關于MicroCT名(míng)詞解釋

時間：2023-10-25 熱度：1029

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Micro-CT是一項集成像無創與高分(fēn)辨于一體(tǐ)的技(jì )術。能(néng)對小(xiǎo)鼠，大鼠等進行全身性的檢查；還可(kě)以對選定的關注區(qū)域進行掃描，比如，在小(xiǎo)鼠和大鼠中(zhōng)，頭部，脊柱，前腿，後腿等等；還可(kě)以對離體(tǐ)樣本材料進行掃描，比如小(xiǎo)鼠或大鼠的股骨、胫骨、顱骨、牙齒、四肢，以及生物(wù)支架材料，電(diàn)子元件，建築材料，植物(wù)土壤，植物(wù)種子，昆蟲等各種需要對其内部結構進行掃描的材料進行掃描，了解Micro-CT常用(yòng)的名(míng)詞，能(néng)夠更好的了解Micro-CT的各項指标。

CT值

CT值（CT number)是以水的CT值為(wèi)零，而相對于其他(tā)物(wù)質(zhì)X線(xiàn)的衰減值。例如，空氣的CT值為(wèi) —1000，而骨密質(zhì)的CT值為(wèi) +1000,人體(tǐ)除骨密質(zhì)和肺以外，CT值基本在 —100～+100之間。CT值的标準單位是 HU（Hounsfield)。組織密度越大，CT值越高。如果某一組織發生病變而緻密度改變，則會影響到CT值的改變,這對CT診斷有(yǒu)很(hěn)大價值。

BMC 骨礦含量或骨曠物(wù)含量（Bone Mineral Content,BMC）,單位是g

BMD 骨密度或骨礦物(wù)質(zhì)密度（Bone Minearl Density,BMD),,3D BMD的單位是mg/cm³

BS 骨表面積（Bone Surface，BS），單位是mm²

BS/BV 骨表面積和骨體(tǐ)積的比值，單位是1/mm

BS/TV 骨表面積和組織體(tǐ)積的比值，單位是1/mm

BV 骨體(tǐ)積（Bone Volunme）,單位是mm³

BV/TV 相對骨體(tǐ)積或骨體(tǐ)積分(fēn)數，單位是%

Conn.D. 連接密度（Connectivity Density ,Conn.D.），單位是1/mm³

Ct.Ar 皮質(zhì)骨面積（Cortical bone Area,Ct.Ar）,單位是mm^2。

Ct.Th 皮質(zhì)骨厚度(Cortical bone Thickness，Ct.Th)，單位是mm。

DA 各向異性的程度（Degree of Anisotropy,DA）,是ROI平均截距長(cháng)度橢圓中(zhōng)長(cháng)徑和短徑的比值。在骨質(zhì)疏松初期，承重骨小(xiǎo)梁的DA通常增加，随骨質(zhì)疏松加劇，DA會減少。

DICOM 醫(yī)學(xué)數字成像和通信标準（Digital Imaging and Communiacations in Medicine,DICOM）是美國(guó)放射學(xué)會（American College of Radiology ,ACR）和國(guó)家電(diàn)子制造商(shāng)協會（National Electrical Manufactorers Association ,NEMA）為(wèi)主制定的用(yòng)于數字化醫(yī)學(xué)影像傳送、顯示與存儲的标準。在DICOM标準中(zhōng)詳細定義了影像及其相關信息的組成格式和交換方法，利用(yòng)這個标準，人們可(kě)以在影像設備上建立一個接口來完成影像數據的輸入/輸出工(gōng)作(zuò)。DICOM标準以計算機網絡的工(gōng)業化标準為(wèi)基礎，它能(néng)幫助更有(yǒu)效地在醫(yī)學(xué)影像設備之間傳輸交換數字影像，這些設備不僅包括CT、MR、核醫(yī)學(xué)和超聲檢查，而且還包括CR、膠片數字化系統、視頻采集系統和HIS/RIS信息管理(lǐ)系統等，該标準1985年産(chǎn)生，目前版本為(wèi)2003年發布的DICOM 3.0 2003版本。

