CT發(fā)展史之評(píng)價(jià)CT圖像質(zhì)量的參數(shù)

在獲取一幅CT圖像后，最重要的問(wèn)題是對(duì)圖像可靠性、正確程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。成像系統(tǒng)整機(jī)性能的好壞決定了圖像質(zhì)量的優(yōu)劣。從某種意義上來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)和檢測(cè)CT圖像質(zhì)量的參數(shù)，可以視為評(píng)價(jià)和檢測(cè)CT成像系統(tǒng)整機(jī)性能的參數(shù)。

在介紹CT圖像質(zhì)量的主要參數(shù)之前，我們先來(lái)了解一下物體對(duì)比度和圖像對(duì)比度的概念。

分辨率是判斷CT性能和評(píng)價(jià)CT掃描圖像質(zhì)量的重要指標(biāo)，包括空間分辨率和密度分辨率。它體現(xiàn)了CT圖像質(zhì)量與重建圖像像素值誤差的大小和分布，以及圖像像素值與物體真值之間的差異。

空間分辨率

空間分辨率是指對(duì)物體幾何尺寸大小的鑒別能力。常用每厘米內(nèi)的線對(duì)數(shù)（LP/cm）表示，也可以用毫米線徑數(shù)（mm）表示，還可以用MTF（調(diào)制傳遞函數(shù)）表示。

空間分辨率與有效射線束寬度(Web)有關(guān)。即與X線管焦點(diǎn)大小、單個(gè)探測(cè)器的孔徑、一次投影射線束通過(guò)的路徑、焦點(diǎn)至探測(cè)器的距離和焦外輻射至探測(cè)器距離的比值等有關(guān)。

密度分辨率

密度分辨率是指在低對(duì)比度的情況下分辨物體密度差別的能力，常以百分?jǐn)?shù)表示。

在CT圖像中，物體的密度經(jīng)過(guò)量化處理（即AD轉(zhuǎn)換）后轉(zhuǎn)化為CT值，并直接作為圖像灰度值。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于相同的圖像，量化精度越高，密度分辨率就越好。 由此密度分辨率還與物體的大小、與背景的對(duì)比度、噪聲水平有關(guān)。

噪聲是均勻物質(zhì)的圖像中，某一確定區(qū)域內(nèi)CT值偏離平均值的程度。用平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)度量，是影響圖像質(zhì)量的重要因素。

影響噪聲的因素有：X線劑量；掃描的層厚；掃描的算法；另外，重建矩陣的大小、電子線路元件與機(jī)械震動(dòng)等,也影響噪聲水平。

（軟組織成像）

（超高分辨率成像）

偽影是在CT圖像中出現(xiàn)而實(shí)際物體并不存在的假像，是由于設(shè)備的故障和人的失誤所造成的，是CT圖像中的干擾陰影，它們的形狀各異，會(huì)影響診斷。 可分為病人引起的偽影和CT設(shè)備造成的偽影。

病人引起的偽影

掃描部位的移動(dòng)造成偽影稱之為運(yùn)動(dòng)偽影，它是偽影的主要來(lái)源。 消除辦法：在進(jìn)行CT掃描前應(yīng)做好病人呼吸的訓(xùn)練工作，另外還應(yīng)采用短時(shí)間的掃描程序進(jìn)行CT掃描。

（運(yùn)動(dòng)偽影）

金屬偽影是由體內(nèi)的金屬異物引起的放射狀偽影，這是因?yàn)榻饘佼愇锱c周圍組織密度相差太大。其周圍會(huì)出現(xiàn)帶狀或線狀高、低密度偽影。消除方法：取出后掃描，或者避開(kāi)掃描。

（金屬偽影）

設(shè)備本身造成的偽影

射線束硬化偽影：X線管發(fā)出的X線束是具有不同能量的連續(xù)的光譜，通過(guò)物體后光子能量的改變由該物質(zhì)的衰減系數(shù)決定，而有效能量轉(zhuǎn)移到高值一端的現(xiàn)象，稱為“射線束硬化效應(yīng)”。射線束硬化效應(yīng)” 如果不能有效補(bǔ)償，將會(huì)在圖像中央產(chǎn)生環(huán)狀或條狀暗影。 抑制的方法是在焦點(diǎn)側(cè)采取預(yù)濾過(guò)、軟件校正。

（射線束硬化效應(yīng)）

高原子序數(shù)或吸收系數(shù)大的物體部分投影于掃描平面而產(chǎn)生的偽影稱為部分容積效應(yīng)，也可稱為Hounsfield偽影。一般在重建后橫向面圖像上可見(jiàn)條形，環(huán)形或大片干擾的偽影。 部分容積效應(yīng)可用正確擺放病人的體位,或采用薄層掃描而減弱。

（部分容積效應(yīng)）

周圍間隙現(xiàn)象：兩種結(jié)構(gòu)交界處的邊緣分辨不清，密度高者其邊緣CT值小，密度低者其邊緣CT值大。

（周圍間隙現(xiàn)象）

此外，還有采樣誤差性偽影、掃描系統(tǒng)誤差性偽影、掃描野不一致性偽影。偽影產(chǎn)生原因還有許多種，如探測(cè)器之間響應(yīng)不一致，D／A轉(zhuǎn)換器故障，探測(cè)器至主計(jì)算機(jī)信號(hào)傳遞故障，球管老化，射線偏角輻射等等 在實(shí)際工作中應(yīng)盡可能地消除這些因素，以提高CT掃描圖像質(zhì)量，方法是進(jìn)行系統(tǒng)校正測(cè)量及定期進(jìn)行系統(tǒng)維護(hù)。

（環(huán)狀偽影）

（探測(cè)器測(cè)電路故障）

（人體超出測(cè)量域）

這一參數(shù)必須給予充分地重視。因?yàn)樵\斷工具對(duì)病人必須是安全的。設(shè)計(jì)者必須在病人的劑量與改進(jìn)分辨力或改進(jìn)鑒別小密度差別的能力這兩方面進(jìn)行折中考慮。

影響CT劑量的參數(shù)有：X射線管電壓(kVp)、X射線管電、掃描時(shí)間、過(guò)濾、射野大小、 病人在射野中取向和位置、源的準(zhǔn)直 、層厚和層距、掃描層數(shù)目等

單次掃描劑量可采用劑量指數(shù)(CTDI)來(lái)描述：

CTDI是長(zhǎng)度劑量乘積除以斷層厚度的商。長(zhǎng)度劑量乘積是地區(qū)性劑量對(duì)整個(gè)劑量剖面在軸上的積分。

美國(guó)的FDA（美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局）對(duì)劑量指數(shù)(CTDI)作如下定義：

我國(guó)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)劑量指數(shù)(CTDI)作如下定義：

沿著垂直于體層平面方向上的劑量分布除以X射線管在360 °的單次旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的體層切片的數(shù)目N與標(biāo)稱切片厚度T的乘積從-50mm到 50mm的積分。

掃描參數(shù)對(duì)CT圖像質(zhì)量有很大影響，在進(jìn)行CT掃描時(shí)應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)膾呙杓夹g(shù)參數(shù)，以利于提高CT掃描圖像的質(zhì)量。

 掃描條件需要根據(jù)病變情況來(lái)決定。