管电流(mA)
x射线管电流决定x射线在x射线管中产生的速率.e.，光子每秒). 当x射线管旋转360º时，在1000个左右的投影中获得的x射线光子总数与mA和旋转时间(秒)的乘积成正比。, 或mAs. 因为x射线管的旋转通常是固定的, 用于制作任何CT图像的光子数量与电子管电流(毫安)成正比。.
| 图一个. 拟人化幻影的横断面图像. 除了x射线管电流从10毫安(左上)增加到640毫安(右下)的变化外，所有图像都是使用相同的技术获得和重建的。. |
图A显示了在10 mA至640 mA的管电流范围内获得的一系列图像的示例, 哪个是64倍的增长. 图B显示了从选定图像中名义上均匀区域的“放大”, 并清楚地表明，增加mA (i.e.(用于获取图像的光子)减少了生成的CT图像中的噪声(斑点). CT成像一般是一种量子噪声受限的成像系统, 哪里唯一重要的噪声源是量子斑驳, 而其他来源，如电子噪音，则被认为可以忽略不计. 用于量子噪声限制成像系统, 噪声与用于成像的光子数的平方根成反比. 换句话说, 如果使用的光子数量是原来的四倍, 合成图像中的噪声应该减半.
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| 10 mA |
40 mA |
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| 160 mA |
640 mA |
| 图B. 从相同的幻影位置获取的小区域，但使用不同的mA值获得. |
图C定量地说明了随着mA的增加图像噪声的减少, 并说明所选mA的四倍化大约使所测噪声值减半. 图C还显示，Hounsfield Unit值与mA值无关. 因为HU值是相对于水的物质对比量, 这个例子也说明了改变mA并不影响对比度, 但只有噪音. 图像质量, 以及检测病变的能力, 一般与反差噪比有关吗. 增加mA将通过降低噪声来改善图像质量，但不会影响对比度.
| 图C. 对感兴趣的小区域的分析表明，平均衰减(i.e., Hounsfield单元)独立于用于获取图像的mA, 而是噪声(标准偏差或Std). Dev.)随着mA的增加而减少. |
x射线管电压(kV)
x射线管电压是所有基于x射线成像模式的重要参数, 包括CT. 当x射线管电压增加时，产生的x射线数量增加. The increase is greater than the linear relationship that is observed when the mA is changed; doubling of the x-ray tube voltage would likely increase the total number of x-ray photons produced by about a factor of four i.e.，则x射线管输出近似与kV2成正比.
增加x射线管电压也会增加平均光子能量. 随着光子能量的增加，x射线的衰减减小. CT图像中的衰减系数用Hounsfield单位(HU)表示。, 哪个可以量化任何特定组织相对于水的衰减量. 一般情况下，x射线光子能量的变化也会引起组织HU值的变化. 如果组织(病变)被水包围, 组织HU量化病变相对于周围水的x射线衰减差异(i.e.对比). 因此，kV的变化也会影响所得图像的对比度.
图D显示了使用四个x射线管电压从80到140千伏获得的四幅图像, 但除此之外还有相同的技术和采集几何. 图D (i)所示的四个x射线管电压.e.(80,100,120和140kv)是临床CT成像中最常遇到的. 在图D所示的每个图像中, 有一个感兴趣的区域(~20 cm2)，描述恒定组织等效材料中的平均HU值, 以及相应的被测HU值在均值附近的标准差. 将x射线管电压从80千伏增加到140千伏会改变两者的平均值, 以及相应的标准差:
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| 80千伏峰值 |
100千伏峰值 |
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| 120千伏峰值 |
140千伏峰值 |
平均HU值: 80kv时平均HU值为115 HU, 140kv时平均HU值为141 HU. 相对于80 kV, 140 kV时的HU增加(i.e.， 26 HU)表示相对于水，该组织等效物质为2.x射线管电压越高，衰减越大6% [1 HU]，对应x射线衰减的变化, 相对于水, of 0.1%]. 任何组织的HU的行为取决于三个因素:(a)光子能量, 增加光子能量通常会增加康普顿散射相互作用的可能性, and reduces the likelihood of photoelectric interactions; (b) tissue density, 在高光子能量下，组织类材料(i.e.即原子序数与水相似的[Z = 7].5]; (c) atomic number (Z), 原子序数, 原子序数越高呢, 光子相互作用就越有可能是光电的. The variation of tissue HU with photon energy may be complex; for example, 在光电过程更为重要的低光子能量下，低Z材料可能比水的衰减更小, 但如果物质密度高，在高能量下衰减更大, 因为在高能量下，康普顿过程更为重要，而且这些过程与物理密度近似成正比. 一般来说，类组织材料(如.e., Z ~ 7.5)在CT上显示HU随光子能量的变化不大, 大概是百分之几左右, 如图D所示. 高Z材料, 然而, 如碘(Z = 53)和钡(Z = 56)的HU随光子能量(kV)的增加而迅速下降，因为这些材料的x射线相互作用主要由光电效应主导, PD效应与E3 (i)成反比.e.例如，光子能量增加一倍将使光电效应减少约8倍。.
HU的标准差:从图D的数据可以看出，提高x射线管电压可以降低图像噪声/斑点, 正如观测到的测量标准偏差的减小所反映的那样. 观察到噪音/斑驳随千伏增加而减少的原因有两个:(a)随着千伏增加, x射线管中产生了更多的光子, and the number measured by the x-ray detectors will therefore be increased; (b) increasing the kV also increases the average photon energy, 什么增加了x射线的穿透, 所以入射到病人身上的x射线的透射率也增加了. 由于这两个原因(1).e., 更多的光子, 提高渗透率), 增加x射线管电压将减少在生成的图像中观察到的斑驳的数量，如图D中的数据所示. 有趣的是，将x射线管电压从80千伏增加到140千伏，噪声从8千伏降低.9 HU ~ 4.3 HU; to achieve this twofold reduction in noise would have required a quadrupling of the mA, 或者扫描时间, 在恒定的x射线管电压下.
