朱学功

X-CT（computed tomography）断层扫描成像即用一维的投影经过重建产生一个二维图像，所谓的投影即为初始的X-射线和人体相互作用后的那部分X-射线，

这个过程主要表现为吸收、散射和投射，如图1所示。图1中A事件表示被人体吸收的X-射线，B和E表示没有和人体相互作用透射的X-射线事件，C和D是发生散射的X-射线事件。对X-射线成像来说，只有被人体组织吸收或者直接穿过人体组织并被人体后面的探测器探测到的X-射线对成像有贡献，而图1中所示的C和D事件由于在人体组织中发生了大角度的散射，或者被准直器阻挡，对成像没有贡献，或者造成图像的本底。

图1 X线投影形成示意图

但是，要得到人体完整的信息，需要在多少个角度上采集投影数据呢？从原理上讲，X-CT成像只要采集0°～180°的数据就可以了，因为是对称的。但是实际上并非如此。这里涉及到X-CT数据采集时准直器和探测器的几何关系，如图2所示。如果定义光源入射窗口上的准直器形成的空间的宽度为W1和探测器阵列的宽度为W2。W1可以在一定范围内变化，但是W2在设备设计阶段确定后就不能变了。从图2可以看到，X射线在人体内的切片并不完全是矩形，而是一个楔形，所以，重建时需要对数据做预处理，把它转化成矩形，这种情况在数据采集一周的起始和终点尤其重要。所以0°和180°数据采集并进行相加后才能用于重建。但是两者数据相加后的包络线仍然不是矩形，如图3上右边第三个图所示。

图2 CT扫描中准直器和探测器的几何关系示意图