螺旋CT的结构及原理解析

一部完整的螺旋CT系统主要包括扫描部分（包括线阵排列的电子辐射探测器、高热容量调线球管、旋转机架）、快速计算机硬件和先进的图像重建、显示、记录与图像处理系统及操作控制部分。CT是用X线束对检测物某一部分的一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线所测得的信号经过模数转换（ADC），转变为数字信息后由计算机进行处理，从而得到该层面的各个单位容积的X线吸收值即CT值，并排列成数字矩阵。这些数据信息可存储于磁光盘或磁带机中，经过数模转换 （DAC）后再形成模拟信号，经过计算机的一定变换处理后输出至显示设备上显示出图像，因此又称为横断面图像。CT与传统X光摄影不同，在CT中使用的X光探测系统比摄影胶片敏感，一般使用气体或晶体探测器，并利用计算机处理探测器得到资料。与传统X光摄影比较，CT能区分的密度范围多达2000级以上，而传统X光片大约只能区分20级密度。

在进行CT扫描时，水平轴状切面是目前最常应用的断层面。断层层面的厚度与部位都可由检查人员决定。常用的层面厚度在1～10mm之间，移动检测物通过检查机架后就可陆续获得能组合成身体架构的多张相接影像。利用较薄的切片能获得较准确资料，但这时必须对某一体积的构造进行较多切片才行。在每次曝光中所得到的资料由计算机重建形成影像，计算机会计算每个像素 （Pixel）中的X光衰减值。每个像素的直径为0.25～0.6mm，此数值依机器的解析度而定。每个像素都具有一定体积，其高度与所扫描的层面厚度一致，在计算机中所记录的X光衰减值就代表该组织体积，即体积元素的平均值。计算机最后将所得到的影像显示在显示设备上，也可将其摄成胶片作永久保存，此外其基本资料也可以储存在磁光盘或磁带里。

CT的X光衰减值是一组随意设定的刻度，以霍斯菲耳德氏单位 （HounsfieldUnit，HU）为其单位。其中将水的密度设定为0值，而空气的密度为-1000单位、骨骼密度则是+3000单位，如图8.1所示。

为了便于在CT图像间直接进行比较，将CT值 （Hρ）定义为物体相对于水的衰减系数，即

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图8.1　CT的X衰减值与被测物密度的关系

式中 μT，μ水——物体和水的衰减系数。

水的CT值为0HU；当μT＝μ空气＝0时，空气的CT值为-1000HU。水和空气的CT值不受射线能量的影响，可用它们标定CT值。