Distance Transformation 距離變換（distance transformation）是定量分(fēn)析骨小(xiǎo)梁的方法之一，該方法可(kě)以計算樣品中(zhōng)每一個體(tǐ)素與近的骨骼-空氣介面（背景）之間的距離。計算得到的距離可(kě)以采用(yòng)以該體(tǐ)素為(wèi)中(zhōng)心、距離為(wèi)半徑的球體(tǐ)來直觀地表示，從圖片上看，該球體(tǐ)恰好

FOV 視野或檢查野（Field of View,FOV）,是CT等成像設備的重要性能(néng)參數之一，用(yòng)于衡量成像設備能(néng)夠進行成像的空間尺寸。

HA 羟基磷灰石（Hydroxyapatite,HA）,是組成骨骼的主要物(wù)質(zhì)。目前，通常在體(tǐ)模内置入已知密度的HA，用(yòng)于校準CT值。

HU HU （Hounsfield Units）是CT值的單位，以CT的發明人Godfrey Newbold Hounsfield的名(míng)字命名(míng)。

MIL 平均截距長(cháng)度（Mean intercepet Length,MIL）是定量分(fēn)析骨小(xiǎo)梁的方法之一，該方法可(kě)以計算測試線(xiàn)在ROI内部的截距長(cháng)度。MIL能(néng)夠測定樣品表面積與體(tǐ)積的比率(BS/BV），進行估計Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp。MIL分(fēn)布能(néng)夠确定MIL橢圓體(tǐ)的方向和各向異樣的程度（Degree of Anisotropy）。該方法的詳細内容參見：Distribution of

membrane thickness determined by lineal analysis。J Microsc。1978；113：27-43

OVX 卵巢摘除（ovariectomy,OVX）,把卵巢摘除的動物(wù)（通常是大鼠或小(xiǎo)鼠）作(zuò)為(wèi)婦女絕經後骨質(zhì)疏松症的動物(wù)模型。

ROI 感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）是使用(yòng)軟件工(gōng)具(jù)在圖像中(zhōng)定義得到的封閉區(qū)域，該區(qū)域通常具(jù)有(yǒu)相似的特性。3D圖像中(zhōng)定義的ROI也稱為(wèi)VOI（Volume of Interest）.

SMI

結構模型指數（Structure Model Index，SMI）,定義骨小(xiǎo)梁闆狀（plate-like）和杆狀（rod-like）程度。發生骨質(zhì)疏松時，骨小(xiǎo)梁從闆狀向杆狀轉變，SMI數值增加。

STL

STL 格式初出現于1988年美國(guó)3DSYSTEMS公(gōng)司生産(chǎn)的SLA快速成形機中(zhōng)，STL就是StereoLithography（立體(tǐ)印刷術)的縮寫，它是将三維模型的表面近似表達為(wèi)小(xiǎo)三角形平面的組合，非常相似于有(yǒu)限元分(fēn)析中(zhōng)的三結點平面單元。

Tb.N

骨小(xiǎo)梁數量（Trabecular Number,Tb.N）,是指給定長(cháng)度内骨組織與非骨組織的交點數量，單位1/mm。發生骨質(zhì)疏松時，Tb.N的值減少。

Tb.Pf

骨小(xiǎo)梁模式因子（Trabecular Bone Pattern factor,Tb,Pf），衡量骨小(xiǎo)梁凸面和凹面的程度，單位1/mm。低Tb.Pf值指示骨小(xiǎo)梁由杵狀向闆狀變化，發生骨質(zhì)疏松的Tb.Pf值增加。

Tb.Sp

骨小(xiǎo)梁分(fēn)離度（Trabecular Separation/Spacing,Tb.Sp）,是指骨小(xiǎo)梁之間的髓腔平均寬度，單位是mm。Tb.Sp增加，提示骨吸收增加，可(kě)能(néng)發生骨質(zhì)疏松。

Tb.Th

骨小(xiǎo)梁厚度（Trabecular Thickness,Tb.Th）,是指骨小(xiǎo)梁的平均厚度，單位是mm。發生骨質(zhì)疏松時，Tb.Th值減少。

