【正文】 哪些?如何用體模檢測對比度分辨率?118．何為高對比度分辨力?何為低 對比度分辨力?119．何為空間分辨力?影響空 間分辨力的因素有哪些?如何用體模測量空間分辨力??影像噪 聲主要來源于何種噪聲?如何定量地描述CT圖像 的影像噪聲?121．X射線劑量和影像噪聲之間有什么關(guān) 系?122．何為圖像的均勻度?如何描 述圖像的均勻度?123．在目前的醫(yī)學(xué)實際中，實用的且?guī)缀跏俏┮坏闹亟–T像的方法是反投影法。請問，什么是反投影法?實際 應(yīng)用反投影法重建CT像時為何要用濾波(卷積)反投影法?124．何為CT像的偽影?產(chǎn)生偽影的因素有哪些?偽影的 識別有何意義?(五)計算題125．已知水( )、骨( )和空氣( )、求水、骨和空氣的CT值。126．已知有四個體素陣列且在四個方向上的反投影值已填寫在各體素中，如圖35所示。試求四個體素的特征參數(shù)岸的數(shù)值。圖3－5 習(xí)題126圖127．如圖36所示，請畫出或?qū)懗鱿铝猩?線束投照各種介質(zhì)后廣義下的投影值。.圖3－6 習(xí)題127圖128．如圖37所示，已知掃描16體素陣列的水模所得各體素的CT值已 填寫在各體素中。試估計圖像噪聲水平。圖37 習(xí)題128圈129．若窗寬為400 H和800 H，則圖像矩陣中像素可識別的灰度差所對應(yīng)的CT值 分別是多少?設(shè)黑白顯示器熒光屏的灰度可分為16個 等級。 H，窗口上限為400 H，則窗位為多少?可觀測 的CT值范圍是多少?答題要點(一)單項選擇題1．A 2．E 3．D 4．E 5．D 6．E 7．A 8．C 9．B 11．C 12．A 13．A 14．A 15．A 16．A 17．E 18．D 19．D 21．A 22．E 23．A 24．D 25．C 26．E 27．A 28．B29．E 31．C 32．A 33．D 34．B 35．B 36．E 37．C 38．E 39．A 41．D 42 E 43．A 44．B 45．C 46．C 47．B 48．E 49．C 51．B 52．C 53．A 54．A 55．B 56．A 57．D 58．B 59．A 61．C 62．A 63．A 64．C 65．D 66．A(二)多項選擇題67．ABCD 68．ABC 69．ABCD 71．ABCD 72．ABC 73．ABCD 74．ABD75．ABCD 76．AB 77．AB 78．ABCDE 79．ABCDE 81．ABD 82．CDE 83．ABCDE84．ABCD 85．ABCDE 86．ABCDE 87．ABD 88．ABCDE 89．AB 91．ABCDE(三)名詞解釋92．CT是利用計算機(jī)技術(shù)將人體組織分 成2 000個密度等份，其定量值為CT值”， 它反映組織對X線的吸收系數(shù)。93．放大的灰度范圍上下限之差叫窗寬。窗寬=CTmax－CTmin。94．X－CT是運(yùn)用一定的物理技術(shù)，以測定X射線在 人體內(nèi)的衰減系數(shù)為基礎(chǔ)，采用一定數(shù)學(xué)方法，經(jīng)電子計算機(jī)處理，求解出衰減系數(shù)值在人體某剖面上的二維分布矩陣，再應(yīng)用電子技術(shù)把此二維分布矩陣轉(zhuǎn)變?yōu)閳D 像畫面上的灰度分布，從而實現(xiàn)建立斷層圖像的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)。95. 把投照受檢體后出射X線束的 強(qiáng)度I稱為投影，投影的數(shù)值稱為投影值，投影值的分布，稱為投影函數(shù)。96．反投影法是把各方向投影值沿投影反方向投影回矩陣?yán)?，然后把它們累加起來，?jīng)數(shù)學(xué)方法處理后，得到 重建一幅圖像的 值矩陣。97．