空间分辨率(Spatial Resolution)又被称为高对比度分辨率(High Contrast Resolution),是用来衡量系统在高密度对比情况下显示最小物体的能力,它是图像质量最重要的量化指标之一。空间分辨率受三大因素的影响,它们是:CT机的几何因素、数据采样和图像重建的技术。其中成像几何因素是指成像过程中元器件和参数的设置,包括球管焦点的尺寸、探测器孔径的大小、扫描层厚、焦点扫描野中心和探测器距离等;数据采样主要是指X线的采集过程,包括探测器单元尺寸、探测器材质和采样方式等;重建技术主要是指图像重建过程中采用的不同技术,如平滑& #40;软组织& #41;技术、边缘增强& #40;高分辨率& #41;技术。进入到64排后,CT的几何设计已经近于成熟。若要进一步提高空间分辨率,主要需要从数据采样和图像重建技术的改进入手。
一、数据采集系统改进 在数据采样的硬件系统中,数据采集系统& #40;DAS& #41;是最重要的单元。DAS高的采样频率可以在图像重建过程中提供更多的“视角”& #40;View& #41;。 Optima CT660 采用集成化DAS芯片VolaraTMXT DAS,采样频率最高达到4920samples/秒。小宝石奥运版的视网膜探测器采用了“微像元”技术,整个探测器像元数量达到 58368个,在行业64排CT 中达到单位面积像元数量最多、像元尺寸最小。此外,它在探测器工艺方面,采用了Z轴整板探测器技术& #40;1块*100px& #41;,与上一代拼接板技术相比,整板技术没有额外的物理拼缝,拥有更高的X线光子利用率。Optima CT660采用的正是探测器“微像元”技术和“Z轴整板”技术,再配合以集成化DAS 芯片和双焦点的极酷冰球管,共同组成了高效采样的基础,为提高空间分辨率奠定了坚实的硬件基础。
二、图像重建技术改进 除了上面提到的硬件系统之外,CT图像重建技术同样也会对图像的空间分辨率产生重要的影响。传统多排CT的螺旋重组采用的是螺旋插值法,传统的螺旋插值法是确定任何一点的CT值,是由探测器中的相隔为360o的2个相邻的探测器的数值进行插值计算获得(图2)。共轭重建技术是采集相差 180o的共轭配对数据(机架每旋转180o,探测器即可采集到X线穿过整个断层的衰减信息)。获得共轭数据以后,我们可以把360o和180o的数据集合起来,使得每一点的CT值由4个探测器信号来定位,与传统螺旋插值法相比,定位数据量增加了一倍,或者说把取样的间隔减小了,从而提高了Z方向的分辨率(图3)。
OptimaCT660 在“微像元”探测器和“Z 轴整板”技术的基础上,采用VolaraTMXTDAS 和极酷冰球管,实现了高频率采样,充分收集扫描物体的空间信息,加上先进的共轭重建技术,将采集的空间信息在重建过程中充分利用,实现了64排128层成像。硬件平台和重建技术的共同改进将空间分辨率提高到了前所未有的0.3mm。
|