名詞解釋匯總——Micro CT（微量 X射線斷層掃描）相關監(jiān)測指標

CT值

CT值（CT number）是以水的CT值為零，而相對于其他物質X線的衰減值。例如，空氣的CT值為 -1000，而骨密質的CT值為 +1000，人體除骨密質和肺以外，CT值基本在 -100～+100之間。CT值的標準單位是 HU（Hounsfield）。組織密度越大，CT值越高。如果某一組織發(fā)生病變而致密度改變，則會影響到CT值的改變，這對CT診斷有很大價值。

BMC

骨礦含量或骨礦物質含量（Bone Mineral Content，BMC），單位是g

BMD

骨密度或骨礦物質密度（Bone Mineral Density，BMD），2D BMD的單位是g/cm^2，3D BMD 的單位是mg/cc。

BMP

骨形態(tài)發(fā)生蛋白（Bone Morphogenetic Protein，BMP）是轉化生長因子β超家族成員之一，具有誘導未分化的間充質干細胞向成軟骨細胞和成骨細胞定向分化與增殖的能力，能促進新骨形成。

BS

骨表面積（Bone Surface，BS），單位是mm^2

BS/BV

骨表面積和骨體積的比值，單位是1/mm。

BS/TV

骨表面積和組織體積的比值，單位是1/mm。

BV

骨體積（Bone Volume），單位是mm^3。

BV/TV

相對骨體積或骨體積分數(shù)，單位是%。

Conn.D.

連接密度（Connectivity Density，Conn.D.），單位是1/mm^3。

Ct.Ar

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

Ct.Th

皮質骨厚度（Cortical bone Thickness，Ct.Th），單位是μm。

Ct.Wi

皮質骨寬度（Cortical bone Width，Ct.Wi），單位是μm。

DA

各向異性的程度（Degree of Anisotropy，DA），是ROI平均截距長度橢圓中長徑和短徑的比值。在骨質疏松初期，承重骨小梁的DA通常增加，隨骨質疏松加劇，DA會減小。

DICOM

醫(yī)學數(shù)字成像和通信標準（Digital Imaging ａnd Communications in Medicine，DICOM）是美國放射學會（American College of Radiology，ACR）和國家電子制造商協(xié)會 （National Electrical Manufactorers Association，NEMA）為主制定的用于數(shù)字化醫(yī)學影像傳送、顯示與存儲的標準。在, DICOM標準中詳細定義了影像及其相關信息的組成格式和交換方法，利用這個標準，人們可以在影像設備上建立一個接口來完成影像數(shù)據(jù)的輸入/輸出工作。DICOM標準以計算機網(wǎng)絡的工業(yè)化標準為基礎，它能幫助更有效地在醫(yī)學影像設備之間傳輸交換數(shù)字影像，這些設備不僅包括CT、MR、核醫(yī)學和超聲檢查，而且還包括CR、膠片數(shù)字化系統(tǒng)、視頻采集系統(tǒng)和 HIS/RIS 信息管理系統(tǒng)等。該標準1985年產生，目前版本為2003年發(fā)布的DICOM 3.0 2003版本。

Distance Transformation

距離變換（distance transformation）是定量分析骨小梁的方法之一，該方法可以計算樣品中的每一個體素與最近的骨骼-空氣介面（背景）之間的距離。計算得到的距離可以采用以該體素為中心、距離為半徑的球體來直觀地表示，從圖片上看，該球體恰好位于該結構內部。計算過程中，通過大球體替代其內部小球體的方法去處多余的球體。由該方法計算得到的Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp是最為廣泛采用的。該方法的詳細內容參見瑞士蘇黎世大學發(fā)表的論文：A new method for the model-independent assessment of thickness in three-dimensional images. J Microsc, 1997; 185:67-75

FOV

視野或檢查野（Field of View，F(xiàn)OV），是CT等成像設備的重要性能參數(shù)之一 ，用于衡量成像設備能夠進行有效成像的空間尺寸。

HA

羥基磷灰石（Hydroxyapatite，HA），是組成骨骼的主要物質 。目前，通常在體模內置入已知密度的 HA，用于校準 CT 值。

HU

HU（Hounsfield Units）是CT值的單位，以 CT 的發(fā)明人Godfrey Newbold Hounsfield 的名字命名，念作“胡”。

IPL

圖像處理語言（Image Processing Language，IPL）是 SCANCO 的 MicroCT 設備軟件中的高級圖像處理語言，由 SCANCO 的專家 Andres Laib 編寫。

MAR

骨礦化沉積率（Mineral Apposition Rate。MAR），單位是μm/天。

MIL

平均截距長度（Mean Intercept Length，MIL）是定量分析骨小梁的方法之一，該方法可以計算測試線在 ROI 內部的截距長度。MIL能夠測定樣品表面積與體積的比率（BS/BV），進而估計Tb.N、Tb.Th和Tb.Sp。MIL分布能夠確定MIL橢圓體的方向和各向異性的程度（Degree of Anisotropy）。該方法的詳細內容參見：Distribution of membrane thickness determined by lineal analysis. J Microsc. 1978; 113:27-43.