TRI

三角測量法（triangulation,TRI）是定量分(fēn)析骨小(xiǎo)梁的方法之一，該方法以各種不同形狀和尺寸的三角形表示ROI的表面，然後計算ROI内部四面體(tǐ)的體(tǐ)積和三角形的面積。用(yòng)該方法計算BS/BV比MIL方法更為(wèi)直接，也可(kě)以估算Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp、MIL橢圓體(tǐ)的方向和各向異性的程度，該方法的詳細内容參見瑞士蘇黎世大學(xué)發表的論文(wén)：Direct-Three-Dimensional Morphometric Analysis of Human Cancellous Bone:Microstuural Data from Spine,Femur,IIiac Crest,and Calcaneus. J Bone Miner Res. 1999;14(7):1167-1174。

部分(fēn)容積效應

體(tǐ)素不連續地顯示一個物(wù)體(tǐ)，使物(wù)體(tǐ)中(zhōng)的細節被平均分(fēn)配，即體(tǐ)素内的細節由一個加權平均值表達，這種現象被稱為(wèi)部分(fēn)容積效應(partial volume effect),是CT成像中(zhōng)常見的圖像僞影,使密度差别較大的物(wù)體(tǐ)邊緣變模糊。層厚越大,部分(fēn)容積效應就越嚴重。

插值

插值或内插（interpolation）是采用(yòng)數學(xué)方法在一抑制函數的兩端數值，估計該函數在兩端之間任一值的方法。CT掃描采集的數據是離散的、不連續的，需要從兩個相鄰的離散值求得其間的函數值。内插的方法有(yǒu)很(hěn)多(duō)種，例如線(xiàn)性内插、率過内插和優化采樣掃描等。

重建

原始掃描數據經過計算機采用(yòng)特定的算法處理(lǐ)，得到能(néng)夠用(yòng)于診斷的圖像,這種處理(lǐ)方法或過程稱為(wèi)重建（reconstruction）。圖像重建速度是衡量CT機性能(néng)的一個重要指标。

重建函數核

重建函數核（kernel）又(yòu)稱重建濾波器、濾波函數.CT掃描通常會包含一些必要的參數，如球管的電(diàn)壓、電(diàn)流、層厚等，重建函數核是其中(zhōng)一個重要内容。它是一種算法函數，決定或影響圖像的分(fēn)辨率和噪聲等。常見的重建函數核有(yǒu)高分(fēn)辨率、标準和軟組織3種模式:高分(fēn)辨率模式是一種強化邊緣、輪廓的函數，能(néng)夠提高分(fēn)辨率,但是圖像噪聲也相應增加;軟組織模式是一種平滑、柔和的函數，圖像對比度下降，噪聲減少，密度分(fēn)辨率提高；标準模式則是沒有(yǒu)任何強化或柔和作(zuò)用(yòng)的算法。

重組

重組（reformation）是不涉及原始數據處理(lǐ)的一種圖像處理(lǐ)方法，如多(duō)平面重組、三維圖像處理(lǐ)等，即，在橫斷面圖像的基礎上，重新(xīn)組合或構建成三維影像。由于使用(yòng)已形成的橫斷面圖像，因此重組圖像的質(zhì)量與已形成的橫斷面圖像有(yǒu)密切關系。

窗口

窗口（window）是根據人眼的視覺特性采用(yòng)計算機設置的不同灰度标尺。窗口的設置包括了全部約4000個CT值範圍，根據人眼的需要可(kě)相應調節，以适應診斷需要.窗口技(jì )術通常采用(yòng)窗寬和窗位的設置來調節，窗寬以W(Width）表示,窗位以L（Level）或 C（Center）表示。

定位掃描

定位掃描(Scout View）是用(yòng)于确定後續精(jīng)細掃描區(qū)域的初掃。

多(duō)平面重組

多(duō)平面重組（multi—planar reformation,MPR)把體(tǐ)素重新(xīn)排列，在二維屏幕上顯示任意方向上的斷面。CT采集的一組斷層圖像,通過計算機處理(lǐ)後形成各向體(tǐ)素間距相同的三維容積數據，然後用(yòng)正交的3個平面（冠狀面、矢狀面和橫斷面）截取三維數據，生成3幅二維斷層圖像.操作(zuò)者用(yòng)鼠标移動3個平面的位置，使3幅圖像随之産(chǎn)生協同變化。

