全国卫生专业技术资格考试指导放射医学技术中级专业知识CT成像理论成像原理
CT是医学影像领域最早使用数字化成像的设备。
CT图像的基本特征可用两个词概括：即“数字化”和“体积信息”。数字化图像的最小单位为像素；而无论层厚大小，CT的扫描层面始终是一个三维的体积概念。
根据雷登（J.H.Radon）的数字成像基本原理，一幅人体层面的图像可从任意方向产生，但目前CT成像所采用的方位仅轴位和冠状位的断面成像。
在CT成像中利用了X线的衰减特性并重建成一个指定层面的图像。
一、X射线的衰减和衰减系数
X线的衰减是指射线通过物体后强度的减弱，其间一些光子被吸收，而另一些光子被散射，衰减的强度大小通常与物质的原子序数、密度、每克电子数和源射线的能量大小有关。根据Lambert-Beer吸收定律，X线通过人体组织后的光子与源射线呈指数关系。
在一匀质的物体中，X线的衰减与该物质的行进距离成正比。假定比例常数为μ，X线的行进路程为dX，穿过该物质后X线强度为dI，则：
dI = -μ dX                  (1-1)
卫生技术专业资格考试将上式进行不定积分运算，其路径dX被看作是X线所通过物质的厚度，并以d表示，则上式可简单写成：
I = I0e -μd                  (1-2)
式中I是通过物体后X线的强度，I0是入射射线的强度，e 是Euler’s常数(2.718)，μ是线性吸收系数，d是物体厚度，这是X线通过均匀物质时的强度衰减规律，是经典的匀质物体线性衰减系数公式。
在CT成像中，线性衰减系数μ值相对较重要，因它与衰减量的多少有关，计量单位是cm-1。根据等式I = I0e-μd我们可以得到线性衰减系数μ值，即：
I = I0e -μd
I/I0 = e -μd
ln I/I0 = -μd
ln I/I0 = μd
μ = (l/d)·(ln I0/I)        (1-3)式中ln是自然对数，因在CT中I和I0都是已知的，d也是已知的，根据上式就可以求得μ值。
单一能谱射线和多能谱射线的衰减不一样，单一能谱射线又称单射线，其光子都具有相同的能；多能谱射线（多射线）中的光子具有的能量则各不相同。CT成像中多能谱射线为主。
多能射线通过物体后的衰减并非是指数衰减，而是既有质的改变也有量的改变。即经衰减后光子数减少，射线的能量增加，
并使通过物体后的射线硬化。因此，我们不能简单地将等式I = I0e -μd直接应用于CT多能射线的射线衰减，只能用一大致相等的方法来满足这一等式。
根据X线的基本特性，我们已知道X线的吸收和散射有光电作用和康普顿效应，那么多能射线通过一个非匀质物体后的衰减大致可以用下述等式表示：
I = I0e–(μp+ μc）d        (1-4)
式中μp是光电吸收的线性衰减系数，μc是康普顿吸收的线性衰减系数。光电作用主要发生在高原子序数组织中，在某些软组织和低原子序数的物质中则作用较小；康普顿效应是发生在软组织中，在密度有差别的组织中康普顿效应的作用则有所不同。另外，光电作用与射线能量大小有关，而康普顿效应
并非像光电作用那样随能量的增加而增加。
二、CT数据采集基本原理
CT的扫描和数据的采集是指由CT成像系统发出的、一束具有一定形状的射线束透过人体后，产生足以形成图像的信号被探测器接收，同时，所产生的扫描数据与最终形成图像的空间分辨率、伪影等密切相关。
在成像系统中，基本组成或必备的条件是具有一定穿透力的射线束和产生、接收衰减射线的硬件设备，其中，对射线束的要求包括它的形状、大小、运动的路径和方向。
简而言之，CT的成像是透射射线按照特定的方式通过被成像的人体某断面，探测器接收穿过人体断面的射线，将射线衰减信号送给计算机处理，经计算机重建处理后形成一幅人体内部脏器的某断面的图像。
现在使用的CT机，一般有两种不同的数据采集方法，一种是一层一层即逐层采集法（非螺旋扫描），另一种是容积数据采集法（螺旋扫描）。
逐层采集法是X射线管围绕人体旋转，探测器同时接收采样数据，然后X线管停止旋转，检查床移到下一个扫描层面，重复进行下一次扫描，一直到全部预定的部位扫描完成。其间每一次只扫描一个层面。
容积数据采集法是螺旋CT扫描时采用的方法，即病人屏住呼吸的同时，扫描机架单向连续旋转X线管曝光，检查床同时不停顿单向移动并采集数据，其采集的是一个扫描区段的容积数据。
在逐层采集法数据采集的第一步，X线管和探测器围绕人体旋转，根据不同的空间位置，探测器依据穿过人体的衰减射线采集数据，这一相对衰减值可由下式计算：
源射线强度（I0）
相对衰减值 = ln
衰减后射线强度（I）
一般来说，一幅CT图像需要几百个采样数据，而每一个采样数据由相当量衰减射线构成，所以，一次扫描全部衰减射线可有下述关系式：
衰减射线总量 = 采样数×每次采样射线量在理解采样过程中，我们还必须注意下述的情况：
1.X线管与探测器是一个精确的准直系统；
2.X线管和探测器围绕人体旋转是为了采样；
3.X线管产生的射线是经过有效滤过的；
4.射线束的宽度是根据层厚大小设置严格准直的；
5.探测器接收的是透过人体后的衰减射线；
6.探测器将接收到的衰减射线转换为电信号（模拟信号）；
综上所述，CT扫描成像的基本过程是由X射线管发出的X射线经准直器准直后，以窄束的形式透过人体被探测器接收，并由探测器进行光电转换后送给数据采集系统进行逻辑放大，而后通过模数转换器作模拟信号和数字信号的转换，由信号传送器送给计算机作图像重建，重建后的图像再由数模转换器转换成模拟信号，最后以不同的灰阶形式在监视器上显示，或以数字形式存入计算机硬盘，或送到激光相机拍摄成照片供诊断使用。
依据CT扫描的过程，其最终形成一幅CT图像可分为下述八个步骤：
1.病人被送入机架后，X线球管和探测器围绕病人旋转扫描采集数据，其发出的X射线经由球管端的准直器高度准直。