按式 考慮，若令X射線 沿不同路徑對受檢體進(jìn)行投照，即對受檢體進(jìn)行掃描，就會得到一系列的投影值，而獲得若干個線性方程。只要獨(dú)立方程的數(shù)目等于體素的個數(shù)，即所有體紊所對應(yīng) 的衰減系數(shù)的個數(shù)，則從方程的聯(lián)立中可求出所有體素的衰減系數(shù) 的數(shù)值，由此得到產(chǎn) 值的二維分布矩陣，這就是 值的數(shù)字圖像，利用這些值就可以重建圖像，這種圖像重建的數(shù)學(xué)方法稱 方程法。98．運(yùn)算中的基數(shù)等于所有體素的特征參數(shù)的總和，這個總和也等于任一方向上的投影值的總和。99．濾波反投影法即卷積法。此方法是把獲得的投影函數(shù)作卷積處理，即人為設(shè)計一種濾波函數(shù)，用它對所得 投影函數(shù)進(jìn)行改造，而后把這些改造過的投影函數(shù)進(jìn)行相加等處理，就可以達(dá)到消除星狀偽影的目的。 數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，得到圖像矩陣；計算機(jī)把重建圖像矩陣中的各個像素轉(zhuǎn)變?yōu)椴煌靼档南囵楣恻c，通過顯示設(shè)備顯示出來。101．在同一體素內(nèi)通常都含有兩種以上不同密度的物質(zhì)，其所測Cr值是它們的平均值，因而不能如實反映體素內(nèi)其任何一種物質(zhì)的CT值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)或稱部分容積現(xiàn)象。102．所謂灰度是指黑自或明暗的程度，它是在圖像畫面上，表現(xiàn)各像素黑白或明暗程度的量。103．CT圖像的后處理技術(shù)是根據(jù)一定的 數(shù)學(xué)方法應(yīng)用計算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)，對已獲取的像素CT值數(shù)字矩陣進(jìn)行有的放矢地、靈活地再加 工處理，使圖像能被方便識別辨認(rèn)，以利于快速地獲取準(zhǔn)確診斷信息的技術(shù)。104。窗口技術(shù)指CT機(jī)放 大某段范圍內(nèi)灰度的技術(shù)，即把人體中與被觀測組織的CT值范圍相對應(yīng)的灰度范圍定為放大的灰度 范圍，把放大灰度范圍的上限增強(qiáng)為全白，把放大灰度范圍的下限壓縮為全黑，這樣就放大或增強(qiáng)了局部灰度范圍內(nèi)不同灰度之間黑自對比程度。105．圖像的過濾是在圖像的數(shù)字矩陣獲取以后，根據(jù)需要采用不同的數(shù)學(xué)模式進(jìn)一步處理的方法。106．灰階又稱灰度級，指由整數(shù)表示的像素的灰度等級。107．放大的灰度范圍的平均值，即所放大灰度范圍的灰度中心值叫窗位。(四)論述題108．普通X射線攝影像與X－CT影像最大不同之處在于，普通X射線攝影像是多器官的重疊圖像，而X－CT像是清晰的斷層圖像。109. 所謂掃描是用近于單能窄束的X射線束 以不同的方式、按一定的順序、沿不同的方向?qū)澐趾皿w素編號的受檢體體層進(jìn)行投照，并用高靈敏度的探測器接收透射一串串體素后的出射X線束的強(qiáng)度I。這就 是X－CT重建圖像中采用的獲取投影數(shù)值 的物理技術(shù)，也即通常說的采集數(shù)據(jù)的掃描技術(shù)。掃描方式有：單束平移—旋轉(zhuǎn)方式，窄扇形束掃描平移一旋轉(zhuǎn)方式，旋轉(zhuǎn) 一旋轉(zhuǎn)方式，靜止—旋轉(zhuǎn)掃描方式，螺旋掃描方式，動態(tài)空間掃描和電子束掃描方式等。110. 所謂體層，指的是受檢體中的一個薄層，又稱之為斷層，此斷層的兩個表面可粗略視為是平行的平面。 