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CT基本原理与技术进展广州中医药大学第一附属医院影像科郑芸内容CT成像的基本原理CT检查技术与进展CT图像分析与后处理目标了解CT成像的基本原理，掌握CT检查的适应症了解并学会运用CT基本检查技术认识CT图像的本质，为阅读CT和提高诊断水平打下基础CT发展史计算机体层摄影ComputedTomography1963美国物理学家Cormack数字重建图像实验1972英国物理学家Hounsfield头颅CT设备1974美国物理学家Ledly全身CT设备1989德国西门子公司，螺旋扫描技术1998美国GE公司，多排螺旋扫描技术2007日本东芝，动态CT（DVCT)CT成像系统扫描机架X线发生系统探测器检查床操作台主计算机控制器图像处理工作站辅助设备照相机打印机CT成像的工作流程高压发生器模数转换器阵列计算机原始数据数模转换器后处理CT图像稀土陶瓷探测器大容量球管高速旋转扫描CT成像的物理数学基础X线的特性：穿透性，电离作用,(荧光作用，摄影作用)Iout=Iine-µdIout=Iine-(µ1+µ2+µ3+···µn)d!µ1+µ2+µ3+···µn=1/dInIin/Iout=CnCT成像的基本方程µ值：X线吸收系数或衰减系数CT为什么要旋转扫描？C1U1U2U3U4µ1+µ2=c1µ3+µ4=c2µ1+µ3=c3µ2+µ4=c4C3C4C1C2第一代第二代第三代第四代CT扫描仪的早期发展CT？使用薄层X线束围绕人体旋转扫描，对侧用探测器获取人体组织对X线的衰减信息，通过计算机重建出体层灰阶图像.原始数据的采集通过调节X线束厚度和采样间隙形成体素矩阵体素voxel当矩阵足够大，体素足够小，体素内的密度愈接近于均匀,采集的数据愈靠近实际值CT值的概念CT值=（µ物质-µ水）/µ水•1000（HU）µ水≈1→CT值=~0µ空气≈0→CT值≈-1000µ皮质骨≈2→CT值≈1000CT值是一个相对值，代表物质密度的差别人体组织器官的标准CT值（HU）组织类型标准值范围骨密质250骨松质130100钙化60甲状腺701050~80肝65545~75脾45535~55肌肉45535~50胰401025~55脑灰质36432~40脑白质30228~32脂肪-6510-50~-100高密度低白图像黑CT值测量8231921222426722333272931252023243225451800027610000267100023332729312503232432254518272318232123158CT图像本质CT值矩阵图像重建数/模转换体素愈小，像素愈多,图像分辨率愈高像素PIXEL重建图像技术进展螺旋扫描技术（SpiralScan)传统ＣＴ单层面往复旋转扫描滑环技术单向连续旋转扫描螺旋扫描技术连续旋转扫描+床步进多排螺旋CTMulti-DetectorrowCT,MDCTZ轴上排列多排探测器，旋转扫描一周可采集多层图像，目前最新设备达到320排320层多排螺旋CT(MDCT)技术优势层厚降至亚毫米（目前最低0.5mm),Z轴分辨率明显提高，获得等轴图像,真正实现三维成像扫描速度更快，时间分辨率提高，可以进行心脏冠脉成像动态覆盖范围扩大，灌注成像改善CT进展比较传统CT螺旋CT多排CT周旋转时间1-4秒1-1.5秒0.3-0.5秒扫描层厚5-10mm1-10mm0.5-0.625mm扫描单部位时间＞50秒20-30秒3-5秒Z轴分辨率很低低-中等高-等轴图像时间分辨率0低中等-高CT检查技术平扫Plainscanning增强扫描Enhancedscanning增强扫描Enhancedscanning自外周静脉注入碘剂后扫描造影剂：水溶性碘剂注射方式：高速团注（BOLUS)扫描方式动态增强扫描dynamicscanning多期增强扫描同层动态增强扫描可以描绘时间密度曲线TDCTime-Density-Cure反应组织器官的血供状态也可用作对血管内造影剂浓度的监测多期相增强扫描AVP1，肝动脉2，门静脉3，肝静脉A:动脉期（10-35秒）；V：静脉期（60-100秒）P：平衡期（100-200秒）小肝癌平扫+双期增强扫描平扫动脉期动脉期静脉期小肝癌肝血管瘤肝血管瘤与肝癌的鉴别诊断肝血管瘤肝癌平扫低密度低密度动脉期高密度高密度静脉期高密度低密度平衡期等或高密