图像质量是图像的一个基本属性，包括摄影和视频图像以及各种医学图像。图像质量是一种主观的概念，它依赖于所获取图像的目的。在CT扫描中，图像质量直接与其是否能提供准确的诊断信息相关。例如，肺部低剂量CT检查时，图像噪声很大，但它应用于本身具有高对比度的肺部结节的观察时，仍是符合诊断要求的。因此，图像质量的评价需要在具体临床需求下进行评估。

图像质量客观评价有助于将一个成像系统与另一个成像系统进行比较，或者是同一系统不同时间的比较。客观评价方法可以评价一个系统可靠检测和准确描述微小差异的程度。对CT图像质量的评价，应结合客观指标和主观评价。

许多因素会影响到CT图像对实际物体的真实表达。为了评估图像对真实解剖学的影响，空间分辨率和密度分辨率是评价图像质量的两个重要客观指标。空间分辨率（spatial resolution）又被称为高对比度分辨率（high contrast resolution），是在高对比度情况下（∆CT >100HU）区分相邻最小物体的能力。密度分辨率是表征系统区分具有相似密度物体的能力，又称低对比分辨率。

空间分辨率常用的测量方法有，线对模体图像测量法或分辨成排圆孔法和调制传递函数（modulation transfer function，MTF）测量法。

CT成像系统的空间分辨率依赖于原始数据的质量和图像重建的算法。影响原始数据的参数主要是CT成像的几何因素：矩阵大小、DFOV、SFOV、像素尺寸、探测器尺寸、图像层厚、重建间隔、球管焦点尺寸、螺距和被扫描体运动情况等。

矩阵尺寸和DFOV大小决定像素尺寸。像素尺寸是图像空间分辨率的重要的影响因素。其中运算关系为：像素尺寸= DFOV/矩阵大小。

在CT扫描过程中，矩阵大小一般很少改变。改变DFOV将决定使用多少原始数据来重建图像，DFOV的选择直接影响到产生图像的空间分辨率。常用的靶扫描就是使用小FOV的技术提高解剖细节的观察（图1-4）。当然DFOV也不能无限缩小，因为CT系统本身有极限的分辨力，一般由探测器的最小尺寸决定。

层厚也是影响图像空间分辨力的因素。薄的层厚能产生锐利的图像，厚的图像产生平滑的图像。在CT高分辨扫描中，其应用的就是薄层扫描加高分辨算法。常见扫描部位有颞骨高分辨扫描和肺高分辨扫描等（图1-5）。

在多层螺旋CT中，可以在三维上产生近乎各向同性的薄层图像，加上重叠重建，可以最大限度保持图像的空间分辨率，同时为图像的三维重建提供好的图像基础。

球管焦点尺寸也是影响空间分辨率的因素，小焦点产生图像空间分辨率要优于大焦点。在进行扫描条件选择的时候，要注意到设定的管电流大小对大小焦点的调节，一般低mA优先自动选择小焦点，但焦点对空间分辨力的影响相对较小。

螺距是螺旋扫描过程中影响空间分辨力的一个重要因素。一般来说，增加螺距会降低图像的空间分辨率。对高分辨扫描要求严格的扫描方式，比如颞骨等，对螺距的要求比较严格，要求用较小的螺距（如小于0.5）以保留更多的空间信息，同时用重叠重建增加信息，提高多平面重组断面的空间分辨率。

图像重建算法主要是指图像重建过程中采用的不同滤波函数，如骨算法、软组织算法等，改变图像的滤波函数可影响空间分辨率。采用高分辨率的算法，空间分辨率提高，但同时噪声也增加（图1-6）。

被检体运动会造成CT图像模糊，降低空间分辨率。缩短扫描时间有助于减少病人运动和非自主运动（如心脏）的影响。因此在急诊容易躁动的病人扫描中，尽量采用短旋转时间和大螺距进行扫描，有利于把握最佳扫描时机，最大限度降低病人运动造成的空间分辨力下降。非自主运动器官如心脏扫描，采用心电门控进行数据采集或重建。另外目前有CT制造商可以运用特殊的运动伪影软件校正算法（如SSF技术）对冠脉CTA图像进行运动伪影校正（图1-7）。

