2医学影像学-概论CT

医学影像学吉林大学教授博士生导师杨海山第一章放射学2第三节计算机体层成像计算机体层成像(ComputedTomography，CT)由Conmack和Hounsfield发明设计。是人体某个断层的组织密度分布图图像清晰密度分辨率高无断层以外组织结构干扰第一章放射学3东芝320排CT第一章放射学4第三节计算机体层成像一、CT成像基本原理CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收该层面上各个不同方向的人体组织对X线的衰减值，经模／数转换输人计算机，通过计算机处理后得到扫描层面的组织衰减系数的数字矩阵，再将矩阵内的数值通过数／模转换，用黑白不同的灰度等级在荧光屏上显示出来，即构成CT图像。根据检查部位的组织成分和密度差异，CT图像重建要使用合适的数学演算方式，常用的有标准演算法、软组织演算法和骨演算法等。图像演算方式选择不当会降低图像的分辨力。第一章放射学5第三节计算机体层成像二、基本概念(一)体素(voxel)和像素(pixel)假定将人体某一部位有一定厚度的从而分成按矩阵排列的若干个小的立方体，即基本单元，以一个CT值代表每个单元内的物质密度，这些小单元即称为体素。一幅CT图像是由许多按矩阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称为像素第一章放射学6第三节计算机体层成像(二)矩阵(matrix)矩阵表示一个横成行、纵成列的数字阵列,每一单元为像素当图像面积为一固定值时，像素尺寸越小，组成CT图像的矩阵越大，图像的清晰度就越高目前多数CT图像的矩阵为512X512(三)空间分辨率(spatialresolution)又称高对比度分辨率显示待分辨组织几何形态的能力第一章放射学7第三节计算机体层成像(四)密度分辨率(densityresolution)能分辨两种组织之间最小密度差异的能力CT的密度分辨率比普通X线高10-20倍(五)CT值体素的对X线衰减度表现为相应像素的CT值，单位为亨氏单位(Hounsfieldunit，HU)。规定水的CT值为0HU，骨皮质CT值为+1000HU，空气为CT值为-1000HU，人体中密度不同的各种组织的CT值则居于-1000～+1000HU的2000个分度之间第一章放射学8第三节计算机体层成像(六)窗宽与窗位人体组织CT值范围有2000个分度，但人眼—般仅能分辨16个灰阶。1．窗宽(windowwidth)指图像上16个灰阶所包括的CT值范围，窗宽的大小直接影响图像的对比度CT值高于此范围的组织均显示为白色CT值低于此范围的组织均显示为黑色加大窗宽图像层次增多，组织对比减少缩窄窗宽图像层次减少，组织对比增加2．窗位(windowlevel)为窗的中心位置，窗位的高低影响图像的亮度提高窗位图像变黑降低窗位图像变白第一章放射学9第三节计算机体层成像(七)伪影(artifact)是指在扫描或信息处理过程中出现的，人体本身并不存在，而图像中却显示出来影像。运动伪影高密度伪影机器故障伪影等第一章放射学10(八)部分容积效应(partialvolumeeffect)在同一扫描层面内含有两种以上同密度的物质时，所测CT值是它们的平均值，不能如实反映其中任何一种物质的CT值，这种现象称为部分容积效应。在高密度软组织较小的低密度病灶，其CT值偏高在低密度组织中的较小的高密度病灶，其CT值偏低第一章放射学11第三节计算机体层成像三、CT检查技术(一)平扫(plainscan)是指不用对比剂增强或造影的扫描扫描方位多采用横断层画，检查颅脑以及头面部病变有时可加用冠状层面扫描。胸、腹部CT检查扫描前应训练患者练习屏气，避免因呼吸运动产生伪影。腹盆部扫描患者需口服对比剂。(二)增强扫描(contrastscan)指血管内注射对比剂后再行扫描，提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上末被显示或显示不清的病变，通过病变有无强化及强化类型，有助于病变的定性。