(一)像素与体素
像素是指构成数字图像矩阵的基本单元。由于X线束以一定厚度穿过人体,所以CT(或MRI)图像实际上代表了一定厚度的人体断层,体素是指代表一定厚度的三维的体积单元。实际上像素是体素在成像时的体现。
(二)准直宽度与层厚
准直宽度是指X线束的宽度,层厚是指CT断层图像所代表的实际解剖厚度。在常规断层扫描中,层厚就等于准直宽度(X线束的厚度),也就是X线束穿过人体的厚度。在螺旋扫描中实际图像代表的层厚可以与准直宽度(X线束的宽度)不一致。这是由于在螺旋扫描中,球管和扫描床的同时移动,造成实际层厚要大于准直宽度。
(三)矩阵与像素
非螺旋扫描中,矩阵的计算仅仅是在XY平面上,即仅仅在图像的横断分辨力上。只涉及像素在横轴上的边长,并不涉及像素的高度(层厚)。螺旋扫描由于要进行不同方位的图像重组或三维重建,横断图像的矩阵已经不能表示纵轴上的空间分辨力。要重视纵轴上的矩阵,像素的高度(层厚)起着极其重要的作用。高度越小,纵轴空间分辨力越高,目前的多层螺旋CT像素高度已经可以达到横断图像像素的边长,即成为正立方体。这样的图像我们称为各向同性图像,在纵轴上的矩阵可以达到与横轴完全一致,这时,任何方位的重建或重组图像的质量完全相同。
(四)螺距
1.定义 在螺旋扫描中,与常规方式扫描的一个不同是产生了一个新概念:螺距(pitch),它是球管旋转一周扫描床移动距离与准直器宽度之间的比,具体公式为:螺距=球管旋转360。床移动距离(mm)/准直器宽度(mm)
2.应用 如果准直器宽度等于床的移动距离,即螺距为1。如果准直器宽度大于床的移动距离,螺距就小于1,反之则螺距大于1。因此可以看出,螺距越大单位时间扫描覆盖距离越长。例如,准直器宽度为10mm,螺距为1时,旋转一周1秒,旋转10周扫描距离为100mm,螺距为1.5时.同样10秒扫描距离则增加到150mm。这对于一次屏息的大范围扫描很有帮助,因为只需增加螺距即可在同一扫描时间内尽可能地多增加扫描距离。同样,相同的扫描范围,可以通过增大螺距来缩短扫描时间。例如同样扫描范围150mm,10mm准直宽度(层厚),旋转一周1秒,当螺距为1时,需要扫描15秒,螺距为1.5时,仅用10秒扫描时间。螺距的增大使得同样扫描范围内的光子量减少,180。内插法也减少光子量,这样就使得当螺距大于1时,量子噪声明显增加,密度分辨力降低,减弱了软组织的对比度。然而对骨组织影响不大,因为本身骨与周围的软组织就具有很好的对比度。实际扫描中,要针对不同的要求选择适当的螺距。当扫描大血管时,主要是观察对比剂的充盈情况,就要在极短时间内(对比剂充盈)良好时)完成扫描,血管的直径较大,可以用较大的螺距,牺牲的密度分辨力不会对大血管病变的诊断产生决定性的影响。当观察颅内血管结构时,不仅要求高的空问分辨力而且要求高的密度分辨力,此时的螺距就应当选择小于1,以利细小血管的显示。
(五)重建间隔
1.定义 当螺旋扫描的容积采样结束后,二维图像可以从任何一点开始重建,而且数据可以反复使用。这样就出现了一个新的概念:重建间隔。其定义是每两层重建图像之间的间隔。例如:扫描范围为100mm,准直宽度为10mm,如果重建间隔为10mm,将获得类似常规断层扫描的10幅图像,如果重建间隔为5mm,将获得20幅10mm层厚图像,产生数据交叉重叠的图像。
2.应用 同样扫描范围内,重建间隔越小.重建出的图像数量越多。当然每幅图像的重建时间一样,重建间隔的增加势必增加整个图像重建的时间.即总重建时间等于重建层数乘以每层重建时间。常规断层也可以获得重叠图像,但是需要减少层间距进行重叠扫描,无疑增加了辐射量,螺旋扫描的重建间隔减少并不增加额外的辐射量.这是二者的主要区别之一。减小重建间隔的一个优势是降低部分容积效应的影响,例如,层厚10mm,病灶直径也是10mm,重建间隔等于层厚时,一旦病灶正好落人两层之间,要么病灶被遗漏,要么病灶的显示密度不真实,可能误诊或漏诊。缩小重建间隔则会避免这种机会的发生。缩小重建间隔的另一个优点是提高MPR及三维重建图像的质量,如果重叠30%~50%,会明显改善MPR和三维重建图像如MIP(maximum intensity projection,最大密度投影)、SSD(surface shaded display,表面遮盖法)、VR(volume rendering,容积再现)、VE(virtual endoscopy,仿真内窥镜)的图像质量。