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第四节 多层螺旋CT的常规扫描参数
一、管电压、管电流和旋转时间
管电压的定义为加在X线管的阴极和阳极之间的高电压。管电压决定产生X线最大能量的性质。
灯丝加热产生的电子,在阴阳两极高压电场作用下,由阴极向阳极高速运动,形成的电流,称为管电流。
旋转时间即为机架旋转一周的时间,旋转时间越短,单源单扇区时间分辨力越高。
二、准直器宽度和准直层厚
准直器宽度是指CT扫描机X线管侧和患者侧所采用准直器的宽度,在非螺旋和单层螺旋扫描方式时,所采用的准直器宽度决定了层厚的宽度,即层厚等于准直器宽度。但是,在多层螺旋扫描方式时,情况则不完全一样,因为同样的准直器宽度可由多排探测器接收,此时可根据所采用的不同组合的探测器所采集的原始数据重建出不同层厚的图像。
准直层厚的定义为X线扇形束在水平面上的采集厚度,由准直器设定的X线束的厚度来决定。
三、螺距
准直螺距和层厚螺距是自4层螺旋CT出现后对螺距的一些不同计算方法。
准直螺距(或称螺距因子、射线束螺距)的定义是:不管单层还是多层螺旋CT(与每次旋转产生的层数无关),螺距的计算方法是扫描时准直器打开的宽度除以所使用探测器阵列的总宽度。如16层螺旋CT每排探测器的宽度为0.75mm,当准直器宽度打开为12mm时,16排探测器全部使用,则此时多层螺旋扫描的螺距为1(16×0.75mm=12mm,12/12=1)。4层螺旋CT时,如准直器打开宽度为10mm,使用两排5mm的探测器,此时螺距同样为1。上述螺距计算的特点是不考虑所使用探测器的排数和宽度,与单层螺旋CT螺距的计算基本概念相同,同样由于螺距变化对图像质量的影响也相同。
层厚螺距(或称容积螺距)的定义是:准直器打开的宽度(或扫描机架旋转一周检查床移动的距离)除以扫描时所使用探测器的宽度,如4层螺旋CT使用2排5mm的探测器,检查床移动距离10mm,则层厚螺距为2(10/5=2)。又如检查床移动距离仍为10mm,使用4排2.5mm的探测器,则层厚螺距为4(10/2.5=4)。层厚螺距的特点是着重体现了扫描时所使用探测器的排数。
单层螺旋CT螺距的定义是:球管旋转一周检查床移动的距离与射线束宽度的比值。该比值是球管旋转一周的时间内,床进距离和层面曝光的百分比。在单层螺旋CT扫描中,床运行方向( z轴)扫描的覆盖率或图像的纵向分辨力与螺距有关。
多层螺旋螺距的定义基本与单层螺旋相同:即扫描旋转架旋转一周检查床运行的距离与全部射线束宽度的比值。但在单层螺旋扫描螺距等于1时,只产生一幅图像(不考虑回顾性重建设置因素),而多层螺旋扫描螺距等于1时,根据不同的CT扫描机,可以同时产生4幅、8幅、16幅或更多的图像。
四、层厚和层间距
层厚是指扫描层的厚度。在CT扫描仪性能检测术语中定义为:扫描野中心处灵敏度分布曲线上的半高宽。而在容积CT时代,重建层厚的概念可以理解为重建层块的厚度。
层间距为相邻两层图像层厚中心之间的距离。当层间距大于层厚时,相邻层间存在间隙,可能遗漏小病灶;层间距等于层厚,相邻层间无间隙,为连续层面;层间距小于层厚,相邻层面有一定的重叠,称为重叠扫描或重叠重建。
五、扫描模式
逐层扫描(又称序列扫描)和容积扫描(又称螺旋扫描)分别表示两种不同的扫描模式。
逐层扫描是非螺旋CT扫描的基本方式。在该扫描方式中,扫描一层图像机架一般需旋转360°,称为全扫描。部分扫描机架一般旋转240°采集一层图像。逐层扫描方式的特点是:扫描层厚和层间距设定后,每扫描一层,检查床移动一定的距离,然后进行下一次扫描,如此往复循环直至完成预定的扫描范围。早期电缆式CT和现在滑环式CT都可采用逐层扫描方式,尤其是滑环式CT,它既可做逐层扫描也可做容积扫描。螺旋CT尤其是多层螺旋CT出现后,逐层扫描方式逐渐被螺旋扫描方式替代。目前,仅颅脑、CT介入穿刺等一些检查中,仍使用逐层扫描方式。螺旋CT扫描通常采用容积扫描方式,它通常以人体的一个器官或一个区段为单位进行连续的容积采集。这两种扫描无论是扫描方式上,还是成像的质量方面都有较大的区别。
六、重建算法和重建函数核
算法是针对特定输入和输出的一组规则。算法的主要特征是不能有任何模糊的含义,所以算法规则描述的步骤必须是简单、易操作并且概念明确,而且能够由机器实施。另外,算法只能执行限定数量的步骤。
重建函数核或称重建滤波器、滤波函数、内核。CT的扫描通常需包含一些必要的参数,有的参数可由操作人员选择,有的则不能。重建函数核是一项重要的内容,它是一种算法函数,决定和影响了图像的分辨力、噪声等。
在CT临床检查中,可供CT图像处理选择的滤波函数一般可有高分辨力、标准和软组织三种模式,有的CT扫描机除这三种模式外,还外加超高分辨力和精细模式等。高分辨力模式实际上是一种强化边缘、轮廓的函数,它能提高分辨力,但同时图像的噪声也相应增加。软组织模式是一种平滑、柔和的函数,采用软组织模式处理后,图像的对比度下降,噪声减少,密度分辨力提高。而标准模式则是没有任何强化和柔和作用的一种运算处理方法。