CT多窗技术的探讨及临床应用

CT多窗技术的探讨及临床应用【摘要】目的探讨CT图像的双窗及多窗技术，推广三维CT成像叠加技术的综合应用。材料与方法抽取螺旋CT常规扫描下的正常颅脑、颅脑外伤、肺肿瘤、脊柱骨折及眼眶肿瘤各一例，将其原始图像传输至工作站，通过调整阈值，进行图像的分割与叠加，将几种CT值相差较大的组织在同一窗口中显示，即多窗技术。结果上述CT图像既能用双窗或多窗在轴位上同时显示，也能在矢状、冠状等方位同时显示,但以轴位多窗图像最好。结论利用三维CT图像的切割叠加技术而成的多窗CT图像，是一种不同于以往CT机预设的新显示方法，能快速准确显示病变的形态、大小、位置与周围结构的关系，快捷地为临床治疗的制订提供参考，也为CT影像技术提供一种新思路。【关键词】CT扫描三维重建图像处理窗口技术EvaluationandclinicalapplicationofCTmulti-windowtechnologyKanwenhao,lvweimin(Departmentofradiology,jianliHospital,Hubei333300,China)【Abstract】ObjectiveTovaluatedual-windowormoretechnologyofCTimages,popularisethecompositiveapplicationofintegratedtechnologyof3DCTimages.MaterialsandmethodToselectfivecaseseachfornormalbrain,traumaticbrain,lungtumour,spinalfractureandorbittumour,andtransporttheoriginalimagestoworkstation.Throughadjustingthethresholdvalues,toseparateandintegrateandshowseveraltissueswithlargelydifferentCT’svalues,namely,multi-windowtechnology.ResultTheimagescanbedisplayedindual-windowormoreonaxisatthesametime,orsagittal,coronal,obliquedirections.Thoseestablishedonaxisarebest.ConclusionIt’sanewly-displayedwaydifferentfromthatpredesignedintheCTmachine,itcanshowshape,size,locationandrelationshipwiththeneighboring,rapidlyprovidereferenceforclinicaldiagnosisandanewwayforCTimages.【Keywords】CTscanThree-dimensionalImageprocessingWindowtechnology以前我们接触到的CT双窗或多窗图像，就是把CT值相差较大的几种组织在同一窗口中显示出来，且大多数CT机上都已预设了该功能[1]。但随着螺旋CT在临床上广泛应用，其三维重建技术也在全身各部位显示出独特的优势，而三维成像的图像分割及叠加技术发展，使得CT图像借助三维重建而产生的多窗口技术已成为现实。我院使用独特诊断工作站，将常规CT扫描下CT值相差较大的组织在同一窗口中显示，取得较满意的效果，现报告如下。1.材料与方法一般资料使用美国GESengryPlus螺旋CT机，抽取CT机内存的5例病人图像资料，包括正常颅脑、颅脑外伤、肺部肿瘤、脊柱骨折及眼眶肿瘤各1例，均非螺旋扫描，而采取常规CT轴位平扫。各部位层厚/层距为：颅脑10/10mm、肺部10/13mm、脊柱10/10mm、眼眶5/5mm；扫描条件：120Kv，80～130mA。图像处理采用螺旋CT机附设3D图像处理软件，分如下四步骤(以正常颅脑为例，如图1)：○1以要求设立的某一图像为起点或终点建立三维图像(如要求设立第5层面，则以1-5或5-10层面重建3D；要求设立第7层面，则以1-7层面重建3D。层面越多越好，至少5个层面以上，目的在于节省分割时间)，如要建立的图像为轴位或斜位，则3D图像以前后观为好；建立图像为冠状位，则以上下观好；建立图像为矢状位，则上下、前后观均可。○2在三维图像边缘切割相当层厚长度的一小块三维图像(冠状、矢状等方位亦可中央兴趣区切割)。○3调整已切割下的小块三维图像的方向，已适合正常图像下的轴、冠状、矢状位。○4用阈值或手动等切割方法分别分离出CT值相差较大的组织，然后叠加在同一窗口显示。2.