常规增强扫描动态增强扫描延迟增强扫描双期或多期增强扫描等方式第一章放射学12肝CT增强扫描第一章放射学13肾CT增强扫描第一章放射学14（三）造影扫描：显示病变的结构和形态改变，如脊髓造影CT、胆囊造影CT等。第一章放射学15第三节计算机体层成像(三)造影CT检查造影CT检查是指对某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，它能更好地显示结构和发现病变。血管造影CT非血管造影CT第一章放射学16第三节计算机体层成像(四)特殊扫描1．薄层扫描(thinslicescan)是指扫描层厚≤5mm的扫描。其优点是减少于部分容积效应，能更好地显示病变的细节，一般用于检查较小的病灶或组织器官。如需进行三维重组等后处理，亦需用薄层扫描，扫描层厚越薄，重建图像质量越高。2．重叠扫描(overlapscan)扫描时设置层距小于层厚，使相邻的扫描层面有部分重叠。重叠扫描可减少部分容积效应，避免遗漏小的病灶，但重叠越多，患者接受的X线剂量越大。3．靶扫描(targetscan)是指对感兴趣区进行局部放大扫描的方法，可明显提高空间分辨率，主要用于肺小结节、内耳、垂体及肾上腺等小病灶或小器官的检查。4．高分辨率CT(high-resolutionCT，HRCT)扫描采用薄层扫描、高空间分辨率算法重建及特殊的过滤处理，可取得有良好空间分辨率的CT图像，对显示小病灶及细微结构优于常规CT扫描。常用于肺部弥漫性间质性或结节性病变、垂体、内耳和肾上腺等检查。第一章放射学17CT三维图像重建在工作站3DCT软件支持下重建成三维图像，临床主要用于骨及关节诊断。第一章放射学18三维重建软组织三维骨三维肺三维第一章放射学19CT多平面重组重组的平面可有冠状、矢状、斜面及曲面等任意平面。目的是从多角度和平面分析病变。第一章放射学20CT血管造影：（CTA、SCTA）静脉注射造影剂，靶器官血管浓度最高峰扫描。临床主要用于显示身体主要器官的血管结构。优点：①不需动脉插管②可以任意角度观察第一章放射学21CT血管三维(CTA)：第一章放射学22仿真内镜检查CT扫描数据，由软件仿真技术的重建出空腔器官表面立体图像，以内镜所见。临床用于胃肠、鼻窦、喉、气管。第一章放射学23Navigator虚拟内窥镜BytjzBytjz-98第一章放射学24颅内血管第一章放射学25第三节计算机体层成像(五)螺旋CT检查螺旋CT(spiralCT，SCT或helicalCT)是CT发展史上一个重要的里程碑。与常规CT扫描不同，螺旋CT扫描时，检查床沿纵轴方向匀速移动，同时X线球管连续旋转式曝光，采集的扫描数据分布在一个连续的螺旋形空间内，因此螺旋CT扫描又称容积CT扫描(volumeCTscan)。螺旋第一章放射学26第三节计算机体层成像螺旋CT扫描具有很多优点：1．扫描速度快，大多数检查可在患者一次屏气时间内完成，可有效减少口乎吸运动伪影，方便危重患者及婴幼儿患者的检查，并可一次注射对比剂后完成器官的多期扫描，有利于病灶的检出和定性。2．容积数据可避免小病灶的遗漏。3．可进行高质量的任意层面的二维图像、多平面重组(multi—planarreconstruction，MPR)、三维重组(threedimensionalreconstruction)图像、CT血管造影(CTangiography，CTA)、CT灌注(CTperfusion)成像和CT仿真内镜成像(CTvirtualendoscopy，CTVE)等后处理，丰富并拓展了CT的应用范围，诊断准确性也有很大提高。近年来出现并迅速在临床应用的多层螺旋CT(multislicespiralCT，MSCT)技术，进一步完善了上述功能。第一章放射学27第一章放射学28第一章放射学29第一章放射学30