密度分辨率（density resolution），又称低对比分辨率（low-contrast resolution）或者对比度分辨率（contrast resolution），是图像质量评价另一个重要指标。

CT密度分辨率优于常规X线摄影，普遍认为在屏-片系统的图像上要观察到一个物体，该物体与背景材料相比至少要有5%的对比度差异，而CT有很好的低对比分辨能力，可以区分物体与背景0.5%的对比度差异。在CT中，物体之间的对比差异通常以线性衰减系数百分比来表示，1%的对比差异大概相差10HU。

密度分辨率常以百分单位毫米数表示（%/mm），或以毫米百分单位表示（mm/%）。通常CT机密度分辨范围为0.25% ~ 0.5%/1.5~3mm，大多数CT机在头颅扫描时能分辨0.5% /2mm的密度差。

密度分辨率主要受X线光子的数量（管电流）、扫描层厚、物体的大小（病人的尺寸）、探测器的敏感性、噪声、重建算法、物体的对比度和系统MTF的影响，其中噪声是最主要的影响因素。

噪声定义为匀质水模在限定范围内CT值的标准差。该标准差常被用来评价噪声水平，标准差越小，噪声水平越低，密度分辨力越好。

以下的因素主要是通过影响图像的噪声从而影响图像密度分辨力。

光通量指X线通过病人后的光子数量，数量的多少受曝光条件等因素的影响，即kVp、mA和曝光时间。总体而言，曝光条件越高，产生的X线光子数量越多。其中mA和时间的主要作用是增加X线光子的数量，kVp的主要作用是增加X线对物体的穿透力。mAs变为原来两倍时，信噪比约为原来的1.414倍。在管电压不变，增加mAs能增加图像的密度分辨力。扫描条件的选择需要和临床扫描部位相对应。肝脏成像时，肝脏肿瘤和肝脏正常组织的密度相差很小，需要较高的密度分辨力才能保证诊断准确性，这时需要增加mAs。当进行肺部扫描时，肺部具有良好的天然对比度，扫描条件可以相对设置很低（如低剂量肺部CT扫描）。

像素尺寸越小，该像素获得对应的X线光子数就越少，噪声水平就增加了，从而降低了密度分辨力。当对空间分辨力要求不高时，例如观察肝脏，可以适当增加FOV使图像中病变对比更好。

层厚对密度分辨力的影响原理和像素尺寸一样，层厚越厚，对应的光子数越多，噪声水平越低，密度分辨率越高，但同时带来的空间分辨力下降和部分容积效应明显。

一般而言，骨算法图像有好的空间分辨率，而密度分辨率很差，软组织算法有好的密度分辨力，但空间分辨率很差。在工作当中，我们可以使用不同的重建算法来解决这对矛盾，用骨算法图像观察高对比结构如骨骼等，用软组织算法图像观察低对比结构如肝脏、脑组织等。

在相同条件下，大尺寸的病人对X线有更多的衰减，所以探测器接收的光子量也相应减少，噪声水平更高，密度分辨力降低。在工作当中要注意根据病人体型调整扫描参数，使用自动剂量调制技术等来减少获取的图像质量的差异。

通过窗宽窗位的调节可以提高图像对病变的对比度显示，从而提高密度分辨率。

通过人工引入对比剂来增加组织之间的对比，增加图像的密度分辨力。

时间分辨率是衡量一个系统获取数据快慢的指标，它与机架旋转速度、探测器通道数量和对信号响应的速度相关。高的时间分辨率对于减少或消除由物体运动产生的伪影特别重要，例如心脏成像和灌注扫描等。

