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第八章X射线计算机体层成像教学大纲要求掌握体层、像素、体素、扫描与投影、CT值、灰度、X－CT重建图像原理、窗口技术、窗宽和窗位；熟悉X－CT扫描方式、图像的再加工处理；了解评价图像质量的参数、X－CT的伪像及X－CT的展望。
重点和难点X-CI图像重建原理、窗口技术，以及图像重建数学方法中的卷积和滤波反投影法。
教学要点本章主要介绍X－CT的基本原理、图像重建方法、扫描方式与窗口技术等。
一、X-CT的数理基础X射线计算机体层成像(X-ray transmission computed tomography，X－CT)是指运用一定的物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用一定数学方法，经电子计算机处理，求解出衰减系数值在人体某剖面上的二维分布矩阵，再应用电子技术把此二维分布矩阵转变为图像画面上的灰度分布，从而实现建立断层图像的现代医学成像技术。
X－CT像的本质是衰减系数成像。
建立X－CT像的指导思想是，围绕如何确定衰减系数值在人体内的分布，从而选择恰当的理论、方法和技术。
1．体层、像素、体素(1)体层体层指的是受检体中的一个薄层，也称之为断层，此断层的两个表面可粗略视为是平行的平面。
(2)像素像素(piXel)是指构成图像的这些“点子”，即构成图像的基本单元。
对于二维图像来说，这些像素就是图像平面的面积元。
(3)体素体素(voxel)是指在受检体内欲成像的层面上按一定的大小和一定的坐标人为划分的小体积元。
需要注意的是各体素的坐标排序一定要与各像素的坐标排序相同，亦即体素与像素在坐标上要一一对应。
实际中划分体素是对扫描野(受检体所在的接受扫描的空间)进行划分。
划分的方案可以有多种，比如有：160×160(=25 600个体素)、320×320(=102 400个体素)、256×256(=65 536个体素)、512×512(=262 144个体素)等划分。
第五章 X线计算机体层成像设备§5-1 X线-CT发展历史PPT3：德国物理学家于1895年发现了X-Rays的发现。
PPT4：普通X线成像是一种重叠的二维影像。
PPT5：CT的出现消除了普通X线成像的缺点。
1972年，科学家毫斯菲尔德和阿姆布劳斯在英国放射学年会上发表正式论文，宣告了CT的诞生。
PPT6：CT的发展简史。
PPT7：CT是怎样的呢？对比：普通X线检查方法和普通X线图像。
CT检查方法和CT图像。
PPT9：CT图像的进步。
像素的大小；像素的多少；PPT10：三维成像。
CT成像与传统的x线成像相比，具有以下特点：1、具有较高的X线利用率：传统X线摄影，由于照射面积大，到达胶片的散射线多，使影像变得模糊；CT成像中，由于使用窄形X线束，大部分的散射线被排除掉，并有后准直器进一步滤除窄形线束内的X 线散射线，提高了X线的检测能力和利用率以及影像的清晰度。
2、能显示人体某一层面上的器官或组织的解剖结构：由于CT成像中消除了人体内器官或组织结构间的相互重叠影像，故能准确的反映体层平面上器官或组织的解剖结构。
3、能分辨人体内器官或组织密度细小的变化：由于CT成像在获取图像信息时，克服了人体内器官或组织结构间的相互重叠影像和散射线的干扰，又经过高精度的图像重建计算，从而提高了对器官或组织密度的分辨能力，使传统的X线摄影难以区分的低对比度的软组织结构清晰可见，能够反映器官或组织的细小密度差异，从而提高了诊断能力。
§5-2 X线-CT成像原理一、CT是怎样工作的？X线球管发出的X线经过准直器准直后，得到一束接近单能的扇形X线束，穿过人体被X线探测器接收，探测器输出与X线照射强度成正比的模拟电信号，经过放大电路放大后，再进行A/D转换得到数字信号，由计算机进行图像重建处理，最后得到数字X线影像。
二、与CT成像有关的一些基本概念１、体层：它是受检体中的一个薄层，薄层的两面可以视为是平行的平面。
x线成像原理X线成像原理X线成像是一种通过穿透物体的X射线来获得物体内部结构信息的技术。
它在医学、工业、安检等领域起着重要的作用。
本文将介绍X 线成像的原理。
X射线是电磁波的一种，它具有很短的波长和高能量。
当X射线通过物体时，会与物体内部的组织和结构发生相互作用，产生散射和吸收。
因此，X射线成像的原理是基于X射线被物体吸收和散射的不同程度来获取物体内部结构的信息。
首先，需要生成一束平行的X射线。
为了做到这一点，常见的方式是使用X射线管。
X射线管由阴极和阳极组成，阴极通过电子的加速和碰撞产生X射线。
