发布时间 : 星期一 文章《医学影像成像原理》精品课程更新完毕开始阅读6880b31dc281e53a5802ffd7
＋μ2＋??＋μn就可计算出来。
为了建立CT图像，必须先求出每个体素的吸收系数μ1、μ2、μ3 ??μn 。为求出n个吸收系数，需要建立如上式那样n个或n个以上的独立方程。因此，CT成像装置要从不同方向上进行多次扫描，来获取足够的数据建立求解吸收系数的方程。
吸收系数是一个物理量，CT影像中每个像素所对应的物质对X线线性平均衰减量大小的表示。实际应用中，均以水的衰减系数为基准，故CT值定义为将人体被测组织的吸收系数μi 与水的吸收系数μw的相对值，用公式表示为：
再将图像面上各像素的CT值转换为灰度，就得到图像面上的灰度分布，就是CT影像。
3．简述常规CT扫描方式 (10分)。
评分标准：五种扫描方式及解释每种2分。
答：(1)单束平移-旋转方式：扫描装置由一个X线管和一个检测器组成，X线束被准直成笔直单线束形式，X线管和检测器围绕受检体作同步平移-旋转（T-R）扫描运动。这种扫描首先进行同步平移直线扫描，平移扫描完一个指定层面后，同步扫描系统转过一个角度，然后再对同一指定层面进行同步平移直线扫描。如此进行下去，直到扫描系统旋转到与初始位置成180°角为止。
(2)窄扇形束平移-旋转方式：扫描装置由一个X线管和6～30个检测器组成同步扫描系统。此种扫描进行时，X线管发出一张角为3°～15°的扇形X线束，6～30个检测器同时采样，并采用T-R扫描方式。由于一次X线投照的扇形束同时被多个检测器检测，故一次扫描能同时获取多个扫描数据，这样就可以减少每个方向上平移的次数和增大扫描系统每次旋转的角度，使扫描采样的速度加快，从而使重建图像的速度加快。 (3)宽扇形束旋转-旋转方式：扫描装置由一个X线管和250～700个检测器（检测器阵列）组成，后者排成一个彼此无空隙的、可在扫描架内滑动的紧密圆弧形。X线管发出张角为30°～40°，能覆盖整个受检体的宽扇形线束。
(4)宽扇形束静止-旋转扫描方式：扫描装置由一个X线管和600～2000个检测器组成。这些检测器在扫描架内排列成固定静止的检测器环，X线管发出30°～50°宽扇形X线束进行旋转扫描。 静止-旋转扫描方式又分为两种，一种是X线管旋转轨道设置在固定检测器圆环内的普通S-R方式；另一种是将X线管旋转轨道设置在检测器环外的章动-旋转（N-R）
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扫描方式。
(5)电子束扫描：第五代CT扫描方式，也称超高速扫描。电子束CT由一个特殊制造的大型钟形X线管、一组864个固定检测器阵列和一个采样、整理、数据显示的计算机系统构成。大型的X线管内从电子枪发射出的电子束经过两次磁偏转高速的撞击在X线管的很大的圆环形靶上，产生不同方位的扇形X线束，通过适当的准直器后投照在受检体上。扇形束透射受检体后被衰减的X线束再投照在静止的检测器环上，便可检出来自不同方位上的投影值。
4．用四个体素（设 ， ， ， ）矩阵，叙述CT反投影法图像重建方法及缺点(10分)。
答：反投影法是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的基本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进行叠加，从而推断出原图像。对四体素矩阵作0o、45o、90o、135o投影（扫描），再将投影值反投回原矩阵的对应位置（扫描过的各个体素）上，即可将原矩阵中的四体素的特征参数 值解出，其过程如下图所示。
5．用四个体素（设 ， ， ， ）矩阵，叙述CT反投影法图像重建方法及缺点 (10分)。
评分标准：①反投影法文字叙述： 4分； ②图 示 ： 4分； ③缺 点 ： 2分。