度低密度强化特征快上慢下快上快下CT血管造影CTA（angiography)在血管造影剂浓度达到峰值的时间窗内快速扫描，通过后处理重建出血管影像CTACTA临床应用价值创伤性小，可多次应用除了显示管腔，还可以显示管壁及腔外病变灵活多样的后处理，全方位显示及定量分析对微小血管及血流动力学的显示仍不及DSA颅内动脉瘤冠状动脉成像与分析CTU(Urography)CT排泄性尿路造影在肾排泄期扫描，重建尿路图像CTAandCTU迷走动脉压迫性肾积水CT灌注成像，CTP（CTperfusion）增强扫描意义增加病变与周围组织结构的密度对比，发现和更清楚显示病变显示组织的血供特征（时间密度变化），反映组织的生理、病理改变显示血管，区分病灶与血管，观察病灶与血管的关系心血管成像，显示心血管的形态结构及功能状态灌注成像，显示组织器官的血流灌注状态CT图像分析图像分辨率图像窗口伪影图像后处理CT图像分析图像分辨率图像窗口伪影图像后处理CT图像分辨率空间分辨率(高对比度分辨率)鉴别结构大小的能力用每厘米可分辨的线对数表示lp/cm密度分辨率(低对比度分辨率)区分密度差别的程度，以%比表示空间分辨率主要与体素大小有关，采样矩阵越大，层厚越薄，体素越小，空间分辨率越高密度分辨率则主要与信噪比有关，体素越大，信号强度越高，密度分辨率越高其它相关因素：扫描条件，对比度，重建算法……单排螺旋CTZ-轴空间分辨率低64MDCT等轴图像X-Y-Z轴图像分辨率相同矢状面MPR时间分辨率TemporalResolution,TR运动物体成像有效数据采集的时间窗运动冻结冠状动脉成像障碍心脏搏动冠状动脉细小，走行迂回提高时间分辨率的途径提高球管旋转速度增加Z轴覆盖范围采用双球管技术利用多扇区重建技术双球管技术双源CTDuoblesourceDSCT德国西门子公司2004CT图像分析图像分辨率图像窗口伪影图像后处理图像窗口0HU-1000HU1000HU窗宽窗位0灰度级-全白0灰度级-全黑16灰度级窗宽(windowwidth)宽：显示组织范围扩大，图像细腻,细节减少窄：显示组织范围缩小，图像粗糙,细节增多一幅CT图像所有灰阶包含的CT值范围窗位或窗中心(windowlevelorcenter)高：显示较高密度组织,图像发黑低：显示较低密度组织,图像发白选择所需观察组织的CT值一幅CT图像中心灰阶的CT值图像窗口肺窗:L=-600～-800HU,W=1000软组织窗:L=30～50HU,W=200-300骨窗:L=200～500HU,W=2000……通过调节窗宽和窗位以利于所观察组织结构的显示的方法即窗口技术胸部肺窗与纵隔窗窗位相同，窗宽不同细腻/模糊粗糙/清晰窗位不同，窗宽相同特殊窗口双窗反转窗口图像伪影artifact运动伪影呼吸肠蠕动不自主运动高密度伪影骨骼金属钡剂CT图像分析图像分辨率图像窗口伪影图像后处理螺旋CT图像后处理二维重建多平面重建MPRmulti-planarreformation曲面重建CPRcurvedplanarreformation三维重建最大密度投影MIPmaximumintensityprojection最小密度投影MinP容积重建术VRvolumerendering仿真内窥技术VE动态显示与功能分析MPRCPRMIPVR结肠VE支气管VE导航动态图像请参见附件自动肺结节分析电影回放，动态显示心功能分析脑灌注分析CT介入CT导引下经皮穿刺活检囊肿抽吸硬化治疗深部脓肿置管引流肿瘤消溶术（射频消溶、化学消溶）腹腔神经阻滞术CT导引经皮穿刺活检CT的优点三维成像，空间分辨率高观察内部结构，全方位显示密度分辨率高，图像清晰易于发现病变和显示病变细节成像速度快时间分辨率高，快速诊断，大流量检查增强扫描反映生理、病理，血管成像，功能成像数字成像丰富的图像后处理与分析技术CT检查局限性仅反应密度的差别存在图像伪影辐射剂量较大禁止或尽量避免孕妇、儿童、敏感部位检查造影剂的不良反应过敏反应肾毒性最新CT技术320排螺旋CT（Toshiba)DVCT，动态成像一次增强扫描同时获得动脉、静脉血管，动态增强，及灌注成像辐射剂量降低DVCT动态图像请参见附件复习要点1、X线衰减与CT成像的关系，普通X线摄影与CT成像的差异？2、CT值的概念和意义3、CT图像的窗口4、空间分辨率与密度分辨率之间的关系5、螺旋扫描与多层螺旋扫描技术6、CT两维及三维重建技术7、CT各种增强扫描技术谢谢！