多层螺旋CT的工作原理
【文献标识码】 B 【文章编号】 1726-7587(2004)05-0738-02
随着核医学和医学影像学技术的不断进步和发展，许多不同功能和特性的高技术产品经优化组合后应用于临床，为医学研究和临床诊断提供了极大的便利。正电子发射体层———多层螺旋CT图像融合全扫描装置(简称PET-CT)就是将CT和PET两种不同成像原理的设备有机、互补地结合在一起，各自发挥优点、弥补不足，从而获得一种反映人体解剖图像与反映人体分子代谢情况的功能图像完全融合的全新影像学图像。PET-CT集高灵敏度、高特异性的先进核医学技术与高清晰度、高组织分辨率的多层螺旋CT于一身。把核医学影像从Nu-Clear image(原意为核医学影像图像，由于图像清晰度差，被戏称为不清晰图像)提高到了Clear image(清晰图像)的水平。PET-CT融合图像对疾病的早期诊断、病灶定性、手术和放射计划治疗定位、小病变的诊断与鉴别以及一些目前仍不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要价值，是当前国内外核医学影像学的最新发展方向。
, http://www.100md.com
1 CT工作原理
CT的基本原理是图像重建，根据人体各种组织(包括正常和异常组织)对X射线吸收不等这一特性，将人体某一选定层面分成许多立方体小块(也称体素)X射线穿过体素后，测得的密度或灰度值称为像素。X射线束穿过选定层面，探测器接收到沿X射线束方向排列的各体素吸收X射线后衰减值的总和，为已知值，形成该总量的各体素X射线衰减值为未知值，当X射线发生源和探测器围绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法求出每一体素的X射线衰减值并进行图像重建，得到该层面不同密度组织的黑白图像。
2 螺旋CT工作原理
螺旋CT突破了传统CT的设计，采用滑环技术，将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转，扫描床同步匀速递进(传统CT扫描床在扫描时静止不动)，扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。多层螺旋CT的特点是探测器多层排列，是高速度、高空间分辨率的最佳结合。多层螺旋CT的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。每个单元只有0.5、1或1.25mm 厚，最多也只有5mm厚薄层扫描探测器的光电转换效率高达99%能连续接收X射线信号，余辉极短，且稳定性好。多层螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描，图像质量好，成像速度快，具有很高的纵向分辨率和很好的时间分辨率。与单层螺旋CT相比，CT的应用范围被大大拓宽了。采集同样体积的数据，扫描时间大为缩短，在不增加X射线剂量的情况下，每15s左右就能扫描一个部位;5s内可完成层厚为3mm的整个胸部扫描;采用较大的螺距P值，一次屏气20s，可以完成体部扫描;同样层厚，同样时间内，扫描范围增大4倍。扫描的单位时间覆盖率明显提高，病人接受的射线剂量明显减少，X线球管的使用寿命明显延长，同时，节省了对比剂用量，提高了低对比分辨率和空间分辨率，明显减少了噪声、伪影及硬化效应。另外，还可根据不同层厚需要自动调节X射线锥形线束的宽度，经过准直的X射线束聚焦在相应数目的探测器上探测器通过电子开关与四个数据采集系统(DAS)相连。每个DAS能独立采集完成一套图像，按照DAS与探测器匹配方式不同。通过电子切换可以选择性地获得1层、2层或4层图像，每层厚度可自由选择(0.5、1.0、1.25mm和5、10mm)。采集的数据既可做常规图像显示，也可在工作站进行后处理，完成三维立体重建、多层面重建、器官表面重建等，并能实时或近于实时显示。另外，不同角度的旋转、不同颜色的标记，使图像更具立体感、更直观、逼真。仿真内窥镜、三维CT血管造影技术也更加成熟和快捷。用CT图像对PET进行衰减校正使PET图像的清晰度大为提高，图像质量明显优于同位素穿透源校正的效果，分辨率提高了25%以上，校正效率提高了30%，且易于操作。校正后的PET图像与CT图像进行 融合，经信息互补后得到更多的解剖结构和生理功能关系的信息，对于肿瘤病人手术和放射治疗定位具有极其重要的临床意义。
作者单位:463300河南省汝南县人民医院CT室
(收稿日期:2004-02-09)
