其中像素噪声是主要影响因素。
像素噪声的定义是匀质水模一限定范围内CT值的标准偏差,它是在匀质断面图像中像素的点与点之间CT值的随机波动和它的平均值离散的测量。
如果没有像素噪声,那么系统MTF将足够表述密度分辨率。
噪声可通过增加X线的光子数量,即增加扫描条件得到改善,日常工作中采用小的层厚须加大扫描剂量,就是因为小的层厚减少了X线的光子量。
另外,病人的体型大小也影响了射线的衰减,使到达探测器的光子数量减少,从而影响了密度分辨率。
重建算法对密度分辨率和空间分辨率的影响是一对矛盾,边缘增强算法使图像的边缘更清晰、锐利,但降低了图像的密度分辨率;而平滑算法提高了密度分辨率,边缘、轮廓表现不及边缘增强算法。
CT系统密度分辨率的测量采用排列成行的数排不同大小的圆孔体模(图10-4)。
与常规影像设备比较CT具有更高的密度分辨率,这是因为:CT图像层面的上下没有重叠,X射线束高度准直散射线少和采用了高灵敏度的探测器。
5.噪声噪声是一均匀物质扫描图像中各点之间CT值的上下波动,也可解释为是图像矩阵中像素值的标准偏差。
噪声水平是对比度或CT值的百分比,在实际使用中,通常是以一划定大小的兴趣区来表示,平均值和标准偏差(Standard, SD)在图像一侧显示。
∑(X i– X)2噪声(σ)=n – 1 (10-5)式中n是一限定范围内像素值总数,X i是第n个像素值,X是像素值平均数,上式表示重建图像CT值的统计学播散。
(1)噪声水平噪声水平是指CT值总数的百分比,如±1000 CT值的标准偏差是3,那么噪声水平可由下式求得:3噪声水平(%)= × 100 = 3/10 = 0.3% (10-6)1000即3个单位的噪声相当于0.3%的噪声水平。