MTF

調制傳遞函數(shù)（Modulation Transfer Function，MTF），用于評估成像設備（例如CT機） 物理分辨率。與像素分辨率（Normial Resolution）或檢測能力（Detectability）不同，以 MTF 表示的物理分辨率是真實衡量CT等成像設備空間分辨率的客觀指標，表示為 8μm@10%MTF（10%MTF水平時的物理分辨率為 8μm）。

OVX

卵巢摘除（ovariectomy，OVX），把卵巢摘除的動物（通常是大鼠或小鼠）作為婦女絕經后骨質疏松癥的動物模型。

PACS

醫(yī)學圖像管理系統(tǒng)（Picture Archiving ａnd Communication System，PACS）是對醫(yī)學圖像信息進行數(shù)字化采集、存儲、管理、傳輸和重現(xiàn)的系統(tǒng)。它的主要作用是，利用計算機系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的膠片圖像記錄、膠片和報告的庫房存儲、檢查圖像的人工傳遞、在光箱上重現(xiàn)圖片。PACS充分利用了計算機、網(wǎng)絡的特點，將醫(yī)學圖像進行數(shù)字化處理，通過網(wǎng)絡進行傳輸，利用顯示設備重現(xiàn)圖像。

ROI

感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）是使用軟件工具在圖像中定義得到的封閉區(qū)域，該區(qū)域通常具有相似的特性。3D圖像中定義的 ROI 也稱為 VOI（Volume of Interest）。

sham

假手術（sham-operated），模擬卵巢摘除手術的過程，但是保留卵巢，作為OVX動物模型的陰性對照。

SMI

結構模型指數(shù)（Structure Model Index，SMI），定義骨小梁板狀（plate-like）和桿狀（rod-like）的程度，板狀骨小梁和桿狀骨小梁的SMI數(shù)值分別為0和3。發(fā)生骨質疏松時，骨小梁從板狀向桿狀轉變，SMI數(shù)值增加。

STL

STL格式最初出現(xiàn)于1988年美國3DSYSTEMS公司生產的 SLA 快速成形機中，STL就是StereoLithography（立體印刷術）的縮寫，它是將三維模型的表面近似表達為小三角形平面的組合，非常相似于 有限元分析中的三結點平面單元。

Tb.N

骨小梁數(shù)量（Trabecular Number，Tb.N），是指給定長度內骨組織與非骨組織的交點數(shù)量，單位是1/mm。發(fā)生骨質疏松時，Tb.N 的值減小。

TBPf

骨小梁模式因子（Trabecular Bone Pattern factor，TBPf），衡量骨小梁凸面和凹面的程度，單位是1/mm。。低TBPf值提示骨小梁由桿狀向板狀變化，發(fā)生骨質疏松時TBPf值增加。

Tb.Sp

骨小梁分離度（Trabecular Separation/Spacing，Tb.Sp），是指骨小梁之間的髓腔平均寬度，單位是μm。Tb.Sp增加，提示骨吸收增加，可能發(fā)生骨質疏松。 在多孔材料中，Tb.Sp 即可理解為孔隙率。

Tb.Th

骨小梁厚度（Trabecular Thickness，Tb.Th），是指骨小梁的平局厚度，單位是μm。

發(fā)生骨質疏松時，Tb.Th 值減小。 在多孔材料中，Tb.Th 即可理解為孔壁厚度。

TRI

三角測量法（triangulation，TRI）是定量分析骨小梁的方法之一，該方法以各種不同形狀和尺寸的三角形表示ROI表面，然后計算ROI內部四面體的體積和三角形的面積。用該方法計算BS/BV比MIL方法更為直接，也可以估算Tb.N、Tb.Th、Tb.Sp、MIL橢圓體的方向和各向異性程度。該方法的詳細內容參見瑞士蘇黎世大學發(fā)表的論文：Direct Three-Dimensional Morphometric Analysis of Human Cancellous Bone: Microstructural Data from Spine, Femur, Iliac Crest, ａnd Calcaneus. J Bone Miner Res. 1999; 14（7）:1167-1174.