分(fēn)辨率

分(fēn)辨率包括空間分(fēn)辨率（spatial resolution)、密度分(fēn)辨率（density resolution）和時間分(fēn)辨率（temporal resolution）.空間分(fēn)辨率是CT機在高對比度情況下分(fēn)辨相鄰2個小(xiǎo)物(wù)體(tǐ)的能(néng)力，有(yǒu)每厘米包含線(xiàn)對數（LP/cm）和毫米線(xiàn)徑（mm)2 種表示方法.空間分(fēn)辨率應該在10%MTF的前提下進行比較,目前高檔CT的分(fēn)辨率在15LP/cm（10%MTF）左右。密度分(fēn)辨率是CT機在低對比度情況下分(fēn)辨相鄰2個小(xiǎo)物(wù)體(tǐ)的能(néng)力，表示方法是某一物(wù)體(tǐ)尺寸時密度的百分(fēn)比濃度差，例如一個3mm的物(wù)體(tǐ)，密度分(fēn)辨率是3%,通常CT密度分(fēn)辨率範圍是0。25％～0。5%/1.5～3mm。時間分(fēn)辨率是CT機在單位時間内采集圖像的幀數，表示動态掃描能(néng)力。在一般情況下，分(fēn)辨率就是指空間分(fēn)辨率。

分(fēn)離

分(fēn)離(separation)是指将一個完整的三維容積圖像分(fēn)為(wèi)幾個部分(fēn)的過程，與圖像合并（combination)相對。

傅立葉變換

傅立葉變換(Fourier transform）是圖像重建方法的一種，是一種将空間信号轉換為(wèi)頻率信号的數學(xué)方法，可(kě)以将一個空間信号轉換為(wèi)具(jù)有(yǒu)不同頻率和幅度的正弦和餘弦函數。

輻射劑量

CT等成像設備使用(yòng)過程中(zhōng)，操作(zuò)人員和受檢動物(wù)都需要注意射線(xiàn)防護。目前,通行的輻射劑量度量方法有(yǒu)以下幾種：l 照射量（exposure）,指直接度量X射線(xiàn)對空氣電(diàn)離能(néng)力的量，表示輻射場強度,從電(diàn)荷量的角度來反映射線(xiàn)強度。單位是庫侖?千克－1(C?kg－1）或倫琴（R）；l 吸收劑量（absorbed dose)，指每單位質(zhì)量的被照射物(wù)質(zhì)所吸收任何電(diàn)離輻射的評價能(néng)量,從能(néng)量角度反映照射量.單位是戈瑞（Gy）或拉德(dé)(rad）.l 劑量當量（dose equivalent)，即使在吸收劑量相同的情況下,不同輻射類型所産(chǎn)生的生物(wù)效應的嚴重性各不相同,為(wèi)了便于比較,引入劑量當量這一概念。它是采用(yòng)适當的修正因子對吸收劑量進行加權，使修正後的吸收劑量更能(néng)反映輻射對肌體(tǐ)的危害程度。單位是希沃特（Sv）或雷姆（rem）。因此，劑量當量（Sv)比吸收劑量(Gy）或照射量(C？kg－1）更能(néng)反映CT機的X射線(xiàn)對人體(tǐ)的危害程度。通常情況下，自然環境輻射1-10mSv/年,全身CT掃描約10mSv/次，乘坐(zuò)一次越洋飛機接受的輻射＜5μSv。

光線(xiàn)跟蹤

在醫(yī)學(xué)圖像顯示過程中(zhōng)，通常采用(yòng)陰影和光線(xiàn)來加強表現三維圖像中(zhōng)物(wù)體(tǐ)的立體(tǐ)感,常見的光線(xiàn)應用(yòng)方法是光線(xiàn)跟蹤法（ray tracing）。

