精品連載《CT診斷與臨床》

知識 09-17

一、像素

>>是由一定數目的由黑到白不同灰度的像素按矩陣排列所構成，像素的數目越多，像素越小，CT圖像就越清晰越細緻；反之像素越大，數目越少，圖像質量就越模糊。CT機的像素數目取決於矩陣（matrix 256×256；512×512；1024×1024），每項乘積即為不同CT裝置的矩陣所包含的像素數目。矩陣是一個數學概念，它表示一個橫成行、縱成列的數字陣列。

二、灰度

CT圖像通過不同的灰度來反映組織結構和病變對X線的吸收程度，與普通X線片上的黑白影像一樣，黑影表示X線低吸收區，即低密度區，如肺野；白影表示高吸收區，即骨骼組織和鈣化。CT與普通X線圖像相比，其突出的優點是其密度解析度高，對人體由軟組織構成密度差別小的器官也能形成對比顯示清晰的圖像，CT能分辨出吸收係數只有0.1%～0.5%的差異。

三、影響CT圖像的因素

1.CT值：

1）CT值的概念：CT值反映的是X線吸收係數或稱衰減係數，但並不是它的絕對值，而是以水的CT值為0的相對值，單位為HU（Hounsfield unit），人體密度最高的骨皮質吸收係數最高，CT值定為1000HU，而空氣密度最低定為-1000HU。人體組織的CT值界限可分為2000個分度（表1-3-1）。

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表1-3-1正常人體組織CT值

2）CT值的測量：在CT機的顯示器上可測量圖像任何部位的CT值，範圍可大可小，使人體組織與病變之間的微小密度差異得到靈敏的定量分析，但需注意CT值不是絕對數，可受許多因素的影響，如不同CT機型、掃描條件、鄰近組織等。

3）CT值的意義：人體正常組織結構和病變的CT值在CT機上可較為準確地測出，根據CT值可推判出病變所含的組織成份，在診斷中對病變的來源及疾病的定性均有重要的參考價值。

2.窗寬與窗位：

1）窗寬：雖然人體組織的CT值可分為2000個單位，但人的眼睛卻只能分辨16個灰階度，如CT圖像由16個灰階來反映全部2000個分度（2000÷16=125HU），兩種組織的CT值差別125HU以上時，人眼才能識別，那CT值差別小於125HU時人眼即不能分辨。因此對CT值範圍必須進行分段觀察，所觀察的CT值範圍稱之為窗寬，如窗寬定為100HU，則可分辨的CT值為100÷16=6.25HU，窗寬若選定為200HU，可分辨的CT值為200÷16=12.5HU。採用窄窗寬所觀察的CT值範圍小，對比度強，適應觀察密度相仿的組織結構；若採用寬的窗寬所觀察的CT值範圍大，圖像對比度差，適應於觀察密度差別大的結構。所選用窗寬的寬窄直接影響著圖像的清晰度與對比度。

2）窗位：窗位是指CT圖像上灰階中心點的CT值。由於不同組織的CT值不同，所以窗位應與需觀察的組織的CT值為中心，若窗寬選定為200HU，窗位選在0HU，則以窗位為中心（0HU）向上包括100HU，向下包括-100HU，那麼在100～-100HU範圍內的組織結構均可被人眼所分辨，窗位的高低影響圖像的亮度，窗位低圖像亮度高呈白色，窗位高則相反，圖像呈黑色（圖1-3-2）。

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圖1-3-2CT圖文說明

3.解析度：

密度解析度、空間解析度和時間解析度是評價CT圖像質量的重要指標。

1）密度解析度（低對比度解析度）：是指能分辨組織結構的最小密度差的能力，以百分數來表示，通常指圖像黑白對比度。如CT機的密度解析度為0.3%，3mm，＜0.05Gy，表示的是對直徑為3mm的物體，當密度差大於0.3%時CT機可以分辨出，而患者接受的劑量小於0.05Gy。CT的密度解析度大大超過了普通X線片，且與X線的光子數成正比。

2）空間解析度（高對比解析度）：是指能顯示最小物體的能力，通常用所能分辨每厘米內的線對數（LP/cm）來表示，空間解析度與像素和X線光子數成正比。CT的空間解析度小於普通X線片，密度解析度與空間解析度是一對相互制約因素。

3）時間解析度：是指探測系統在很短的間隔期內重複掃描的能力。時間解析度的限制因素是由X線球管所造成的，尤其是熱容量小的X線球管。

隨著科學技術的進步，寬探測器和大容量CT球管、飛焦點技術的應用，CT設備的性能不斷改進，更為先進的多排螺旋CT的這三種解析度也在不斷提高，速度快、畫質優的CT圖像已廣泛應用於臨床。

4.部分容積效應（體積效應）：

CT圖像是有一定厚度的體層圖像，像素是構成CT圖像的基本單位，但是與像素相對應的體素有時並非由一種密度組織所構成，那麼該像素的CT值乃是不同物質依其體積所佔比例所得的平均CT值，它不能如實反映其中任何一種物質的CT值，這種現象稱之為部分容積效應。在CT掃描中，當小於層面厚度的病變在圖像中雖可顯示，但其CT值不能準確反映該組織的CT值。如測得高密度（骨）中的低密度灶，因有骨的影響其CT值要比實際的CT值要高；如測量低密度組織（肺）中的高密度灶，所測得CT值比實際要低，為了克服這種現象可用薄層CT掃描，盡量減少或消除部分容積效應對CT值的影響（圖1-3-3）。

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