对常见伪影的识别和分析是保证CT正常运行和获取良好影像的基础。伪影是由设备或病人原因所造成的、图像中组织结构被错误传递的一种现象。伪影在图像中表现各异，并可影响诊断的准确性，有时由于某种原因造成的图像畸变也被归类于伪影。根据产生的原因不同，伪影可以分成两大类：病人造成的伪影和设备引起的伪影。

由病人造成的伪影多数为运动伪影。人体内一些不自主器官如心、肺、肠等的运动和检查时病人体位的移动可形成条状伪影；病人体内或身上携带的金属物可产生放射状伪影；在液气平面或软组织骨交界处也可产生条纹状伪影，原因是交界处密度突然下降，产生了高的空间频率分量，使空间采样频率不足所致。

由设备系统性能所造成的伪影是不可避免的，有些是由于设备运行的不稳定所造成的。如由于探测器之间的响应不一致，可造成环状伪影；由于投影数据测量转换的误差，可导致直线状伪影；另外，采样频率较低也可产生直线状伪影，而由于射线硬化，则可产生宽条状伪影。

根据伪影表现形态不同可大致分析伪影的产生原因，详见表1-2。

为了最大限度避免图像伪影，应保持环境温度、湿度稳定，定期进行空气校正，在操作过程中，嘱咐病人配合好指令，去处被扫描部位的金属异物，尽可能减少呼吸、吞咽等引起的运动伪影和金属异物产生的放射状伪影，同时应用管电流自动调制技术等减少体厚部位（如肩部区域）剂量不足带来的采样伪影。

在扫描检查中，经常会调整参数以平衡空间分辨率和对比度分辨率。应综合考虑信噪比、像素尺寸、层厚和辐射剂量制订扫描协议，根据不同病人体型和检查目的等个性化设置扫描参数。对于婴幼儿孕龄妇女等应优先考虑辐射剂量。

在理想的情况下，图像中每个CT值都显示不同的灰度。然而，图像有超过2 000个不同的CT值，显示器却只能显示256阶灰度。为了克服显示器这些限制，图像显示使用灰阶标度。在系统中显示处理器为每一灰阶分配一定数量的CT值，每级灰阶对应CT值的数量由窗的宽度来调节，即窗技术。

窗技术（windowing）：是调节数字图像灰阶亮度的一种技术，即通过选择不同的窗宽和窗位来显示感兴趣区结构。在显示器上浏览图像时还可改变窗宽和窗位对图像进行观察。超出窗技术范围的CT值对应的图像部分显示为全白或全黑。

窗宽（window width）：表示图像所显示的像素值的范围。

窗位（window level）：又称窗中心（window center），是指图像显示时图像灰阶的中心值。

为更好显示不同组织结构和细微信息，需要设置不同窗宽窗位观察图像。如增加窗宽，则在灰度显示范围内将包含更大范围的CT值，更多的CT值将被分配到每个灰阶。

宽窗（500~2 000）常用于密度变化较大的解剖部位，例如，在肺CT成像中，为了同时看到低密度肺实质和高密度对比增强血管结构等，可以用宽窗。窗宽越大，图像层次越丰富，图像显示噪声降低，但组织对比度相应越小。当解剖部位有金属伪影时，也可以适当增加窗宽，降低伪影对图像的影响（图1-8）。

窄窗（50~500HU）常应用于相似密度的组织。例如，大脑组织之间密度差异小，CT显示的时候则需要用窄的窗宽来提高脑组织灰白质的对比。

窗位的设置应以欲观察的某一感兴趣区的CT值作为窗中心。如肝脏平扫时肝组织的窗位为40HU，窗宽为180HU，范围就是-50~+130HU，低于-50HU的显示为全黑，高于+130HU显示为全白。表1-3列出常用检查部位的窗宽窗位设置，供使用时参考。

总之，窗技术是利用数字图像的特点，调节窗宽和窗位用于显示不同组织密度变化的技术。最佳显示感兴趣区的解剖与病变信息，是窗技术的最终目的，也是阅读数字图像的重要方法。