计算机体层成像及临床应用CT总论课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,CT,*,第一节 概述,10/8/2025,1,CT,1917,年奥地利数学家,Radon,得出“根据面投影到线并重建图像的计算公式”。为,CT,奠定数学基础。,1963,年美国物理学家,Cormack,发表文章“用线积分表示一函数的方法及其在放射学上的应用”。为,CT,研制提出物理构想。,1967,年至,1970,年英国工程师,Hounsfield,研制成功世界上第一台,CT,扫描机。,1971,年,9,月首台,CT,机正式投入临床。同年,10,月检查了第一例病人。,1972,年取得了世界上第一张,CT,照片。,Hounsfield,和,Cormack,共同获得,1979,年度诺贝尔生理和医学奖。,(一)CT的历史,10/8/2025,2,CT,(二),CT的定义,计算机体层摄影(Computed Tomography),简称X线CT或CT.,1、,定义,：利用X线束对人体选定层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。,2、,过程,：用X线束穿过人体扫描部位，产生不同程度衰减后，被探测器接收，变成电流信号，再经模数转换器变成数字信号进行运算，其结果经数模转换器变成电流信号，再用不同的灰阶形式显示出来，形成图像。,10/8/2025,3,CT,第二节 CT成像的基本原理,10/8/2025,6,CT,CT,如何工作,?,重建,&,后处理,X线衰减,X线,发生,数据获取,10/8/2025,7,CT,(一)数据采集,从X线的产生到信息数据的获得过程。,X线 被检体 信号衰减 探测器接收 信号放大 A/D转换,原始数字信号,10/8/2025,8,CT,（二）数据处理,对数字数据进行重建前的一系列处理，得到能表示扫描部位密度和厚度的重建数据。,减除空气值和修正零点漂移值。,对X线束硬化效应进行校正（称线性化）。,对扫描数据的总和进行校正（称正常化）。,（X线束硬化效应：X线穿过人体一定厚度时，低能X线较高能X线衰减快的现象）,10/8/2025,9,CT,（三）数据重建,处理过的原始数据经过各种复杂运算而得到矩阵数列，准备用来显示图像的过程。,方法：直接反投影法（每点投影值的叠加）,滤波反投影法（利用一维傅立叶变换）,解析法（利用二维傅立叶变换）,10/8/2025,10,CT,（四）显示图像,把重建处理后的数字矩阵经过A/D转换形成模拟信号，以黑白不等的灰阶表示，再运用适合的窗宽和窗位，使图像清晰显示出来。,显示介质：显示器,存储器,胶片,10/8/2025,11,CT,层厚,X-ray通过准直器穿透物体轴向层面的有效厚度,叫,层厚,。它决定体素的高度。,10/8/2025,12,CT,体素,：把层厚分成很小的体积单位称体素。通常长和宽都为1mm,与体积相对应。高等于层厚。,像素,：体素的大小在CT图像上的表现即为像素。是最小成像单位。像素越多，图像越清晰,体素与像素,10/8/2025,13,CT,在一个矩形面积内，每行和每列的像素按扫描顺序有序排列，形成二维排列的数字方格，即图像矩阵。,如256256，512512。,矩阵,35,36,39,34,33,31,34,33,35,32,31,80,85,90,78,10/8/2025,14,CT,为该物质的衰减系数；,I,为穿过物质后的,X,射线强度；,I,0,为射入物质之前的,X,射线强度；,X,为该物质的厚度；,I,I,0,X,X线衰减系数（,）,X线穿过人体时，组织有一定吸收，密度越大，吸收越多，称X线的衰减。,10/8/2025,15,CT,空间分辨率,在高对比度情况下区分相邻最小物体的能力。,又叫高对比度分辨率。,决定图像的,清晰度,。,10/8/2025,16,CT,低对比度情况下分辨物体微小差别的能力。