VOI

見ROI

表面再現(xiàn)

表面再現(xiàn)（surface rendering）是顯示物體表面三維圖像的方法。優(yōu)點是所需數(shù)據(jù)量較少、處理速度較快，缺點是僅有表面圖像而沒有內部結構信息。

部分容積效應

體素不連續(xù)地顯示一個物體，使物體中的細節(jié)被平均分配，即體素內的細節(jié)由一個加權平均值表達，這種現(xiàn)象被稱為部分容積效應（partial volume effect），是CT成像中常見的圖像偽影，使密度差別較大的物體邊緣變模糊。層厚越大，部分容積效應就越嚴重

插值

插值或內插（interpolation）是采用數(shù)學方法在一抑制函數(shù)的兩端數(shù)值，估計該函數(shù)在兩端之間任一值的方法。CT掃描采集的數(shù)據(jù)是離散的、不連續(xù)的，需要從兩個相鄰的離散值求得其間的函數(shù)值。內插的方法有很多種，例如線性內插、率過內插和優(yōu)化采樣掃描等

重建

原始掃描數(shù)據(jù)經過計算機采用特定的算法處理，得到能夠用于診斷的圖像，這種處理方法或過程稱為重建（reconstruction）。圖像重建速度是衡量CT機性能的一個重要指

重建函數(shù)核

重建函數(shù)核（kernel）又稱重建濾波器、濾波函數(shù)。CT掃描通常會包含一些必要的參數(shù)，如球管的電壓、電流、層厚等，重建函數(shù)核是其中一個重要內容。它是一種算法函數(shù)，決定或影響圖像的分辨率和噪聲等。常見的重建函數(shù)核有高分辨率、標準和軟組織3種模式：高分辨率模式是一種強化邊緣、輪廓的函數(shù)，能夠提高分辨率，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(shù)，圖像對比度下降，噪聲減少，密度分辨率提高；標準模式則是沒有任何強化或柔和作用的算法。

重組

重組（reformation）是不涉及原始數(shù)據(jù)處理的一種圖像處理方法，如多平面重組、三維圖像處理等，即，在橫斷面圖像的基礎上，重新組合或構建成三維影像。由于使用已形成的橫斷面圖像，因此重組圖像的質量與已形成的橫斷面圖像有密切關系。

窗口

窗口（window）是根據(jù)人眼的視覺特性采用計算機設置的不同灰度標尺。窗口的設置包括了全部約4000個CT值范圍，根據(jù)人眼的需要可相應調節(jié)，以適應診斷需要。窗口技術通常采用窗寬和窗位的設置來調節(jié)，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）是用于確定后續(xù)精細掃描 區(qū)域的初掃。

多平面重組

多平面重組（multi-planar reformation，MPR）把體素重新排列，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，通過計算機處理后形成各向體素間距相同的三維容積數(shù)據(jù)，然后用正交的3個平面（冠狀面、矢狀面和橫斷面）截取三維數(shù)據(jù)，生成3幅二維斷層圖像。操作者用鼠標移動3個平面的位置，使3幅圖像隨之產生協(xié)同變化。

分辨率

分辨率包括空間分辨率（spatial resolution）、密度分辨率（density resolution）和時間分辨率（temporal resolution）�？臻g分辨率是CT機在高對比度情況下分辨相鄰2個最小物體的能力，有每厘米包含線對數(shù)（LP/cm）和毫米線徑（mm）2 種表示方法。空間分辨率應該在10%MTF的前提下進行比較，目前高檔CT的分辨率在15LP/cm（10%MTF）左右。密度分辨率是CT機在低對比度情況下分辨相鄰2個最小物體的能力，表示方法是某一物體尺寸時密度的百分比濃度差，例如一個3mm的物體，密度分辨率是3%，通常CT密度分辨率范圍是0.25%～0.5%/1.5～3mm。時間分辨率是CT機在單位時間內采集圖像的幀數(shù)，表示動態(tài)掃描能力。在一般情況下，分辨率就是指空間分辨率

分離

分離（separation）是指將一個完整的三維容積圖像分為幾個部分的過程，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，是一種將空間信號轉換為頻率信號的數(shù)學方法，可以將一個空間信號轉換為具有不同頻率和幅度的正弦和余弦函數(shù)。

