多層螺旋CT的工作原理

1．CT工作原理

　　CT的基本原理是圖像重建，根據(jù)人體各種組織（包括正常和異常組織）對X射線吸收不等這一特性，將人體某一選定層面分成許多立方體小塊（也稱體素）X射線穿過體素后，測得的密度或灰度值稱為像素。X射線束穿過選定層面，探測器接收到沿X射線束方向排列的各體素吸收X射線后衰減值的總和，為已知值，形成該總量的各體素X射線衰減值為未知值，當(dāng)X射線發(fā)生源和探測器圍繞人體做圓弧或圓周相對運動時。用迭代方法求出每一體素的X射線衰減值并進行圖像重建，得到該層面不同密度組織的黑白圖像。

　　2．螺旋CT工作原理\r

　　螺旋CT突破了傳統(tǒng)CT的設(shè)計，采用滑環(huán)技術(shù)，將電源電纜和一些信號線與固定機架內(nèi)不同金屬環(huán)相連運動的X射線管和探測器滑動電刷與金屬環(huán)導(dǎo)聯(lián)。球管和探測器不受電纜長度限制，沿人體長軸連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，掃描床同步勻速遞進（傳統(tǒng)CT掃描床在掃描時靜止不動），掃描軌跡呈螺旋狀前進，可快速、不間斷地完成容積掃描。多層螺旋CT的特點是探測器多層排列，是高速度、高空間分辨率的佳結(jié)合。多層螺旋CT的寬探測器采用高效固體稀土陶瓷材料制成。每個單元只有0.5、1或1.25mm 厚，多也只有5mm厚薄層掃描探測器的光電轉(zhuǎn)換效率高達99%能連續(xù)接收X射線信號，余輝極短，且穩(wěn)定性好。多層螺旋CT能高速完成較大范圍的容積掃描，圖像質(zhì)量好，成像速度快，具有很高的縱向分辨率和很好的時間分辨率。與單層螺旋CT相比，CT的應(yīng)用范圍被大大拓寬了。采集同樣體積的數(shù)據(jù)，掃描時間大為縮短，在不增加X射線劑量的情況下，每15s左右就能掃描一個部位;5s內(nèi)可完成層厚為3mm的整個胸部掃描;采用較大的螺距P值，一次屏氣20s，可以完成體部掃描;同樣層厚，同樣時間內(nèi)，掃描范圍增大4倍。掃描的單位時間覆蓋率明顯提高，病人接受的射線劑量明顯減少，X線球管的使用壽命明顯延長，同時，節(jié)省了對比劑用量，提高了低對比分辨率和空間分辨率，明顯減少了噪聲、偽影及硬化效應(yīng)。另外，還可根據(jù)不同層厚需要自動調(diào)節(jié)X射線錐形線束的寬度，經(jīng)過準(zhǔn)直的X射線束聚焦在相應(yīng)數(shù)目的探測器上探測器通過電子開關(guān)與四個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）相連。每個DAS能獨立采集完成一套圖像，按照DAS與探測器匹配方式不同。通過電子切換可以選擇性地獲得1層、2層或4層圖像，每層厚度可自由選擇（0.5、1.0、1.25mm和5、10mm）。采集的數(shù)據(jù)既可做常規(guī)圖像顯示，也可在工作站進行后處理，完成三維立體重建、多層面重建、器官表面重建等，并能實時或近于實時顯示。另外，不同角度的旋轉(zhuǎn)、不同顏色的標(biāo)記，使圖像更具立體感、更直觀、逼真。仿真內(nèi)窺鏡、三維CT血管造影技術(shù)也更加成熟和快捷。用CT圖像對PET進行衰減校正使PET圖像的清晰度大為提高，圖像質(zhì)量明顯優(yōu)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圖像與CT圖像進行 融合，經(jīng)信息互補后得到更多的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能關(guān)系的信息，對于腫瘤病人手術(shù)和放射治療定位具有極其重要的臨床意義。