影响CT图像的因素

影响CT图像的因素

刘利国

刘利国

（黑龙江省富锦市中心医院156100）

【摘要】对影响CT图像的因素进行分析。分析CT图像之前，首先要了解以下基本概念：像素、体素、CT值、窗技术、分辨力、噪声、部分容积效应和伪影。

【关键词】CT图像；因素；基本要素

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2014）30-0307-02

传统X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和，是该穿透路途上各组织结构投影相互叠加在一起的影像。CT图像从根本上克服了传统X线影像重叠的弊病，从而使医学影像学有了一个飞跃。CT与X线图像比较，主要有以下特点。CT图像是由一定数目不同灰度的像素按矩阵排列所构成。像素是构成CT图像的最小单位，其黑白度反映该像素的X线吸收系数值。各种CT装置所得CT图像的像素大小及数目不同。像素越小，数目越多，构成的CT图像越细致，即空间分辨力高。

1窗口技术

窗口技术是CT检查中用以观察不同密度的组织或病变的一种显示技术，也就是选择适当的窗宽与窗位来观察图像。人体组织的CT值范围是在－1000HU～+1000HU之间，共2000个分度。人的视觉只能分辨从黑到白之间不同的16个灰阶。如果将2000个分度的数据在CT图像上显示，则其中每一个灰阶中所包含的CT值范围为2000/16=125HU。这就说明，如果不同组织CT值的差别<125HU即在同一个灰阶中，人眼是无法分辨的。

在实际应用中，拟检查显示的结构或病变的CT值常在某一范围内变化(即感兴趣的CT值范围)。而窗口技术就是用窗宽和窗位来选择感兴趣的CT值范围，并将其转换成16个灰阶，小于或大于该CT值范围的结构或病变无法分辨出来则显示为全黑色或全白色。

窗宽就是CT图像上显示的CT值范围。窗位是CT图像上显示的CT值范围的中点，即窗宽的中心位置[1]。如观察脑质的窗宽用80，那么CT图像中每一个灰阶所包括的CT值范围为：80/16=5HU，这就是说，脑内的结构或病变的CT值差别>5HU时，人眼即可分辨出来。如窗宽用80，窗位为+30HU，则CT图像显示的CT值范围为－10HU～+70HU，这就是说，CT值在－10HU～+70HU范围内的各种结构或病变均可以黑白不同的灰度显示。而低于－10HU的结构如脂肪和气体均显示为黑影，无灰度差别；而高于+70HU的结构如钙化和颅骨均显示为白影，也无灰度差别。

窗宽的宽窄直接影响图像的对比度。窄窗宽显示的CT值范围小，每个灰阶代表的CT值幅度也小，所以图像的对比度强；反之，窗宽加宽，则每个灰阶代表的CT值幅度大，对比度差。窗位的高低影响图像的亮度。窗位低，图像亮度高呈白色；窗位高，图像亮度低则呈黑色。

总之，在临床工作中若要获得清晰且能满足诊断要求的CT图像，必须选择合适的窗宽与窗位。一般地说，窗位应选择在所需显示组织的CT值范围内(或平均CT值水平)；窗宽则应选择在该组织病变的CT值变化范围的附近。如颅脑CT扫描，观察脑组织时，选择窗宽为100，窗位为+40HU，称为脑组织窗；观察颅骨时，选择窗宽为1000，窗位为+500HU，称为骨窗。又如胸部CT扫描，观察肺部时，选择窗宽为1000，窗位为－500HU，称为肺窗；观察纵隔时，选择窗宽为250，窗位为+50HU，称为纵隔窗。

2CT分辨力

2.1空间分辨力空间分辨力是指CT影像中能显示的最小细节。通常用每厘米内的线对数(LP/cm)来表示，或用可分辨最小物体的直径(mm)来表示。其换算关系为：5&pide;LP/cm=可分辨最小物体的直径(mm)。例如目前某高档CT机的线对数为20LP/cm，则其可分辨最小物体的直径为2.5mm。影响空间分辨力的因素很多，主要是单个探测器间的距离、重建矩阵和显示像素的大小、采样的频率、重建的算法等。