结果经过上述一系列处理后，正常颅脑显示了正常骨窗与脑组织窗的双窗CT图像(图2)；颅脑外伤则同时显示了骨折与血肿并存的双窗CT图像(图3)；脊柱骨折亦同时显示椎体压缩性骨折与骨片内移、椎管骨性狭窄的双窗CT图像(图4)；眼眶肿瘤也清晰显示了左泪囊区肿瘤、颅骨破坏及视神经眼球移位共存的多窗CT图像(图5)；而肺部肿瘤既能显示肺窗与纵隔窗并存的轴位双窗CT图像(图6)，也能显示肺窗与纵隔窗共存的冠状位双窗CT图像(图7)，但以轴位双窗CT图像为好。3.讨论3.1多窗图像可行性探讨螺旋CT下常规扫描是一种间隔式扫描，即两次扫描之间有一间隔或停顿，在此期间床面向前推进[2]。如果用此扫描来作三维图像重建，则由于影像不连续，重组图像质量很差[3]，即平时提到的阶梯状伪影（如图1a）。但是当把其中某一段阶梯状三维图像沿轴位（距离相当于层厚）切割开来，获得的图像就很平滑，无明显阶梯状伪影（如图1b），这是因为此段图像扫描之间无停顿，可相当于螺距为1.0的螺旋CT轴位扫描。依此道理，我们不难认为，常规CT获得的三维轴位图像，可看成一小段一小段螺旋CT三维轴位图像拼合而成；冠状位、矢状位等方法切割的三维图像阶梯状伪影是不可避免的（图7），除非螺旋CT扫描。因此，常规CT扫描下的轴位多窗图像是可行的；如果不追求好的效果，冠状位、矢状位等多窗图像亦可。3.2多窗图像的编辑技术在工作站中进行，多在三维重建软件Bulidmodel中的Custom功能下选择CTsoft模式，并将所有的容积数据纳入，即不限定上下限阈值，这样在一个界面中能获得所需的各种图像并进行各种结构组织的叠加，节省一定的时间。另外在三维图像切割的开始，规定兴趣区，尽可能缩小范围（如选取相当层厚长度的一小块三维图像），增加图像的处理速度[4]。处理图像的过程中，分割最常用的方法是借助于CT值的自动阈值设定。一般地，自动阈值分割法对某些器官，如骨骼和软组织、肺和空气以及造影剂增强的器官比较有效，其上下阈值数值的设置也有一定规律可循。例如，骨骼的CT值在80～1000HU，高于其它器官及软组织，采用上、下阈值的设定，即可将骨与其它组织明显区分开。但有时由于人体存在着很多CT值差别不大的组织结构，往往在自动阈值分割后还需借助手工切割（如图5）。图像分割完后，即可对各种窗位的图像进行叠加，采用SSD（Surfaceshadeddispiay表面灰度成像法）成像。SSD是设置一定的阈值，预设阈值范围内的象素沿一定径线重组成图像呈白色，而阈值以外的象素呈黑色[5]，是常用的三维成像方法，应用于全身各部位。3.3编辑多窗图像的时间本组中，正常颅脑、颅脑外伤、肺部肿瘤、脊柱骨折的双窗CT图像成像时间均在2～4分钟内完成。由于其对比组织的CT值差别较大，只要选择合适的上下阈值加以抽取，制作双窗及多窗图像就成可能。但是由于眼眶及颅底结构复杂，自动阈值切割难度大，多采用手工切割处理，故眼眶肿瘤的多窗CT图像费时长，约6～10分钟。3.4多窗图像的临床应用及限度利用三维CT图像的切割叠加技术而成的多窗CT图像，既能方便临床医生快速准确显示病变的形态、大小、位置与周围结构的关系，快捷地为临床治疗的制订提供参考，又可为科室节省胶片；但是在两窗设置的移行区存在的边缘效应，对某些疾病的诊断可能造成一定的影响[1]。再则由于多窗图像是建立在三维重建基础之上的，不可避免地受到人为因素的影响及机器、软件功能的制约，临床应用时应注意结合临床选取少而精的层面来作多窗图像，可节约时间及不利条件的制约。尽管多窗图像在临床应用上还存在上述不足，但是它毕竟不同于以往CT机预设的显示方法，也不失为CT影像技术提供一种新思路。参考文献1王鸣鹏，主编.实用CT检查技术学.北京：科学技术文献出版社，1999.65-66.2周康荣，主编.螺旋CT.上海：上海医科大学出版社，1998.3.3姜蔚国，赵弘，佟丹，等.螺旋CT的原理及应用.中华放射学杂志，1995，29：60-61.4杨星，马彪，苏勤，等.螺旋CT三维重建的方法及技巧.中华放射学杂志，1999，33：492-493.5BrinkJA.TechnicalaspectsofhelicalCT[J].RadiolClinNorthAm,1995,33(3):825-841.附图说明：图1a常规CT扫描选择层面后重建的三维图像，有阶梯状伪影；图1b切割距离相当于层厚的小三维图像，无明显阶梯状伪影；图1c用自动阈值切割法而成的正常骨窗；图1d用自动阈值切割法而成的正常脑组织窗。图2正常骨窗与脑组织窗的双窗CT图像。图3骨折与血肿共存的双窗CT图像。图4椎体压缩性骨折与骨片内移、椎管骨性狭窄的双窗CT图像。图5左泪囊区肿瘤、颅骨破坏及视神经眼球移位共存的多窗CT图像。图6肺窗与纵隔窗共存的肺部肿瘤轴位双窗CT图像。图7肺窗与纵隔窗共存的肺部肿瘤冠状位双窗CT图像，且有阶梯状伪影。作者：阚文浩胡燕E-mail：[e-mail]单位：湖北省监利县人民医院CT室邮编：433300图1a（左上）图1b（右上）图1c（左下）图1d（右下）图2图3图4图5图6图7