【上岗证】CT成像原理
一、Lambert Beer定律
1、根据Lambert Beer定律，单能X线通过匀质物体的衰减方式是
A.指数衰减
B.常数衰减
C.强度减弱
D.傅里叶变换
E.函数衰减、
答案：A
2、CT成像的依据是
A.X线的吸收衰减特性
B.横断面图像观察的特性
C.探测器的模数转换功能
D.多方位成像技术
E.多幅照相成像技术
答案：A
二、CT图像的重建
CT扫描重建图像的基本方法：
（1）反投影法：主要缺点是成像不够清晰，需花大量的计算时间并且分辨率不够，目前已不采用，但这是CT其他成像算法的基础。
（2）迭代法：又称逐次近似法，包括代数重建法、迭代最小平方法、联立方程重建法。
（3）解析法：包括二维傅里叶重建法、滤波反投影法。
（4）傅里叶重建法：其优点：①一幅频率图像可采用改变频率的幅度来做图像处理，如边缘处理、平滑处理；②这种处理方法能被计算机的工作方法接受；③频率信号便于图像质量测试，如调制传递函数（MTF）。
解析法与迭代法相比，在成像速度方面，因图像重建的时间与被重建图像的大小和投影数有关，解析法要快于迭代法；在精确性方面，根据数据利用的情况，解析法也优于迭代法。但迭代法能用于不完整的原始数据，而解析法不能。
1、CT扫描重建图像的基本方法不包括
A.迭代法
B.A/D转换法
C.二维傅里叶重建法
D.褶积反投影法
E.直接反投影法
答案：B
2、与CT图像重建效果无关的因素是
A.保留原始数据
B.保持扫描层面的连续性
C.保持重建时间的准确性
D.保证扫描条件的一致性
E.根据需要采用不同重建算法
答案：C
三、CT值
CT值是由亨斯菲尔德创建的，专用于CT的计量单位，是重建图像中一个像素的数值。
医用CT扫描仪的CT值范围是-1024～3071HU。水的CT值为0，空气的CT值为-1000HU，钙质的CT值为80～300HU，骨密质的CT值为1000HU。
四、窗口技术
1.CT数字图像的灰阶大多为12比特，即CT值范围从-1024HU～3071HU。人的眼睛对密度差的识别能力是有限的，人眼识别灰阶的能力在60级左右，只有当2个像素的灰度相差60HU时，人眼才能分辨出它们之间的黑白差。在X线诊断中，影像密度是以人眼的识别力来判断的。一般讲，人眼对影像密度的识别范围在0.25～2.0。若将此密度范围分为16级，则每级之间的最小密度差约为0.1，再小就识别不出来了。
2.窗定和窗位
(1)窗宽和窗位的调节属于数字图像处理技术，它能抑制或去除噪声和无用的信息，增加显示有用的信息。但无论如何调节，窗宽、窗位的改变都不能增加图像的信息，而只是等于或少于原来图像中已存在的信息。
(2)在CT图像中，一般CT值较高的部分被转换成白色，较低的部分被转换成黑色在显示窗中，已设定高于窗宽上限的像素全部显示为白色，而低于窗宽下限的像素全部显示为黑色。窗宽增大图像对比度降低，而窗宽减少图像对比度增高。
(3)双窗、Sigma窗则属于非线性窗。双窗是一种最普通的非线性窗，它的优点是能把两种不同类型的软组织同时在一张照片上显示，可以节省胶片，一般常用于肺部图像的显示。双窗的缺点是：在2种窗设置的移行区会形成一个边缘效应，对某些疾病的诊断可能造成一些影响。
(4)窗宽、窗位使用通常遵循的原则是：①宽窗宽(400～2000HU)通常是用于组织密度差别较大的部位，如肺、骨骼。②窄窗宽(50~350HU)往往是用来区分组织密度较为接近的图像，如颅脑、肝脏。
1.下列关于窗位的概念，正确的是
A.窗位是显示CT值的范围
B.窗位是显示灰阶的中心
C.不同CT机的窗位值不同
D.窗位选择以水的CT值为标准
E.窗位选择与组织的CT值无关
答案：B
2、CT图像的动态显示范围较大，是因为
A.CT设备精密度高
B.CT使用的是激光胶片
C.CT使用的kVp高
D.CT可以采用多种成像算法
E.CT图像可以作窗宽窗位调节
答案：E
五、体素与像素
1、体素：是体积单位，是能被CT扫描的最小单位面积。
2、像素：又称像元，是构成CT图像最小的单位，它与体素相对应，体素的大小在CT图像上的表现，即为像素。
像素尺寸=扫描野/矩阵尺寸
CT采集的信息尽管是三维信息，但最终图像的显示仍是二维，它包含的第三维实际是层厚，若层厚增加，则第三维信息也增加。
体素=像素×深度
六、原始数据
原始数据是CT扫描后由探测器接收到的信号，经模数转换后传送给计算机，其间已转换成数字信号经预处理后，尚未重建成横断面图像的这部分数据被称为原始数据。
七、算法、重建函数核与滤波函数
1、算法：是针对特定输入和输出的一组规则。
2、重建函数核：是一种算法函数，它决定和影响了图像的分辨率、噪声等。
