螺旋CT中影响SSP的因素及其控制对策

螺旋CT中影响SSP的因素及其控制对策【摘要】 提出了影响螺旋CT中SSP变化的3个重要因素，探讨了它们对SSP量化的影响以及对SSP 3个重要因素的控制对策。 【关键词】 SSP; 因素; 控制对策图像分辨率包括两大要素，即空间分辨率和噪声，而空间分辨率与SSP关系非常密切。螺旋CT平面内空间分辨率与常规CT非常相似，但螺旋CT的纵向空间分辨率不同于常规CT，这与层面敏感度轮廓（slice sensitivity profile， SSP）密切相关，有的学者把它译为层面敏感性剖面1或层厚灵敏度曲线2。我们通常把层面敏感度轮廓定义为CT扫描仪点扩散函数（point spread function， PSF）的纵向中心剖面，并常常沿机架孔中心纵轴测量3。常规CT扫描图像上，SSP完全取决于层厚大小，而螺旋CT扫描则至少受3个因素影响:层厚、螺距和图像重建内插方式。1影响螺旋CT中SSP变化的3个重要因素1.1层厚对SSP的影响层厚是指断层的厚度。对于单层螺旋CT来说，厚度主要由准直器通道限定的X射线束宽度决定，实际的层厚是用层面敏感度轮廓SSP的半高宽度FWHM表示2。扫描所取层厚越大，所显示病变的影像受部分容积效应或称体积平均值效应的影响越大。在螺旋CT中影响SSP变化的3个重要因素中，层厚对SSP影响最大。缩小层厚，可缩小SSP，提高分辨率，但穿过物体到达检测器的光子量减少，图像噪声增加。CT机有多种层厚供选择，如1mm、2mm、3mm、5mm、7mm、 8mm和10mm等。1.2 螺距对SSP的影响螺距是决定SSP大小的另一因素。螺距即床的移动速度与层厚的比值，螺旋CT机的螺距设置范围一般为1.02.0。螺距增加，SSP也增宽。常规轴位扫描时床面不移动，即螺距=0。当螺旋扫描螺距=1.0时，180线性内插的FWHM接近常规扫描，SSP增宽不明显。单边叶法和双边叶法两种内插方式属于高能级方式，SSP几乎无改变，但重建时间延长，故目前一般采用180线性内插法。表1反映螺距（pitch）大小对SSP的影响。表1 不同螺距与SSP大小的关系（略）从表1可见，随螺距增大，SSP增宽。螺距从1.0增大到1.5时，SSP增宽较小;而当螺距增大到2.0时，SSP增宽非常明显。1.3内插演算法对SSP的影响第3个影响SSP大小的因素为内插演算法，主要有两种:180和360线性内插。前者从两个180的螺旋扫描的容积资料中综合成横断面的图像，这种重建方法所取资料少，SSP缩小，容积效应也相应缩小，沿Z轴方向的图像模糊度减少，故空间分辨率提高;另一方面，由于所取的资料（或信息）少，光子量也少，噪声相应增加。相反360线性内插，是从两个360曝光资料中综合成横断面图像，SSP加大，容积效应增加，沿Z轴方向的图像模糊度增加，空间分辨率下降;另一方面，因光子量增加，噪声下降。360线性内插法为宽型，180线性内插法为窄型，后者普遍采用。表2 内插方式与SSP厚度大小的关系（略）SSP测量有两种方法:即最大半数值的全宽（full width at half maximum，FWHM）以及最大1/10数值的全宽（full width at tenth maximum，FWTM）。FWTM代表轮廓（剖面）的基底部宽度。最常运用的为FWHM，代表剖面的层厚大小。表2反映不同内插方式对SSP的影响。上述3种因素:层厚、螺距以及内插间隔大小对SSP的影响进而影响图像分辨率以及3者的相互关系，可用表3归纳和说明之。表3 层厚、螺距和内插方式对空间分辨率和噪声的影响 （略）2SSP 3因素的控制对策 不同参数对三维重建图像（SSD）质量有非常大的影响，这就需要我们采用不同的控制对策: 固定螺距，改变层厚。层厚越大，图像（Z轴方向）分辨率越低，当层厚为5mm时，阶梯状伪影非常明显。 层厚固定，改变螺距。分成两组:当层厚3mm时，螺距从1.0增大到2.0时，图像分辨率虽有下降，但不明显;而当层厚为5mm时，螺距从1.0增大到2.0时，图像分辨率明显下降，阶梯状伪影十分显著。证明采用小的层厚和较大螺距时，对图像影响不大。目前该扫描方案已在临床上推荐使用，尤其适合于腹部脏器扫描。 层厚和螺距保持不变，仅改变内插重建间隔（可任意缩小）。当重建间隔缩小到相当于层厚的50%时，图像质量有所提高;当重建间隔继续缩小时，图像质量的改善并不明显。由此可见，为了提高重建图像的质量，缩小重建间隔是必要的，但应有一个合理的限度。 被扫描物体与扫描平面的方向可以是垂直的、平行的或斜交的，当扫描参数保持不变时，3种方向结构的图像分辨率不尽相同，以垂直方向结构的图像分辨率居高，平行或斜交的稍差。3小结 通过以上探讨，我们进一步认识和阐明层厚、螺距以及内插间隔大小对SSP的影响进而影响图像分辨率以及3者的相互关系，充分理解这些重要因素，对临床应用中合理掌握扫描参数，进行多平面和三维图像后处理将有很大价值。【参考文献】 1 刘士远，等.胸部螺旋CT.中国医药科技出版社，2001，1:89. 2 张泽宝.医学影像物理学.人民卫生出版社，2005，12:8687.3 周康荣.螺旋CT.上海医科大学出版社，1998，11:47.