輻射劑量

CT等成像設備使用過程中，操作人員和受檢動物都需要注意射線防護。目前，通行的輻射劑量度量方法有以下幾種：

l 照射量（exposure），指直接度量X射線對空氣電離能力的量，表示輻射場強度，從電荷量的角度來反映射線強度。單位是庫侖?千克－1（C?kg－1）或倫琴（R）；

l 吸收劑量（absorbed dose），指每單位質量的被照射物質所吸收任何電離輻射的評價能量，從能量角度反映照射量。單位是戈瑞（Gy）或拉德（rad）。

l 劑量當量（dose equivalent），即使在吸收劑量相同的情況下，不同輻射類型所產生的生物效應的嚴重性各不相同，為了便于比較，引入劑量當量這一概念。它是采用適當?shù)男拚�因子對吸收劑量進行加權，使修正后的吸收劑量更能反映輻射對肌體的危害程度。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）更能反映CT機的X射線對人體的危害程度。通常情況下，自然環(huán)境輻射1-10mSv/年，全身CT掃描約10mSv/次，乘坐一次 越洋飛機接受的輻射＜5μSv。

光線跟蹤

在醫(yī)學圖像顯示過程中，通常采用陰影和光線來加強表現(xiàn)三維圖像中物體的立體感，最常見的光線應用方法是光線跟蹤法（ray tracing）。

灰階

灰階（gray level/scale）是根據(jù)像素的CT值在圖像上顯示的一段不同亮度的信號，把從白色到黑色之間的灰度分成若干等級，則稱為灰階或灰度級。人眼一般只能識別40級左右連續(xù)的灰階，而組織密度灰階差要大得多。在CT圖像顯示技術中，常通過窗口技術對窗寬、窗位進行調節(jié)，以適應視覺的最佳范圍。

甲狀旁腺激素

甲狀旁腺激素（parathyroid hormone , PTH）是肽類激素，主要功能是影響體內質鈣與磷的代謝，作用于骨細胞和破骨細胞，使骨鹽溶解，從骨動員鈣，使血液中鈣離子濃度增高，同時還作用于腸及腎小管，使鈣的吸收增加，從而維持血鈣的穩(wěn)定。若甲狀旁腺分泌功能低下，血鈣濃度降低，出現(xiàn)手足抽搐癥；如果功能亢進，則引起骨質過度吸收，容易發(fā)生骨折。

矩陣

矩陣（matrix）是像素以二維方式排列的陣列，與重建后圖像的質量有關。在相同大小的采樣野中，矩陣越大像素也就越多，重建后圖像質量越高。目前常用的矩陣尺寸有512×512、1024×1024 和 2048×2048。

卷積

卷積（convolution）是圖像重建運算處理的重要步驟。卷積處理通常需要使用濾波函數(shù)來修正圖像，卷積結束后形成一個新的用于圖像重建的投影數(shù)據(jù)。

美國機械

工程師協(xié)會

美國機械工程師協(xié)會（the American Society of Mechanical Engineers，ASME）創(chuàng)立于1880年，是一個非盈利性的教育和技術國際組織，服務于來自世界各地12.5萬的會員。其擁有的出版機構是世界上最大的專業(yè)性出版機構之一，制定多種工業(yè)和制造業(yè)標準，出版物例如 Journal of Biomechanical Engineering。

逆向工程

針對通常情況下由模型到實物的設計步驟，從實體產生模型再進行制造的過程稱為逆向工程（Reverse Engineering，RE）。標準的逆向工程定義為：分析目標系統(tǒng)，認定系統(tǒng)的構件及其交互關系，并且通過高層抽象或其他形式來展現(xiàn)目標系統(tǒng)的過程。

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，將兩幅圖像中對應于空間同一位置的點聯(lián)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(shù)據(jù) （容積采集區(qū)段）而不是一個層面的數(shù)據(jù)，因此這種掃描方法稱為容積掃描（volume scanning）。

容積再現(xiàn)

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

軟射線

軟射線能量較低，較易為人體吸收，對人體危害大，而在CT成像中基本沒有作用。硬射線能量比較高，大部分可以直接穿透人體，人體吸收少、危害小，CT成像主要依靠硬X射線。CT機中的楔形補償器或濾過器，就起到阻擋軟X線、通透硬X線的目的，將球管產生的多能譜X線濾過成均一的硬X線。鎢靶X 射線管發(fā)射的稱為硬射線，相對而言鉬銠等低原子序數(shù)陽極靶材料制成的X 射線管發(fā)射的稱為軟射線，它們發(fā)射的X 射線波長較長、穿透力較弱、衰減系數(shù)較高。