3、可供CT图像处理选择的滤波函数一般可有高分辨率，但同时图像的噪声也相应增加。软组织模式是一种平滑、柔和的函数，采用软组织模式处理后，图像的对比度下降，噪声减少，密度分辨率提高。而标准模式则是没有任何强化和柔和作用的一种运算处理方法。
八、重建与重组
1、原始扫描数据经计算机采用特定的算法处理，最后得到能用于诊断的一幅横断面图像，该处理方法或过程被称为重建。
2、重组：是不涉及原始数据处理的一种图像处理方法，如多平面图像重组，三维图像处理等。
3、目前的三维图像处理基本都是在横断面图像的基上，重新组合或构成三维影像。由于重组是使用已形成的横断面图像，因此重组图像的质量与已形成的横断面图像有密切的关系，尤其是层厚的大小和数目。一来说，扫描的层薄，图像的数目越多，重组的效果就越好。
九、矩阵
矩阵是像素以二维方式排列的阵列，它与重建后图像的质量有关。在相同大小的采样野中，矩阵越大，像素也就越多，重建后图像质量越高。CT图像重建后用于显示的矩阵称为显示矩阵，通常为保证图像显示的质量，显示矩阵往往等于或大于采集矩阵。
1.关于CT机的矩阵的描述，正确的是
A.图像分辨率受矩阵大小影响
B.矩阵大小影响细微结构显示能力
C.增加像素数可增加扫描的原始数据
D.增加像素数可改善重建分辨率
E.使用1024×1024矩阵的图像比512×512矩阵的图像像素数多1倍
答案：ABD
十、重建间隔
重建间隔和螺距是螺旋CT扫描技术中两个新的成像参数。重建间隔的定义是被重建的相邻两层横断面之间长轴方向的距离。与常规CT扫描中层间隔的概念不同。因为螺旋CT扫描是容积扫描，对原始数据的回顾性重建可采用任意间隔。重建增量大小与被重建图像的质量有关，即重建增量减小图像的质量改善，重叠重建可减少部分容积效应和改善3D后处理的图像质量。
1.螺旋CT技术中重建间隔的定义，正确
A.重建时采用的成像算法
B.与螺旋扫描原始数据有关的螺距
C.两层面之间设置的参数
D.被重处的相邻两横断面之间长轴方方向的距离
E.相邻两层之间的一种加权参数
答案：D
十一、视野
扫描野( field of view,FOV)或称有效视野，是扫描前设定的可扫描范围。该有效视野的大小仍可改变，此时的有效视野大小称为重建视野，理论上重建视野只能小于扫描野。
十二、层厚敏感曲线
1.层厚敏感曲线( SSP)的定义是CT扫描机沿长轴方向通过机架中心测量的点分布函数( PSF)的长轴中心曲线。与非螺旋CT相比，螺旋CT的层厚敏感曲线增宽，其半值宽度（FWHM）也相应增加，即螺旋扫描的实际层厚增加。
2.层厚增加，X线光子量也增加，并使噪声降低和对比度增加，但也使Z轴方向的空间分辨率下降和部分容积效应增大。理想的SSP应为矩形，非螺旋CT的SSP接近矩形，而螺旋CT的SSP呈铃形分布曲线。
十三、纵向分辨率
纵向分辨率的含义是扫描床移动方向或人体长轴方向的图像分辨率，它表示了CT机多平面和三维成像的能力。纵向分辨率的优与劣，其结果主要涉及与人体长轴方向有关的图像质量。
1.纵向分辨率是指
A.表示CT机多平面和三维重组能力
B.也称为空间分辨率
C.与扫描床移动方向相垂直的方向上的图像分辨率
D.也称平面内分率
E.人体短轴方向的图像分辨率
答案：A
十四、与时间相关的概念
1.时间分辨率：又称动态分辨率，是指系统对运动器官的瞬间成像能力。时间分辨率越高，对运动器官的成像就越清晰。其主要含义是指扫描机架旋转1周的时间，但在多层螺旋CT中，它还与扫描覆盖范围和重建方式有关，它也是影像设备的性能参数之一，并且与每帧图像的采集时间、重建时间以及连续成像的能力有关。
2.扫描时间：指x线球管和探测器阵列围绕人体旋转扫描1个层面所需的时间。减少扫描时间除了可缩短被检者的检查时间、提高效率外，减少被检者运动伪影也是一个有效手段。
3.从开始扫描、图像的重建一直到图像的显示，这一过程称为扫描周期时间。周期时间并非始终是扫描时间和重建时间之和。
4.重建时间：指计算机阵列处理器将扫描原始数据重建成图像所需时间。缩短重建时间也可减少被检者的检查时间，提高检查效率，但与减少运动伪影无关。重建时间与被重建图像的矩阵大小有关，矩阵大，所需重建时间长。重建时间的长短也与阵列处理器的运算速度和计算机内存容量的大小有关，阵列处理器的速度快、内存的容量大，图像重建的时间短。
1.与图像质量无关的技术性能指标是
A.扫描时间
B.重建时间
C.重建距阵
D.探测器数目
E.球管焦点
答案：B
十五、扫描覆盖率
扫描覆盖率的大小主要取决于以下两个因素：一是扫描所使用探测器阵列的宽度，二是扫描机架旋转1周的速度。
十六、接收器分辨率
接收器分辨率包括图像显示器和胶片的分辨率。