这些X射线被阳极发射出来，并形成一束平行的射线。
这束平行的射线在物体上产生投射。
当X射线通过物体时，部分射线会被物体内部的组织或结构吸收，另一部分则会经过散射。
被吸收的X射线将无法到达探测器，而经过散射的X射线则可能改变方向并达到探测器。
探测器可以测量到达它的射线的强度。
接下来，需要将探测器测量到的射线强度转化为图像。
这一过程中常用的技术是计算机断层成像（CT）或放射片成像。
计算机断层成像通过多个X射线在不同角度下对物体进行扫描，并将得到的数据输入到计算机中进行处理和重建。
放射片成像则是将探测器测量到的射线强度直接投影到感光片上，形成影像。
在图像生成过程中，需要注意尽量减少因散射产生的噪声。
散射是由于X射线与物体内部结构相互作用而产生的。
减少散射的方法可以是增加物体与探测器之间的距离，或者使用散射校正技术进行处理。
总的来说，X线成像是一种通过X射线的吸收和散射来获取物体内部结构信息的技术。
它通过X射线管产生一束平行的X射线，然后通过探测器测量射线的强度，最后将测量结果转化为图像。
X线成像在医学诊断、工业检测和安全检查等领域中具有广泛的应用前景。
X线成像理论中级专业知识体层成像原理体层摄影是摄取人体内某一平面上一定厚度的一层组织影像的摄影方法。
在CT问世之前，是唯一能提供人体层面图像的X线检查方法。
随着CT技术的迅速发展，传统体层摄影使用逐渐减少。
但一种数字合成体层成像（digital tomosynthesis）又在发展中，这为体层成像技术注入了新的生机。
一、体层摄影原理在普通X线摄影中，要得到肢体的清晰影像，必须在曝光中使X线管、肢体和接受介质保持严格固定。
有一个因素产生晃动影像即模糊。
体层摄影就利用了这一基本原理，使指定层在曝光中与X线管、接受介质保持相对静止关系，所以能得到其清晰影像。
指定层外组织与X线管、接受介质相对运动，所以被模除。
体层摄影过程：在曝光过程中，X线管、接受介质在连杆带动下，绕相当于人体指定层面高度的轴心作反方向匀速协调运动。
这样，相当于转动轴心高度且始终与接受介质平行的那一层组织，在接受介质上的投影点始终保持相对固定，放大量始终一致，就能在介质上清晰成像。
其他层面上组织的投影点不能保持固定，而被模除。
这一相对协调运动称作体层运动。
二、体层成像的几个基本概念1．曝光角指体层摄影曝光期间，X线中心线以转动支点为顶点形成的夹角。
或曝光期间连杆摆过的角度。
2．体层厚度曝光角固定时，离指定层越远层面上组织在成像介质上投影的移动量越大，被模除的越彻底。
最后在照片上成像的是指定层附近一薄层组织的X线像。
该薄层组织的厚度即为体层厚度。
其他层面上组织的影像被模除而形成均匀的背景密度。
指定层外一定距离上的组织，其影像被模除的程度与曝光角有关。
曝光角越大其被模除的程度越大。
即照片上清晰影像所对应的组织厚度随曝光角的增大而变薄。
3．体层运动轨迹曝光中X线管焦点的移动平面的投影，叫做体层运动轨迹。
当连杆在平面内摆动时，X线管焦点也在该平面内移动，其运动轨迹必然是一条直线。
当连杆以立体角运动时，焦点运动轨迹可能是圆、椭圆、内圆摆线等。
具有两种以上运动轨迹的体层摄影装置称作多轨迹体层装置。
X线成像理论中级专业知识体层成像原理体层摄影是摄取人体内某一平面上一定厚度的一层组织影像的摄影方法。
在CT问世之前，是唯一能提供人体层面图像的X线检查方法。
随着CT技术的迅速发展，传统体层摄影使用逐渐减少。
但一种数字合成体层成像（digital tomosynthesis）又在发展中，这为体层成像技术注入了新的生机。
一、体层摄影原理在普通X线摄影中，要得到肢体的清晰影像，必须在曝光中使X线管、肢体和接受介质保持严格固定。
有一个因素产生晃动影像即模糊。
体层摄影就利用了这一基本原理，使指定层在曝光中与X线管、接受介质保持相对静止关系，所以能得到其清晰影像。
指定层外组织与X线管、接受介质相对运动，所以被模除。
体层摄影过程：在曝光过程中，X线管、接受介质在连杆带动下，绕相当于人体指定层面高度的轴心作反方向匀速协调运动。
这样，相当于转动轴心高度且始终与接受介质平行的那一层组织，在接受介质上的投影点始终保持相对固定，放大量始终一致，就能在介质上清晰成像。
其他层面上组织的投影点不能保持固定，而被模除。
这一相对协调运动称作体层运动。
二、体层成像的几个基本概念1．曝光角指体层摄影曝光期间，X线中心线以转动支点为顶点形成的夹角。
或曝光期间连杆摆过的角度。
2．体层厚度曝光角固定时，离指定层越远层面上组织在成像介质上投影的移动量越大，被模除的越彻底。