答：反投影法是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的基本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进行叠加，从而推断出原图像。对四体素矩阵作0o、45o、90o、135o投影（扫描），再将投影值反投回原矩阵的对应位置上，即可将原矩阵中的四体素的特征参数 值解出，其过程如下图所示。
缺点：产生图像的边缘失锐，反投影图像会出现图像的伪影。
7．简述CT图像重建方法并分析其利蔽 (15分)。 评分标准：4种方法各2分，利蔽分析2分。 答：（1）反投影法（总和法）：是利用投影数值近似地复制出吸收系数的二维分布。它的基本原理是将所测得的投影值按其原路径平均地分配到每一点上，各个方向上投影值反投影后，在影像处进行叠加，从而推断出原图像。正方形物体反投影法重建的物体图像不是正方形，变成了“星”状物，中心处吸收系数 值最大，离中心越远 值越低，产生图像的边缘失锐。
反投影法会造成影像边缘的不清晰。如果在一均匀的组织密度内，存在吸收系数极不均匀的部分时，反投影图像会出现图像的伪影。
（2）傅里叶变换重建方法：对于每次测得的投影数据先作一维傅里叶变换，根据中心切片定理，可将此变换结果看成二维频域中同样角度下过原点的直线上的值。在不同投影角度下所得的一维变换函数可在频域中构成完整的二维傅里叶变换函数，将此二维变换函数进行逆变换，就得到了所要求的空间域中的密度函数。 傅里叶变换的方法重建图像时，投影函数的一维傅里叶变换在频域中表现为极坐标的形式，把极坐标形式的数据通过插补运算转换为直角坐标形式的数据时，计算的工作量比较大。此外，在极坐标形式的频域数据中，离原点较远的频率较高的部分数据比较稀疏，当这些位置上的数据转换到直角坐标下时，需经过插补，这将引入一定程度的误差。也就是在重建的图像中，高频分量可能会有较明显的失真。 （3）滤波反投影重建方法：采用先修正、再反投影的做法，得到原始的密度函数。滤波反投影重建图像的基本做法是：在某一投影角下取得投影函数（一维函数）后，对其作滤波处理，得到一个经过修正的投影函数。然后再将此修正后的投影函数作反投影运算，得出所需的密度函数。
滤波反投影法在实现图像重建时，只需作一维的傅里叶变换。由于避免了费时的二维傅里叶变换，滤波反投影法明显地缩短了图像重建的时间。
（4）卷积反投影法：卷积反投影函数可写成卷积的形式，表明在频域中所作的滤波运算可以等效地在时域中用卷积运算来完成。将投影函数gθ(R)与|ρ|的逆傅里叶变换式进行卷积，同样可以得到所需要的修正过的反投影函数 。这种用卷积方法修正投影函数，然后再作反投影重建图像的方法称为卷积反投影法。卷积函数的选择是卷积反投影方法中的关键问题。
在实际的系统中选择卷积函数时还要考虑到许多其他的因素，包括系统的带宽、SNR与分辨力等。
三、选择题
1．CT的全称，正确的是（B） A、计算机扫描摄影 B、计算机体层摄影 C、计算机辅助断层摄影 D、计算机横断面体层扫描 E、计算机横断面轴向体层摄影
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2．CT诞生的年份是（D） A、1895年 B、1967年 C、1971年 D、1972年 E、1979年
3．CT的发明人是（D） A、考迈克 B、莱德雷 C、安博若斯 D、亨斯菲尔德
E、维廉．康拉德．伦琴
4．CT与传统X线检查相比，相同点是（C） A、成像原理 B、成像方式 C、成像能源 D、图像显示 E、检查方法
5．与X线体层摄影比较，CT最主要的优点是（E） A、采用激光相机拍照 B、病人摆位置较简便 C、X线辐射剂量较小 D、可使用对比剂增强
E、无层面外组织结构干扰重叠
6．CT与常规X线检查相比，突出的特点是（C） A、曝光时间短 B、空间分辨力高 C、密度分辨力高 D、病变定位定性明确 E、适于全身各部位检查
7．与传统X线体层相比，CT的主要优点是（C） A、伪影减少 B、病人剂量减少 C、对比分辨率改善
D、空间分辨率提高 E、图像采集速度快
