计算机层析成像

历史概述

第1章CT原理

1.1关于断层成像的一般认识

1.1.1CT——一种数字成像手段

1.1.2断层成像为什么能够提高对比度

1.2CT的基本原理

1.2.1我们在CT中测量什么

1.2.2在CT中如何测量一个物体

1.2.3如何计算一幅CT图像

1.2.4在CT图像中显示什么

第2章技术原理

2.1发展阶段与目标

2.1.120世纪70年代——从头颅到全身扫描

2.1.220世纪80年代——单层快速扫描

2.1.320世纪90年代——快速容积扫描

2.1.421世纪初——多样化的快速容积扫描

2.1.52010后十年将是SubmSv CT

2.2CT扫描标准配置

2.2.1机械设计

2.2.2X射线部件

2.2.3准直器和过滤器

2.2.4探测器系统

2.3扫描方式和扫描参数

2.3.1定位像

2.3.2单层扫描： 连续CT

2.3.3单层扫描——步进模式

2.3.4材料的选择性成像——双能量CT

2.3.5连续扫描——动态CT

2.3.6CT透视——介入CT

2.3.7容积扫描——螺旋CT

2.3.8容积扫描——锥束CT

2.4特殊扫描原理CT

2.4.1电子束CT

2.4.2动态空间再现机

2.4.3平板探测器CT扫描系统

2.4.4PET/CT联合扫描系统

2.4.5SPECT/CT联合扫描装置

2.4.6双源CT

第3章螺旋CT

3.1早期设计与成果

3.2螺旋CT的扫描原理和技术特性

3.3螺旋CT图像重建

3.3.1基本z轴内插法(360°LI)

3.3.2采用数据重组的z轴内插法(180°LI)

3.3.3180° z轴内插算法的演变

3.4多层螺旋CT图像重建

3.4.1多层螺旋CT的z轴内插法(180°MLI)

3.4.2多层螺旋CT的z轴滤波法(180°MFI)

3.4.3ECG相关性心脏成像

3.5锥束螺旋CT图像重建

3.5.164层重建方法

3.5.2多于64层重建方法

3.5.3大螺距双源CT螺旋扫描

第4章图像质量

4.1连续CT的变量和方法

4.1.1CT值、均匀性、对比度和线性

4.1.2像素噪声

4.1.3空间分辨率——高对比度分辨率

4.1.4对比度分辨率： 低对比度分辨率

4.1.5伪影

4.2螺旋CT的变量和方法

4.2.1一般问题

4.2.2像素噪声

4.2.3层面灵敏度曲线

4.2.4z轴方向上的空间分辨率

4.2.5多层螺旋CT需考虑的因素

4.2.6锥束螺旋CT考虑的因素

4.2.7螺旋CT的伪影

4.2.8z轴方向上良好样本的效应

4.2.9双源CT的性能

4.3平板探测器CT需考虑的因素

4.3.1基于C形臂的FDCT图像质量需考虑的问题

4.3.2面部头骨的FDCT成像需考虑的问题

4.3.3FDCT中减少伪影所做的工作

4.4系统整体性能指标

4.4.1噪声，剂量和分辨率相互之间的关系

4.4.2品质因数

4.5验收试验和稳定性试验

第5章剂量

5.1CT是高剂量检査方法吗

5.2剂量测量的技术参数

5.2.1连续单层扫描的剂量分布

5.2.2杂散辐射

5.2.3螺旋扫描的其他注意事项

5.2.4宽排探测器的其他注意事项

5.2.5宽排探测器的CTDI概念

5.2.6CT的剂量参考水平

5.2.7CTDI的问题

5.3CT的患者剂量

5.3.1扫描参数对患者剂量的影响

5.3.2螺旋CT对患者剂量的影响

5.3.3器官剂量和有效剂量的估计

5.3.4有效剂量估计

5.3.5患者剂量的测定问题

5.4进一步降低剂量的可行性

5.4.1检查人员的作用

5.4.2技术措施和新方法

5.5我们应如何对待关于剂量的讨论

5.5.1CT系统的进一步优化

5.5.2剂量、好处及风险的相关信息

5.5.3作者的总结和建议

第6章图像处理及可视化

6.1简单图像处理及评价流程

6.2二维显示

6.3三维显示

6.3.1表面显示

6.3.2投影显示

6.3.3体绘制技术

6.3.4虚拟内窥镜技术

6.3.5选择3D显示方法的建议

6.4怎样处理全部图像

第7章特殊应用

7.1概述

7.2定量CT

7.3心脏的时像选择成像

7.3.1连续CT中的前瞻性触发

7.3.2螺旋CT中的回顾性门控

7.3.3使用前瞻性触发技术的高螺距双源螺旋CT

7.3.4CT用于冠状动脉钙含量测量

7.4双能CT

7.4.1双能CT的基本物理原理

7.4.2技术解决方案

7.4.3DECT应用

7.5图像导引的介入治疗

7.6基于诊断的临床预成像(显微CT)

7.6.1微焦点体外成像

7.6.2微焦点CT活体成像

7.6.3质量控制和剂量评估

7.7CT组织灌注的评估

7.7.1临床CT的大脑灌注测量

7.7.2使用CT进行灌注评估的另外的方法

7.7.3质量控制和剂量的考虑

第8章CT的未来

8.1共同关注

8.2技术发展

8.3专用乳腺CT的特点

8.4总结

第9章图像重建的数学概述

9.1二维图像重建

9.1.1二维投影数据的定义

9.1.2平行束投影数据的重建

9.1.3平行束FBP算法

9.1.4二维扇束投影的定义

9.1.5扇束滤波反投影算法

9.1.6等角射线产生的扇形投影数据的FBP重建算法

9.1.7重排

9.1.8等角扇束投影数据的重排

9.2三维图像重建

9.2.1锥束投影的定义

9.2.2Feldkamp锥束重建算法

9.2.3EPBP——一种Feldkamp类型的算法

9.2.4单层重排算法

9.2.5锥束投影的精确三维重建

参考文献

缩写和符号

词汇表

本书依次从单断层扫描到采用锥束螺旋CT（MSCT）的容积扫描，旨在描述计算机层析成像的技术和物理原理。对CT初学者，本书第1章以解说性的方式详细描述了CT的基本原理。对这些内容熟悉的读者可以跳过这一章节或通过其中的图例来更新知识。对于理解后续章节，数学原理并不必要，但作为附录列在本书第9章。

本书是写给不同交叉学科的读者，尝试在CT的基本原理和应用这两方面做讲解，因此重点放在物理、技术方面，而放射学方面略微提及，对先验知识也没有特殊要求。重要的CT术语集中在术语表中并作了简明定义。对于细节问题，本书参考了相关文献。本书并不主张或致力于提供一个完整的参考书目，而只是为了尽可能保持本书的自洽性。本书讲述的目标是否实现还留待读者判断。作者随时接受读者的建议、评论、批评，同时希望本书第三版像前两版一样得到读者同样的认同。