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CT的基本原理及方法
: D! V5 J' ^ C人体内不同组织对射线的吸收率是不同的,这也是 CT 技术的基本原理。如下图所示:图(1)左侧代表一未知灰度的区域,每小块灰度值相同,分别以μ 标记,如图所示做两次投
9 q" i3 [4 l0 }! t影(同一直线上的两个值相加,很明显,这种投影是完全具有线性可加性的),得到四个方
+ n8 M1 f0 P" I0 ]程,便可以求解μ 值。实际中,投影值(上述方程右侧的值)是可实际测量的,所以,如5 I& Z: K; s; f; W: U1 p
果把μ 值看作是人体内相应组织对X线的吸收系数,那么不同组织结构形状就可以求解出来。以上仅是一个示意图,实际的被成像组织要复杂得多,所以要尽量细分块,这样,仅在9 y9 {; X, [) `- P M$ z o
纵横两个方向的投影是不够的,需要选择多个角度。斜穿过的小格可以按其穿过的长短进行
( Q% D% V @& @- R3 B6 z' z适当的加权再求和,参考[3]中有较为详尽的叙述。分快足够小时,可以近似看成积分,如# N' c5 E. i5 R6 y6 \; W
图(2)所示。N0 表示入射射线能量,Ni表示经过组织吸收后的出射射线能量,物理学表明,
o% r; V& v) T射线衰减与吸收成负指数关系。N0及Ni都是前后可以测出的物理量,因此问题就是要求解图% W4 u7 m& ]; \1 h, b' r0 G3 p0 j
(2)中的积分式中的μ (x),这也就是所谓的投影变换(与数学上讲的Radon Transform仅在形
! E/ ^% l; R# [6 \式上稍有不同)。其一般形式表达如下:R 表示投影运算, 称为投影算子,每一个θ 表示一个角度的投影,然后旋转θ 重复投影方式
/ d# s- W9 X$ }0 i0 S% t即可,当然投影越多(包括投影角度(View Angle)和每个角度所取投影个数(Bin)),重
. \6 O3 O v6 b& Q' n建的精度也就越高(这一点,以后将会有实例说明)。; X' H9 t' E% [6 s5 J
通常的重建算法可以粗糙的分为解析的方式(上述即为这种方法的基础)和代数重建算
. r B/ a! l2 w- M法。后一种常用在SPECT(Single Photon Emission Computed Tomography)影像中,这种方
" a8 r' X) V J# ?6 Y8 p- v式可以简单说明如下。
* j) O3 l. i G
6 y2 h v, f9 f
6 X; a/ _) V2 m% E% H" v" S" g3 f: c- j7 T* u
9 z. |0 M3 L4 m
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