所謂體素是指在受檢體內(nèi)欲成像的層面上按一定的大小和一定的坐標(biāo)人為劃分的小體積元。 所謂像素是指構(gòu)成圖像的這些“點子”。即構(gòu)成圖像的基本單元。對于二維圖像來說，這些像素就是圖像 平面的面積元。 在重建CT像的過程中，體素和像素在坐 標(biāo)上一一對應(yīng)。111．CT是利用X線對人體掃描所獲取的信息，經(jīng)電子計算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化處理并重建圖像，比起傳統(tǒng)X線檢查方法的密度分辨率有顯著提高，能夠分辨各種軟組織結(jié)構(gòu)間的微小密度差異因而擴(kuò)大了X線檢查范圍，提高了圖像質(zhì)量，并促進(jìn)了現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展。CT掃描的適應(yīng)范圍主要是①顱內(nèi)疾病如腦外傷、出血、梗死、腫瘤、感染、變性和先天性畸形等 的診斷；同時也可診斷某些脊椎、椎間盤和椎管內(nèi)疾病。②對眼科、耳鼻咽喉科疾病，如眼眶、鼻竇、鼻咽、喉部、中耳、內(nèi)耳疾 病等診斷很有幫助。③檢查胸部可早期發(fā)現(xiàn)肺癌及肺縱隔的原發(fā)和轉(zhuǎn)移瘤，但需在胸部平片和 體層攝影基礎(chǔ)上有目的地進(jìn)行。④與B超結(jié)合檢查腹部和盆腔疾病。112．準(zhǔn)直器是指允許X射線通 過的細(xì)長狹窄通道，一般由鉛制成。準(zhǔn)直器能吸收散射線，當(dāng)入射光子與吸收物質(zhì)發(fā)生相互作用時，元論是散射光子還是湮滅輻射光子，只要是偏離準(zhǔn)直孔道的光 子，都將被準(zhǔn)直器吸收。因此，由準(zhǔn)直器出來的射線可視為理想的窄束。也就是說準(zhǔn)直器的作用是產(chǎn)生窄束X射 線。113．CT圖像的本質(zhì)是衰減系數(shù)成像。通 過計算機(jī)，對獲取的投影數(shù)值進(jìn)行一定的算法處理，可求解出各個體素的衰減系數(shù)值，從而獲取衰減系數(shù)值的二維分布(即衰減系數(shù)矩陣)。再按CT值的定義把各個體索的衰減系數(shù)值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)像素的CT值，于是就得到CT值的 二維分布(即CT值矩陣).此后，再把圖像畫面上各像素的CT值轉(zhuǎn) 換為灰度，就得到圖像畫面上的灰度分布，此灰度分布就是X－CT像。114．螺旋CT與傳統(tǒng)的掃描方式不同之處是螺 旋CT采集數(shù)據(jù)的掃描方式是X射線管 由以往的往夏旋轉(zhuǎn)運(yùn)動改為向一個方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)掃描，受檢體(檢查床)同時向一個方向移動，因此，X射線管 相對于受檢體的運(yùn)動劃過一柱面螺旋線形軌跡。此種掃描方式屬于第三代基礎(chǔ)上的改進(jìn)，沒有掃描間隔的暫停時間(死時間)，可進(jìn)行連續(xù)的動態(tài)掃描，故解決 了傳統(tǒng)掃描時的層隔問題。115．窄窗寬顯示的CT值范 圍小，每級灰階代表的CT值跨度小，對組織或結(jié)構(gòu)在密度差異之間顯示的黑白對比度大，這有利于對低密度組織或結(jié)構(gòu)(如腦組織)的顯示；反之，寬窗寬的每級灰 階代表的CT值跨度大，對組織或結(jié)構(gòu)在密度差異之間顯示的黑自對比度小，適用于密度差別大的組織或結(jié)構(gòu)(如肺、骨質(zhì)等)的顯 示。實際中，應(yīng)根據(jù)觀察組織的CT值范圍，并兼顧其它結(jié)構(gòu)而選用適當(dāng)?shù)拇拔??？