(编辑海 涛), 百拇医药
随着核医学和医学影像学技术的不断进步和发展，许多不同功能和特性的高技术产品经优化组合后应用于临床，为医学研究和临床诊断提供了极大的便利。正电子发射体层———多层螺旋CT图像融合全扫描装置(简称PET-CT)就是将CT和PET两种不同成像原理的设备有机、互补地结合在一起，各自发挥优点、弥补不足，从而获得一种反映人体解剖图像与反映人体分子代谢情况的功能图像完全融合的全新影像学图像。PET-CT集高灵敏度、高特异性的先进核医学技术与高清晰度、高组织分辨率的多层螺旋CT于一身。把核医学影像从Nu-Clear image(原意为核医学影像图像，由于图像清晰度差，被戏称为不清晰图像)提高到了Clear image(清晰图像)的水平。PET-CT融合图像对疾病的早期诊断、病灶定性、手术和放射计划治疗定位、小病变的诊断与鉴别以及一些目前仍不清楚的代谢疾病研究和受体疾病研究具有重要价值，是当前国内外核医学影像学的最新发展方向。
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1 CT工作原理
CT的基本原理是图像重建，根据人体各种组织(包括正常和异常组织)对X射线吸收不等这一特性，将人体某一选定层面分成许多立方体小块(也称体素)X射线穿过体素后，测得的密度或灰度值称为像素。X射线束穿过选定层面，探测器接收到沿X射线束方向排列的各体素吸收X射线后衰减值的总和，为已知值，形成该总量的各体素X射线衰减值为未知值，当X射线发生源和探测器围绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法求出每一体素的X射线衰减值并进行图像重建，得到该层面不同密度组织的黑白图像。
2 螺旋CT工作原理
螺旋CT突破了传统CT的设计，采用滑环技术，将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转，扫描床同步匀速递进(传统CT扫描床在扫描时静止不动)，扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。多层螺旋CT的特点是探测器多层排列，是高速度、高空间分辨率的最佳结合。多层螺旋CT的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。每个单元只有0.5、1或1.25mm 厚，最多也只有5mm厚薄层扫描探测器的光电转换效率高达99%能连续接收X射线信号，余辉极短，且稳定性好。多层螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描，图像质量好，成像速度快，具有很高的纵向分辨率和很好的时间分辨率。与单层螺旋CT相比，CT的应用范围被大大拓宽了。采集同样体积的数据，扫描时间大为缩短，在不增加X射线剂量的情况下，每15s左右就能扫描一个部位;5s内可完成层厚为3mm的整个胸部扫描;采用较大的螺距P值，一次屏气20s，可以完成体部扫描;同样层厚，同样时间内，扫描范围增大4倍。扫描的单位时间覆盖率明显提高，病人接受的射线剂量明显减少，X线球管的使用寿命明显延长，同时，节省了对比剂用量，提高了低对比分辨率和空间分辨率，明显减少了噪声、伪影及硬化效应。另外，还可根据不同层厚需要自动调节X射线锥形线束的宽度，经过准直的X射线束聚焦在相应数目的探测器上探测器通过电子开关与四个数据采集系统(DAS)相连。每个DAS能独立采集完成一套图像，按照DAS与探测器匹配方式不同。通过电子切换可以选择性地获得1层、2层或4层图像，每层厚度可自由选择(0.5、1.0、1.25mm和5、10mm)。采集的数据既可做常规图像显示，也可在工作站进行后处理，完成三维立体重建、多层面重建、器官表面重建等，并能实时或近于实时显示。另外，不同角度的旋转、不同颜色的标记，使图像更具立体感、更直观、逼真。仿真内窥镜、三维CT血管造影技术也更加成熟和快捷。用CT图像对PET进行衰减校正使PET图像的清晰度大为提高，图像质量明显优于同位素穿透源校正的效果，分辨率提高了25%以上，校正效率提高了30%，且易于操作。校正后的PET图像与CT图像进行 融合，经信息互补后得到更多的解剖结构和生理功能关系的信息，对于肿瘤病人手术和放射治疗定位具有极其重要的临床意义。
作者单位:463300河南省汝南县人民医院CT室
(收稿日期:2004-02-09)
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