在醫學CT上，CT值是用來刻畫物質對X射線的相對衰減能力的。 這裡的相對是相對水而言。 比較物理的講，物質對X射線的衰減能力的單位是cm-1，即每經過1cm的某物質，其對X射線造成的強度衰減程度，我們通常稱之為物質對X射線的線性衰減係數。 顯然，物質原子序數越大，對X射線的衰減能力越強（相比於空氣而言，自然鐵更容易對X射線造成衰減）；同樣的，X射線的能量越高，就會有更多的X射線光子能夠穿過1cm的物質。 因此，在考察物質對X射線的衰減能力的時候，需要分別考察該物質的原子序數以及對應X射線的能量。 在給定物質原子序數和X射線能量之後，另外一個至關重要的因素就是物質密度。顯然，在100KeV的X射線能量下，水比空氣更能夠對X射線造成衰減，雖然從微觀上來說都是H2O。 -------------------------------------------- 所以，劃重點：物質本身的原子序數、X射線能量、物質密度是決定宏觀物質對X射線衰減能量的3個關鍵因素。 -------------------------------------------- 在有了上述物理基礎之後，我們現在可以針對醫學CT來看。 一般來說，人體內部的物質可以大致分為如下幾種：空氣（如肺部等），軟組織（肌肉，脂肪等），骨頭和金屬（通常是金屬植入物，如金屬牙等）。 其中，對於空氣、軟組織和骨頭這些常見的物質，雖然他們不是單質，但是我們可以認為其等價原子序數和水的等價原子數序相當。 此外，臨床上常用的X射線能量範圍在80-140KeV左右，也比較固定。 因此，三個因素中的2個固定了，剩下的一個就是物質密度。由此可見，醫學CT通常是透過物質密度來對物質進行區分的。 現在來看看典型值：在臨床X射線能量範圍內，水的線性衰減係數為0.2cm-1，肌肉為0.2~0.21cm-1，脂肪為0.18cm-1左右，空氣在0左右，骨頭在0.3~0.4cm-1左右。 記這些值比較麻煩，遠不如記100,200這種整數來得容易。 觀察這些值可以發現，這些值都在水附近，所以臨床上通常使用某物質與水之間的相對值來衡量物質的衰減能力，即（物質衰減能力-水衰減能力）/（水衰減能力-空氣衰減能力）*1000，其中水衰減能力在0.2左右，空氣為0左右。 為了紀念第一個發明CT機的科學家Housfield，我們將這個相對值的單位記為HU。而這個相對值即為CT值。 這樣一來，可以得出：空氣的CT值為-1000HU左右，水是0HU，脂肪是-100HU左右，肌肉是50HU左右，骨頭則是500~1000HU左右。這些值就好記多了。 所以，結論是： 1：在醫學上，由於X射線能量比較固定，有效原子序數也比較固定，CT值就基本上刻畫的是不同組織的密度差異性。 2：如何測量？這是CT影象重建的範疇了。X射線掃描得到投影影象，根據投影影象反演出人體每點的線性衰減係數，帶入上述公式，計算得到每一個點的CT值。 （注意，上述所有的值都是一些粗略的近似，實際情況則需要實際考察。例如不同部位所使用的X射線能量不同等等。為了易於理解，上述表述也不盡嚴謹，歡迎討論~）
在醫學CT上，CT值是用來刻畫物質對X射線的相對衰減能力的。 這裡的相對是相對水而言。 比較物理的講，物質對X射線的衰減能力的單位是cm-1，即每經過1cm的某物質，其對X射線造成的強度衰減程度，我們通常稱之為物質對X射線的線性衰減係數。 顯然，物質原子序數越大，對X射線的衰減能力越強（相比於空氣而言，自然鐵更容易對X射線造成衰減）；同樣的，X射線的能量越高，就會有更多的X射線光子能夠穿過1cm的物質。 因此，在考察物質對X射線的衰減能力的時候，需要分別考察該物質的原子序數以及對應X射線的能量。 在給定物質原子序數和X射線能量之後，另外一個至關重要的因素就是物質密度。顯然，在100KeV的X射線能量下，水比空氣更能夠對X射線造成衰減，雖然從微觀上來說都是H2O。 -------------------------------------------- 所以，劃重點：物質本身的原子序數、X射線能量、物質密度是決定宏觀物質對X射線衰減能量的3個關鍵因素。 -------------------------------------------- 在有了上述物理基礎之後，我們現在可以針對醫學CT來看。 一般來說，人體內部的物質可以大致分為如下幾種：空氣（如肺部等），軟組織（肌肉，脂肪等），骨頭和金屬（通常是金屬植入物，如金屬牙等）。 其中，對於空氣、軟組織和骨頭這些常見的物質，雖然他們不是單質，但是我們可以認為其等價原子序數和水的等價原子數序相當。 此外，臨床上常用的X射線能量範圍在80-140KeV左右，也比較固定。 因此，三個因素中的2個固定了，剩下的一個就是物質密度。由此可見，醫學CT通常是透過物質密度來對物質進行區分的。 現在來看看典型值：在臨床X射線能量範圍內，水的線性衰減係數為0.2cm-1，肌肉為0.2~0.21cm-1，脂肪為0.18cm-1左右，空氣在0左右，骨頭在0.3~0.4cm-1左右。 記這些值比較麻煩，遠不如記100,200這種整數來得容易。 觀察這些值可以發現，這些值都在水附近，所以臨床上通常使用某物質與水之間的相對值來衡量物質的衰減能力，即（物質衰減能力-水衰減能力）/（水衰減能力-空氣衰減能力）*1000，其中水衰減能力在0.2左右，空氣為0左右。 為了紀念第一個發明CT機的科學家Housfield，我們將這個相對值的單位記為HU。而這個相對值即為CT值。 這樣一來，可以得出：空氣的CT值為-1000HU左右，水是0HU，脂肪是-100HU左右，肌肉是50HU左右，骨頭則是500~1000HU左右。這些值就好記多了。 所以，結論是： 1：在醫學上，由於X射線能量比較固定，有效原子序數也比較固定，CT值就基本上刻畫的是不同組織的密度差異性。 2：如何測量？這是CT影象重建的範疇了。X射線掃描得到投影影象，根據投影影象反演出人體每點的線性衰減係數，帶入上述公式，計算得到每一個點的CT值。 （注意，上述所有的值都是一些粗略的近似，實際情況則需要實際考察。例如不同部位所使用的X射線能量不同等等。為了易於理解，上述表述也不盡嚴謹，歡迎討論~）