梢姡R床實踐中合適地選擇窗寬和窗位很重要，窗寬和窗 位的選擇將影響CT圖像的質(zhì)量。116．CT值是CT影像中每個像素所對應(yīng)的物質(zhì)X射線線 性衰減系數(shù)大小的相對值。公式為式中K為分度因數(shù)，一般取1000，～為能量是73 keV的X射線在水中的線性衰減系數(shù)。117．對比度是CT圖像 表示不同物質(zhì)密度差異、或?qū)射線透射度微小差異的量。表現(xiàn)在圖像上像素間的對比度，是它們灰度間的黑白程度的對比。對比度的定 義如下式中，a,b為兩體素的CT值。 對比度分辨力是CT像表 現(xiàn)不同物質(zhì)的密度差異(主要是針對生物體的組織器官及病變組織等而言)、或 對X射線透射度微小差異的能力。對比度分辨力通常用能分辨的最小對比 度的數(shù)值表示。 影響對比度分辨力的因素：對比度分辨力與X射線 的能量有關(guān)同時還受探測器噪聲的影響。另外窗寬和窗位的選擇也影響圖像的對比度分辨。 檢測CT機(jī)的對比度分辨力方法：通常給 低密度體模做CT,然后對試模的CT像進(jìn) 行主觀的視覺評價。118．按國家GB標(biāo)準(zhǔn)，高對比度分辨力的定義 是物體與勻質(zhì)環(huán)境的X射線線性衰減系數(shù)差別的相對值大于10％ 時，CT機(jī)(從面也是圖像)能分辨該物體的能力。低對比度分辨力的抽象定義是：物體與勻質(zhì)環(huán)境的X射線線性衰減系數(shù)差別的相對值小于1％ 時，CT機(jī)(從而也是圖像)能分辨該物體的能力。119．空間分辨力系指CT像分 辨兩個距離很近的微小組織或病灶的能力，抽象地說就是打圖像分辨體層上兩鄰近點的能力?？臻g分辨力可用分辨距離(即能分辨的兩個點向的最小距離)表示。 顯然，空間分辨力是從空間分布上表征圖像分辨物體細(xì)節(jié)(微小結(jié)構(gòu))的能力。 影響空間分辨力的因素CT圖 像的空間分辨力主要取決于檢測器有效受照寬度和有效受照高度的大小，或者說取決于在檢測器前方的準(zhǔn)直器的準(zhǔn)直孔徑。準(zhǔn)直孔徑的寬度和高度越小，檢測器的有 效受照寬度和高度就越小，則相應(yīng)的空間分辨力就越高。圖像重建算法對空間分辨力也有影響。選用不同的算法將得到不同的圖像質(zhì)量。函像矩陣對分辨力的影響 是，圖像矩陣越大，分辨力越高。這是因為圖像矩陣是由組成圖像的像素組成，像素越多(即像素 劃分得越細(xì)越小)則圖像就應(yīng)越細(xì)膩。 檢測CT機(jī)空間分辨力的方法：通常用高 密度體模體做CT，然后對體模的CT像進(jìn) 行主觀的視覺評價。120. 按國際GB標(biāo)準(zhǔn)，噪聲的定義是在均勻物質(zhì) 的影像中，表示給定區(qū)域的各CT值對其平均值的變化的量。其量值用給定區(qū)域CT值 的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。 X－CT的噪聲，主要來源于量子噪聲(投照光子密度在時間和空間的隨機(jī)變化)。呲 外，還有電子測量系統(tǒng)工作狀態(tài)的隨機(jī)變化而產(chǎn)生的熱噪聲，以及重建算法等所造成的噪聲。這些噪聲隨機(jī)不均勻分布在圖像上的反應(yīng)或表現(xiàn)，統(tǒng)稱為圖像噪聲。噪聲可以用像素CT值的 標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示或估計。用像素CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差s表示或 估計的圖像噪聲為CT圖像的噪聲量可用掃描水模的方法來測定，然后用觀察感興趣部分的圖像處理技術(shù)顯示該部分CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差。