灰階

灰階（gray level/scale)是根據像素的CT值在圖像上顯示的一段不同亮度的信号，把從白色到黑色之間的灰度分(fēn)成若幹等級，則稱為(wèi)灰階或灰度級。人眼一般隻能(néng)識别40級左右連續的灰階，而組織密度灰階差要大得多(duō).在CT圖像顯示技(jì )術中(zhōng),常通過窗口技(jì )術對窗寬、窗位進行調節，以适應視覺的佳範圍。

甲狀旁腺激素

甲狀旁腺激素（parathyroid hormone , PTH）是肽類激素,主要功能(néng)是影響體(tǐ)内質(zhì)鈣與磷的代謝(xiè),作(zuò)用(yòng)于骨細胞和破骨細胞，使骨鹽溶解，從骨動員鈣，使血液中(zhōng)鈣離子濃度增高,同時還作(zuò)用(yòng)于腸及腎小(xiǎo)管，使鈣的吸收增加，從而維持血鈣的穩定。若甲狀旁腺分(fēn)泌功能(néng)低下，血鈣濃度降低,出現手足抽搐症；如果功能(néng)亢進，則引起骨質(zhì)過度吸收,容易發生骨折。

矩陣

矩陣（matrix）是像素以二維方式排列的陣列,與重建後圖像的質(zhì)量有(yǒu)關。在相同大小(xiǎo)的采樣野中(zhōng),矩陣越大像素也就越多(duō)，重建後圖像質(zhì)量越高。

卷積

卷積（convolution）是圖像重建運算處理(lǐ)的重要步驟。卷積處理(lǐ)通常需要使用(yòng)濾波函數來修正圖像，卷積結束後形成一個新(xīn)的用(yòng)于圖像重建的投影數據。

配準

配準（registration)的過程就是尋求兩幅圖像間一對一映射的過程，即，将兩幅圖像中(zhōng)對應于空間同一位置的點聯系起來。圖像配準通常是圖像融合（infusion）的前提條件。

容積掃描

由于螺旋CT的速度大大快于非螺旋CT，而且采集的往往是一個器官的掃描數據（容積采集區(qū)段）而不是一個層面的數據,因此這種掃描方法稱為(wèi)容積掃描（volume scanning）。

容積再現

容積再現（volume rendering， VR)是顯示物(wù)體(tǐ)完整三維圖像的方法。與表面再現相比,對計算機要求較高，但是保留了物(wù)體(tǐ)内部結構信息。

軟射線(xiàn)

軟射線(xiàn)能(néng)量較低，較易為(wèi)人體(tǐ)吸收,對人體(tǐ)危害大，而在CT成像中(zhōng)基本沒有(yǒu)作(zuò)用(yòng)。硬射線(xiàn)能(néng)量比較高,大部分(fēn)可(kě)以直接穿透人體(tǐ),人體(tǐ)吸收少、危害小(xiǎo)，CT成像主要依靠硬X射線(xiàn)。CT機中(zhōng)的楔形補償器或濾過器，就起到阻擋軟X線(xiàn)、通透硬X線(xiàn)的目的,将球管産(chǎn)生的多(duō)能(néng)譜X線(xiàn)濾過成均一的硬X線(xiàn).鎢靶X 射線(xiàn)管發射的稱為(wèi)硬射線(xiàn)，相對而言钼铑等低原子序數陽極靶材料制成的X 射線(xiàn)管發射的稱為(wèi)軟射線(xiàn)，它們發射的X 射線(xiàn)波長(cháng)較長(cháng)、穿透力較弱、衰減系數較高。

三維可(kě)視化

由于人眼的解剖結構限制，人類無法真正直接觀察三維物(wù)體(tǐ)，而在顯示器屏幕上看到的三維圖像，都是計算機模拟三維顯示效果産(chǎn)生的。根據X、Y、Z軸的直角坐(zuò)标體(tǐ)系,人們能(néng)夠在3個坐(zuò)标軸方向上對圖像做任意旋轉，借助于軟件處理(lǐ)，能(néng)夠看到物(wù)體(tǐ)的前、後、頂、底的三維空間投影圖像。這種三維顯示方法，在圖像處理(lǐ)專業術語中(zhōng)稱為(wèi)三維可(kě)視化（3D visualization），在醫(yī)學(xué)上稱為(wèi)三維成像。