三維可視化

由于人眼的解剖結構限制，人類無法真正直接觀察三維物體，而在顯示器屏幕上看到的三維圖像，都是計算機模擬三維顯示效果產生的。根據(jù)X、Y、Z軸的直角坐標體系，人們能夠在3個坐標軸方向上對圖像做任意旋轉，借助于軟件處理，能夠看到物體的前、后、頂、底的三維空間投影圖像。這種三維顯示方法，在圖像處理專業(yè)術語中稱為三維可視化（3D visualization），在醫(yī)學上稱為三維成像。

算法

算法（algorithm）是針對特定輸入和輸出的一組規(guī)則。算法的主要特征是不能有任何模糊的定義，算法規(guī)則描述的步驟必須是簡單、易操作并且概念明確，而且能夠有計算機實現(xiàn)。

提取

提�。╯egmentation）是指將圖像中具有特殊涵義的不同區(qū)域區(qū)分開，這些區(qū)域是互不交叉的，每個區(qū)域都滿足特定區(qū)域的一致性。在圖像處理中，分割是選擇感興趣區(qū)的方法之一，通常通過設定上下閾值、區(qū)域生長、自動邊緣檢測或者定義三維輪廓線（contour）等多種方式來實現(xiàn)。這種方法有時也被稱為 extraction。

體模

體模（phantom）是在CT等成像設備中用于校準的標準品，CT的體模通常由多個已知不同密度的羥基磷灰石組成。

體素

在CT掃描中，根據(jù)斷層設置的厚度和矩陣的大小，能被CT掃描的最小體積單位稱為體素（voxel）。體素由長、寬、高三要素表示，能任意表示物體的顏色、透明度、密度、強度、形變和時間，與此對應的是二維圖像中的像素（pixel）

偽影

偽影（artifact）是由于設備或患者造成的、與掃描物體無關的影像，在圖像中表現(xiàn)的形狀各異，并會影響診斷的準確性。偽影例如患者移動造成的運動偽影、金屬物造成的放射狀偽影、多能譜X線造成的射線硬化偽影、層厚過大引起的部分容積效應偽影等

像素

像素（pixel）是構成CT圖像的最小單位，與體素相對應，體素的大小在CT圖像上的表現(xiàn)，即為像素

信噪比

信噪比（signal/noise ratio，SNR）即信號和噪聲的比值。任何一種信號中都會包含噪聲，但信號和噪聲之間的比值不同。在實際應用中，該比值越大，噪聲的含量就越小，信息傳遞的質量就越高

硬射線

見“軟射線”

原始數(shù)據(jù)

原始數(shù)據(jù)（raw data）是對物體進行掃描后由探測器接收到的信號，經模數(shù)轉換后傳送給計算機，其間已轉換成數(shù)字信號未經圖像重建處理的這部分數(shù)據(jù)被稱為原始數(shù)據(jù)

再現(xiàn)

再現(xiàn)或三維再現(xiàn)（rendering），以二維形式顯示三維圖像的方法，即在顯示器上顯示三維離體圖像，通過映像、檢驗和投影重組3個主要步驟來實現(xiàn)，有表面再現(xiàn)和容積再現(xiàn)2種算法。為了增加顯示效果，再現(xiàn)過程中還可加入光線、陰影、質地和色彩等屬性

噪聲

在CT中，噪聲（noise）是一均勻物質掃描圖像中各點之間CT值的隨機波動，也可看作是圖像矩陣中像素值由于各種原因引起的誤差。

錐形 X 線束

錐形束是指球管發(fā)出的X射線呈圓錐體狀照射在掃描對象上，與傳統(tǒng)的扇形X線束 （fan beam）相比，采用錐形X線束（cone beam）的CT具有明顯優(yōu)勢，（1）數(shù)據(jù)采集效率高，空間分辨率高，均一性好，（2）X線利用率高，可以降低射線劑量，（3）在三維CT應用范圍更廣。雖然錐形束CT的重建算法比較復雜,由于其運算量較大，但是隨著近幾年硬件和算法的快速發(fā)展，醫(yī)用及工業(yè)CT正向著中等甚至大錐角三維錐束CT過渡。

最大密度投影

投影是把三維信息壓縮到二維的常用方法。最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）將三維數(shù)據(jù)向任意方向進行投影，假想有許多投影線，取投影線經過的所有體素中最大的一個體素值，作為投影結果圖像的像素值。在投影線上取最小值，就成為最小密度投影。前者多用于顯示高密度影，如血管造影，后者多顯示低密度影，如氣道。