以此來估計CT值在 平均值上下的起伏程度，并以此來估計圖像的噪聲量。 121．X射線劑量系指在用X射線的掃描中，投照受檢體所使用的X射線 的劑量，它決定于X射線的強(qiáng)度和硬度。增大X射線的 劑量可以減小圖像噪聲。 122．均勻度是描述在物體斷面的不同位置上的同一種組織成像時，是否具有同一個平均CT值的量：國標(biāo)燃度的定義是在掃描野中，勻質(zhì)體各局部在CT圖像上顯示出的CT值的 一致性。均勻度在進(jìn)行圖像的定量評價時具有特殊意義。 對CT像的均勻度做檢測的檢測方法是 配置勻質(zhì)圓柱形試模；使模體圓柱軸線與掃描層面垂直，并處于掃描野的中心；采用頭部和體部掃描條件分別進(jìn)行掃描，獲取模體CT像；在圖像中心處取一大于100個 像素點并小于圖像面積10％的區(qū)域，測出此區(qū)域內(nèi)的C39。r值 和噪聲；然后在相當(dāng)于鐘表時針12時的方向上，距模體邊緣1cm處的四個位置上取面積同于前述規(guī)定的面積區(qū)域，分別測出四個區(qū)域的CT值，其中與中心區(qū)域CT值差 別最大的，其差值用來表示圖像的均勻度?？梢姡詈玫木鶆蚨仁?H。 123．反投影法是把各方向投影值沿投影反方向投影回矩陣?yán)?，然后把它們累加起來，?jīng)數(shù)學(xué)方法處理后，得 到重建一幅圖像的產(chǎn)值矩陣。其原理是沿投影的反方向，把所得投影的數(shù)值反投回各體素中去，并通過計算機(jī)進(jìn)行一定的運(yùn)算，求出各體素 值而實現(xiàn)圖像的重建。 反投影圖像重建法的缺點是會出現(xiàn)圖像的邊緣失銳現(xiàn)象。為了消除反投影法產(chǎn)生的圖像的邊緣失銳，在實 際中采用的算法是濾波反投影法，即卷積法。此方法是把獲得的投影函數(shù)作卷積處理，即人為設(shè)計一種濾波函數(shù)，用它對冊投影函數(shù)進(jìn)行改造，而后把這些改造過的 投影函數(shù)進(jìn)行相加等處理，就可以達(dá)到消除星狀偽影的目的。濾波效果的好壞取決于濾波函數(shù)形式的選擇。濾波反投影法的另一優(yōu)點是每一次投照結(jié)束，就可以通過 計算機(jī)對投影函數(shù)作數(shù)學(xué)處理，待掃描結(jié)束之后，數(shù)據(jù)的處理和求解也隨之很快完成，所以圖像重建的速度很快。CT機(jī)現(xiàn)在普遍采用的數(shù)學(xué)算法為濾波皮投影法。124．偽影是指在重建圖像過程中，所有不同類型的圖像干擾和各種其它非隨機(jī)干擾在圖像上的表現(xiàn)，它對應(yīng)的 是受檢體中根本不存在的組織或病灶的影像。常見的偽像在圖像上多表現(xiàn)為不同條紋或干擾痕跡。產(chǎn)生偽影的原因：(1)成像系統(tǒng)的測量誤差；(2)X射線的原因； (3)受檢體的原因；(4)成像裝置原因。偽像識別的意義：(1)有助于對真實圖像的更深刻的認(rèn)識，避免誤診；(2)有助于設(shè)備運(yùn)行在最佳狀態(tài)和受檢體體位的調(diào)整；(3)有助于對成像設(shè)備軟、硬件設(shè)計的進(jìn)一步完善。(五)計算題125．解：水的 骨的 空氣的 126．解：由反投影法得圖38 習(xí)題126題解圖127．解：按題意(a)廣義下的投影值為1＋3+2+4+3+2+2=17，所以填(17)。(b)填( )。128．解：噪聲可以用像素CT值的 標(biāo)準(zhǔn)偏差來表示或估計。用像素CT值的標(biāo)準(zhǔn)偏差s表示或 估計的圖像噪聲為129．解：若窗寬為400H， 則可識別的CT值為400H／16=25H；若窗寬為800H， 則可識別的CT值為800H／16=50H。 ：由窗寬＝CTmax－CTmin得 CTmin＝400－500=－100 H