第5章 断层成像CT下算法.pptVIP

西安交通大学生命科学与技术学院 西安交通大学生命科学与技术学院 第5章 断层成像与图像重建 5.3 图像重建 5.3.1解方程组法图像重建 Lambert 定律 对于厚为X的均匀物质，其衰减系数为μ，则 X 线穿过非均匀介质（人为划分等距体素） 设体素厚度 d 较小，每个体素内的 μ相同，体素内均匀，则有： X线通过第一个体素： X线通过第二个体素： X线通过第 n 个体素： I与 I0 关系是： 即： 某方向1的投影方程 衰减系数就表示黑度（光密度）。 如果 X 线路径上的介质的 μ 是连续变化的： 断层扫描、投影（函数）P 示意图 ☆ X 线沿不同路径对受检层进行照射，可 得到一系列的线性方程，只要方程数目（射线数）足够多（等于体素个数，也 是 μi 的个数），则可求解方程，求出μi , 得到一个二维分布矩阵。 ☆ 一幅图，最少160×160 = 25600个体素。要解这么大的方程组，是不现实的。 5.3.2 直接反投影图像重建 方法：沿投影路径的反方向，把各个投影值在路径所经过的像素上叠加，用计算机处理，可近似得出各个像素的衰减系数值。 反投影重建的过程 四体素定性说明CT直接反投影重建 实际总有边缘是重叠的，累加大于2，不能够完全减掉，因此直接反投影产生边缘失锐（星状伪迹） 反投影重建与星状伪迹 反投影重建的星状伪迹 点源的直接反投影图像重建 反投影重建 1） 对X-CT而言，投影就是沿射线路径对目标的衰减系数积分。 2） 反投影重建就是将各投影值沿各自的原射线路径投影到目标断层所在平面，并在目标断层平面进行累加。 3） 直接反投影的缺点是边缘失锐或星状伪迹 5.3.3 滤波反投影法 这是目前CT机上实用的图像重建方法。 滤波反投影 滤波可以通过两种方法来实现： 一是在频域实现，将频谱X（f）与H（f）相乘得 Y（f），再由Y（f）作傅里叶反变换得到 y（t）； 二是在时域内实现，将时间函数x（t）与h（t）卷积得到y（t）。 CT 的优势 从根本上解决了普通投影成像把三维结构投影到二维平面所造成的图像模糊； 散射：与投影成像相比明显下降； 5.4 CT图像的显示与后处理 5.4.1 CT 图像的灰度显示 CT重建的图像应是衰减系数 的分布，但实际上是将 的绝对值转变为一个相对值，称CT值，单位：Hounsfield Unit (HU) ： 其中，水在73KeV X线照射时的 ： CT Number 5.4.2 CT值与灰度窗口显示 WW : Window Width（窗宽） WL : Window Level（窗位） CT值与灰度显示 CT显示的窗口技术 5.4.3 其他后处理技术简介 1、三维可视化处理 2、图像的放大与缩小 图像的放大：从图像数据中取一部分数据通过插值等图像处理的方法扩展数据，进行显示。 图像缩小：将原来图像矩阵数据取一部分能反映图像主要特征的数据进行显示。 3、确定和测量感兴趣区域 CT显示的局部放大 4、像素修正 抑制噪声，去除伪像。 方法：滤波、边缘增强等。 5、定位扫描成像 X射线管和探测器静止，被测物随扫描床移动形成定位片。协助医生找到要探测的准确位置。定位片本身也有诊断价值 CT的定位扫描成像 6、心动CT 在CT成像装置上加一个ECG信号门控装置，是扫描与心跳同步，分时分位置进行扫描，再合成为一个断层成像图片。 7、双能量CT 利用不同组织对不同能量的衰减的非线性，进行双能量扫描，突出需要观察部位。 分为分时双能量扫描和同时双能量扫描。 5.5 CT扫描机的硬件组成 1、X射线管 2、准直器：分为前准直和后准直 3、X射线探测器 气体电离室类探测器 闪烁晶体类探测器 评价探测器质量的指标：量子探测效率、余辉出现的长度、其他。 4、机架和滑环 关键：供电和信号传输。 5.6 CT图像的质量评价 5.6 CT 成像质量的评价参数 1. 灰度对比度（与CT无关） 表示像素间黑白灰度的对比或差异， 这里灰度用CT值代表． 定义： 　 CT1、CT2 是对应体素的CT值 灰度对比度 2. 对比度分辨力 CT 图像的一个指标，能表现出不同物质密度差异的能力．用能分辨的最小灰度对比度值决定． 影响因素： 线度大小 细节与背景的灰度对比度 CT为：0.1%～1.0%，实质是一定细节大小下的灰度对比度． 检测CT机的对比度分辨力的方法通常是给标准体模做CT，然后对试模的CT像进行主观的视觉评价 高对比