2.2密度分辨力密度分辨力是指CT能分辨组织结构的最小密度差的能力。以百分数(％)表示。目前高档CT机的密度分辨力可达0.2％，即表示两个物质的密度差大于0.2％时，CT图像可将它们分辨出来。影响CT密度分辨力的因素主要是噪声和被显示物的大小等。

总之，CT的空间分辨力不如普通X线照片高，但密度分辨力则远远高于X线照片。随着CT机的不断改进，螺旋CT的空间分辨力和密度分辨力有了明显提高。

3噪声

同一结构或组织的CT值在若干平均值范围上下随机分布，这种随机涨落叫噪声。噪声的来源及影响因素很多，如探测器接受的光子数目、X线管电流、探测器的转换率、重建矩阵与像素的大小等。噪声可分为两种：

3.1扫描噪声或光子噪声X线穿透人体后到达探测器的光子数量有限，在各像素点上的分布也不是绝对均匀的。所以均质的水或组织在图像各像素点的CT值是不相等的，而是在一定范围内呈常态曲线分布。

3.2组织噪声由各种组织的平均CT值的涨落所造成。即同一组织的CT值常在一定范围内变化，不同的组织也可以具有同一CT值。噪声与图像质量呈负相关，它主要影响密度分辨力，所产生的CT图像表现为颗粒粗糙、影像模糊[2]。

4伪影

伪影是指在被扫描物体中并不存在，而在CT图像中却显示出来的各种类型异常阴影，它严重影响图像质量，干扰诊断。因此，要正确认识伪影并分析产生伪影的原因，及时去除造成伪影的因素，以保证CT图像的质量。伪影按其所致的原因可分为两类：

4.1与病人有关的伪影

4.1.1运动伪影病人自主或不自主的运动如呼吸运动、心跳、肠蠕动、不合作小儿或昏迷病人的运动均可产生伪影。一般多表现为高、低密度相伴行的条纹状伪影。

4.1.2体内组织间密度相差较大引起的伪影人体内高密度结构或异物如颅底骨质、术后金属银夹、金属假牙等，均可造成条纹状、斑片状或放射状伪影。胃肠道内的高密度对比剂与低密度气体的交界处，也可产生条状伪影[3]。

4.2机器本身所致伪影

CT设备性能不稳定或机器出现故障时，可以产生条纹状、放射状或环状伪影，有时出现杂乱无章的图形伪影。因此，缩短扫描时间、提高取样频率、减少探测器的间隙等，都会减少伪影的出现。

5部分容积效应与周围间隙现象

矩阵图像中的像素代表的是一个体积(即体素)，这个体积内可能含有多种不同密度的组织。因此，CT图像上每一个像素的CT值，所代表的是单位体积内各种组织CT值的平均值，而不能如实地反映其中任何一种组织的CT值，这种现象称为部分容积效应。如骨骼与气体在同一层面的一个像素中，则CT值可能类似肌肉。因此，在高密度区域中间的较小低密度病灶的CT值常偏高；而在低密度区域中间的较小高密度病灶的CT值则偏低。在临床上，对小病灶CT值的评价时要注意部分容积效应的影响。

周围间隙现象是指在同一层面图像上，与层面垂直的两种相邻且密度不同的结构，测其边缘部的CT值也不准确。密度高者其边缘CT值小，而密度低者边缘CT值大，两者交界边缘分辨不清。

参考文献

[1]王时庆，吴新淮，胡可，常钧.影响CT图像质量的几个因素[J].医疗设备信息.2002.(10)43-44

[2]时劲松，影响CT影像噪声的相关因素[J];中华放射医学与防护杂志.2000.02.

[3]周代全;腹部CT检查影像的伪影分析[J];第三军医大学学报;2002.06.