最后在照片上成像的是指定层附近一薄层组织的X线像。
该薄层组织的厚度即为体层厚度。
其他层面上组织的影像被模除而形成均匀的背景密度。
指定层外一定距离上的组织，其影像被模除的程度与曝光角有关。
曝光角越大其被模除的程度越大。
即照片上清晰影像所对应的组织厚度随曝光角的增大而变薄。
3．体层运动轨迹曝光中X线管焦点的移动平面的投影，叫做体层运动轨迹。
当连杆在平面内摆动时，X线管焦点也在该平面内移动，其运动轨迹必然是一条直线。
当连杆以立体角运动时，焦点运动轨迹可能是圆、椭圆、内圆摆线等。
具有两种以上运动轨迹的体层摄影装置称作多轨迹体层装置。
第八章X射线计算机体层成像教学大纲要求掌握体层、像素、体素、扫描与投影、CT值、灰度、X－CT重建图像原理、窗口技术、窗宽和窗位；熟悉X－CT扫描方式、图像的再加工处理；了解评价图像质量的参数、X－CT的伪像及X－CT的展望。
重点和难点X-CI图像重建原理、窗口技术，以及图像重建数学方法中的卷积和滤波反投影法。
教学要点本章主要介绍X－CT的基本原理、图像重建方法、扫描方式与窗口技术等。
一、X-CT的数理基础X射线计算机体层成像(X-ray transmission computed tomography，X－CT)是指运用一定的物理技术，以测定X射线在人体内的衰减系数为基础，采用一定数学方法，经电子计算机处理，求解出衰减系数值在人体某剖面上的二维分布矩阵，再应用电子技术把此二维分布矩阵转变为图像画面上的灰度分布，从而实现建立断层图像的现代医学成像技术。
X－CT像的本质是衰减系数成像。
建立X－CT像的指导思想是，围绕如何确定衰减系数值在人体内的分布，从而选择恰当的理论、方法和技术。
1．体层、像素、体素(1)体层体层指的是受检体中的一个薄层，也称之为断层，此断层的两个表面可粗略视为是平行的平面。
(2)像素像素(piXel)是指构成图像的这些“点子”，即构成图像的基本单元。
对于二维图像来说，这些像素就是图像平面的面积元。
(3)体素体素(voxel)是指在受检体内欲成像的层面上按一定的大小和一定的坐标人为划分的小体积元。
需要注意的是各体素的坐标排序一定要与各像素的坐标排序相同，亦即体素与像素在坐标上要一一对应。
实际中划分体素是对扫描野(受检体所在的接受扫描的空间)进行划分。
划分的方案可以有多种，比如有：160×160(=25 600个体素)、320×320(=102 400个体素)、256×256(=65 536个体素)、512×512(=262 144个体素)等划分。
X线成像结构与原理X射线成像是一种用于查看内部结构和组织的无创检测方法。
它是通过将X射线束传播到物体，并通过检测与物体相互作用的X射线的方式来生成图像。
这种成像技术广泛应用于医学诊断、工业检测和安全检查等领域。
X射线成像的原理基于X射线与物质的相互作用。
X射线是电磁波谱中具有较短波长的一部分，在穿过物体时会与物体中的原子发生相互作用。
不同组织和物质对X射线的吸收能力不同，从而产生了成像中的对比度。
X射线成像的结构主要由发射器、物体和探测器组成。
发射器是产生X射线的装置，通常使用X射线管。
X射线管由阴极和阳极组成，通过对阴极施加高电压，从而使阴极发射出电子。
这些电子会加速并与阳极碰撞，并通过碰撞产生X射线。
通过调节供电电压和电流，可以控制X射线的能量和强度。
物体是要成像的目标，可以是人体、动物、工件等。
当X射线穿过物体时，会与物体中的组织和物质发生相互作用，被吸收、散射或穿透。
不同组织和物质对X射线的吸收能力不同，产生了成像上的对比度。
探测器是用于测量与物体相互作用的X射线的装置。
目前常用的探测器有图像增强器、CCD探测器和闪烁屏幕。
其中，CCD探测器是最常见的一种，它可以将X射线转化为电信号，并通过电信号的强弱生成图像。
通过调整探测器的灵敏度和分辨率，可以获得更清晰、详细的图像。
在成像过程中，X射线从发射器发出后穿过物体并到达探测器。
探测器会将通过物体的X射线转化为电信号，并通过信号处理系统进行放大、滤波和放大操作。
最后，信号经过处理后被转换为可视化的图像。
X射线成像有许多优点，如无需接触物体，信息获取速度快，可以检测到人体或物体的内部结构和病变。
然而，X射线成像也有一些限制，如对辐射的安全性要求高，不适用于一些特定组织和物质。
因此，在使用X 射线成像时需要进行辐射剂量控制和保护措施。
总的来说，X射线成像是一种重要的无创检测技术，可以用于医学、工业和安全检查等领域。
通过了解X射线成像的结构和原理，人们可以更好地理解其工作原理，并在实际应用中进行调整和优化。