算法

算法（algorithm）是針對特定輸入和輸出的一組規則.算法的主要特征是不能(néng)有(yǒu)任何模糊的定義，算法規則描述的步驟必須是簡單、易操作(zuò)并且概念明确,而且能(néng)夠有(yǒu)計算機實現。

提取

提取（segmentation）是指将圖像中(zhōng)具(jù)有(yǒu)特殊涵義的不同區(qū)域區(qū)分(fēn)開，這些區(qū)域是互不交叉的，每個區(qū)域都滿足特定區(qū)域的一緻性。在圖像處理(lǐ)中(zhōng)，分(fēn)割是選擇感興趣區(qū)的方法之一，通常通過設定上下阈值、區(qū)域生長(cháng)、自動邊緣檢測或者定義三維輪廓線(xiàn)(contour）等多(duō)種方式來實現。這種方法有(yǒu)時也被稱為(wèi) extraction。

體(tǐ)模

體(tǐ)模（phantom）是在CT等成像設備中(zhōng)用(yòng)于校準的标準品，CT的體(tǐ)模通常由多(duō)個已知不同密度的羟基磷灰石組成。

體(tǐ)素

在CT掃描中(zhōng)，根據斷層設置的厚度和矩陣的大小(xiǎo)，能(néng)被CT掃描的小(xiǎo)體(tǐ)積單位稱為(wèi)體(tǐ)素(voxel）。體(tǐ)素由長(cháng)、寬、高三要素表示，能(néng)任意表示物(wù)體(tǐ)的顔色、透明度、密度、強度、形變和時間,與此對應的是二維圖像中(zhōng)的像素（pixel)。

僞影

僞影（artifact）是由于設備或患者造成的、與掃描物(wù)體(tǐ)無關的影像，在圖像中(zhōng)表現的形狀各異，并會影響診斷的準确性.僞影例如患者移動造成的運動僞影、金屬物(wù)造成的放射狀僞影、多(duō)能(néng)譜X線(xiàn)造成的射線(xiàn)硬化僞影、層厚過大引起的部分(fēn)容積效應僞影等。

像素

像素（pixel）是構成CT圖像的小(xiǎo)單位，與體(tǐ)素相對應，體(tǐ)素的大小(xiǎo)在CT圖像上的表現，即為(wèi)像素。

信噪比

信噪比（signal/noise ratio，SNR）即信号和噪聲的比值。任何一種信号中(zhōng)都會包含噪聲,但信号和噪聲之間的比值不同。在實際應用(yòng)中(zhōng)，該比值越大，噪聲的含量就越小(xiǎo)，信息傳遞的質(zhì)量就越高。

噪聲

在CT中(zhōng)，噪聲（noise）是一均勻物(wù)質(zhì)掃描圖像中(zhōng)各點之間CT值的随機波動，也可(kě)看作(zuò)是圖像矩陣中(zhōng)像素值由于各種原因引起的誤差。

大密度投影

投影是把三維信息壓縮到二維的常用(yòng)方法.大密度投影（maximum intensity projection,MIP）将三維數據向任意方向進行投影，假想有(yǒu)許多(duō)投影線(xiàn)，取投影線(xiàn)經過的所有(yǒu)體(tǐ)素中(zhōng)大的一個體(tǐ)素值，作(zuò)為(wèi)投影結果圖像的像素值.在投影線(xiàn)上取小(xiǎo)值，就成為(wèi)小(xiǎo)密度投影。前者多(duō)用(yòng)于顯示高密度影，如血管造影，後者多(duō)顯示低密度影，如氣道。

本期Micro-CT常用(yòng)的名(míng)詞解釋就到這裏啦，希望能(néng)對科(kē)研工(gōng)作(zuò)者了解Micro-CT有(yǒu)幫助。