8．CT的主要优点是（A） A、密度分辨率高 B、可作三维重组
C、射线剂量较常规X线少
D、主要用于人体任何部位的检查 E、定位、定性准确性高于MRI检查
9．与屏-片摄影相比，CT利用X线的成像方式是（A）A、衰减射线转换成数字信号后成像 B、利用衰减射线直接曝光成像 C、衰减射线转换成可见光后成像 D、利用衰减射线产生的荧光成像 E、利用衰减射线转换成电信号成像
B型题
A、空间分辨率高
B、单幅图像的表面剂量低 C、单幅图像的球管热量低 D、低对比度分辨率高 E、指定层面冠状面成像
10．与屏-片摄影相比，CT检查（D）
11．与屏-片摄影相比，常规体层摄影（E）
A、Cormack
B、Computed Tomography C、Ambrose D、McRobert E、Houndfield
12．CT发明者获得的奖项名称（D） 13．CT图像重建理论研究学者（A） 14．CT的英文全称（B）
A、无层面外结构干扰的断面图像 B、空间分辨率高 C、采用可见光成像 D、CT成像的优点 E、内脏观察显示直观
15．成像源对人体无损伤（C） 16．屏-片摄影的优点（B）
A、胶片 B、线圈 C、探测器 D、数字图像 E、模拟图像
17．CT的成像介质（C） 18．CT的成像方式（D）
19．屏-片摄影的成像方式（E）
20．CT扫描图像密度分辨率高的主要原因是（E）A、使用了高频发生器 B、采用了大功率的X线管 C、由计算机进行图像重建 D、原发射线经过有效滤过 E、射线束准直精确散射线少
21．CT的成像原理主要是利用了（B） A、探测器的光电转换功能 B、物质对X线的吸收衰减 C、模数转换器的转换功能 D、计算机的图像重建速度 E、激光相机的成像性能
22．CT成像的物理基础是（A） A、X线的吸收衰减 B、计算机图像重建 C、像素的分布与大小 D、原始扫描数据的比值 E、图像的灰度和矩阵大小
23．下述与CT成像过程有关的叙述是（3）（BDE）A、日常质量控制扫描程序 B、阵列处理机的图像重建 C、防止球管老化的升温扫描 D、数据采集系统进行模数转换 E、探测器将X射线转换为可见光
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24．计算CT值的公式是根据（B） A、水的质量衰减系数 B、水的线性衰减系数 C、水的电子密度 D、水的质量密度 E、水的分子成份
25．关于CT值的叙述，错误的是（D） A、CT值又称为CT数 B、CT值不是一个绝对值 C、CT值的表示单位是HU
D、CT值随入射X线量的大小变化 E、CT值是重建图像中的一个像素值
26．CT检查技术，表示病变密度大小的是（D）A、照片测试密度 B、照片透光度 C、照片阻光率 D、CT值 E、亮度值
27．关于CT值的叙述，错误的是（D） A、CT值又称为CT数 B、CT值的单位是HU C、CT值不是一个绝对值 D、CT值随mAs大小变化
E、CT值是重建图像中的一个像素值
28．空气的线衰减系数是（A） A、0 B、1 C、10 D、100 E、1000
29．CT值定义公式中的常数（k）应该是（B）A、500 B、1000 C、2000 D、–1000
E、+1000
30．CT值的单位是（B） A、KW B、HU C、W D、L E、CM
31．水的CT值通常是（C） A、－1000HU B、－500HU C、0HU D、＋500HU E、＋1000HU 答案：
32．CT值为“0”时，其建立依据是（A）A、水 B、空气 C、脂肪 D、致密骨 E、软组织
33．CT值为“0”的物质是（E） A、软组织 B、致密骨 C、空气 D、脂肪 E、水
34．CT值主要与下述那一项有关（E） A、原子序数 B、氢浓度 C、物质密度 D、光学密度
E、X线的线性衰减系数
35．计算CT值的公式是根据（B） A、水的质量衰减系数
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