又叫低对比度,分辨率。,影像因素：,清晰度,和,噪声,。,密度分辨率,10/8/2025,17,CT,第三节 CT设备,10/8/2025,18,CT,机架,床,高压发生器,控制台,计算机,控制台,扫描床,机架,高压发生器,10/8/2025,19,CT,（一）CT组成,X线管,X线发生器,探测器,机架和床,主计算机（控制扫描运行）,阵列处理器（承担图像重建）,显示器、存储器和激光相机,扫描部分,计算机系统,显示存储系统,10/8/2025,20,CT,X线管,作用：用于产生X射线,固定阳极X线管：用于一、二代CT,旋转阳极X线管：用于三、四代CT,CT管特点：,大热容量,高散热率,高毫安输出,10/8/2025,21,CT,准直器,作用：用于调整X线束,X线管侧准直器：位于X线管前方,调整X线束，减少散射线。,探测器侧准直器：位于探测器前方,决定扫描层厚，提高图像质量。,准直器孔尺寸切层厚度,（2，3，5，7，8，10，13）mm,10/8/2025,22,CT,作用：用于接收衰减的X线信号,材料：早期使用晶体耦合光电倍增管。,现在使用闪烁晶体探测器。,分类：,固体探测器,气体,探测器,探测器,10/8/2025,23,CT,（二）CT机发展变革,第一次：旋转扫描螺旋扫描（1989年）,第二次：单排螺旋多排螺旋（1998年）,第三次：多排螺旋容积 C T（2004年）,第四次：单源螺旋双源螺旋（2005年）,10/8/2025,24,CT,属于头颅机。,为旋转晶体平移扫描技术。,由一个X线束和1个晶体探测器组成。,X样线束如铅笔芯粗细，叫笔形束扫描机。,缺点：射线利用率低，,扫描时间长（35min）,重建图像差。,第一代CT,10/8/2025,25,CT,第二代CT,准全身扫描机。,为旋转晶体平移扫描技术。,由一个X线管和330个晶体探测器组成。,X线束是520度的扇形束，叫小扇束扫描机。,特点：射线利用率低得到提高；,扫描时间缩短（18sec）；,重建图像质量有所提高；,对病人引起的伪影特别敏感。,10/8/2025,26,CT,第三代CT,标准全身扫描机（最常用）。,为旋转旋转扫描技术。,由一个X线管和300800个晶体探测器组成。,X线束是3045度的扇形束，叫广角扇束扫描机,特点：射线量较少；,扫描时间缩短（29sec）；,重建图像有明显质量较高；,病人伪影减少。,10/8/2025,27,CT,第四代CT,螺旋全身扫描机。,为旋转固定扫描技术。,由一个X线管和6004800个晶体探测器组成。,X线束是50-90度扇形束，叫全广角扇束扫描机。,特点：射线量较少；,扫描时间缩短（15sec）；,重建图像有明显质量较高；,病人伪影基本解决。,10/8/2025,28,CT,第五代CT,电子束CT（EBCT）。,为旋转旋转扫描技术。,由一个大型扫描电子枪和一组1732个固定探测器阵列和计算机系统组成。,X线束限制在30度范围内。,特点：应用电子束技术；,扫描时间缩短（数毫秒）；,动态分辨率较高；,主要用于心血管系统。,10/8/2025,29,CT,（三）螺旋CT技术,在扫描过程中，X线管连续围绕受检者旋转，同时病床匀速前后移动，这样X射线束在受检者身上勾画出一条螺旋样轨迹，称为,螺旋CT,。,特点：,容积扫描,连续出线,连续进床,连续投照,连续数据获取,10/8/2025,30,CT,螺距,机架旋转一周检查床运行的距离与射线束宽度的比值。,螺距=,进床距离/圈,层厚宽度,常用螺距：0.5 1.0 1.5 2.0,螺距大于1时,覆盖范围大,扫描时间短,但图像质量下降,螺距小于1时,覆盖范围小,扫描时间长,但图像质量提高,10/8/2025,31,CT,被重建的相邻两层横断面之间长轴方向的距离,表示连续影像之间的重叠程度,。,同样扫描范围，重建间隔越小，获得图像越多,。,间隔,5 mm,间隔,3 mm,层厚,10 mm,重建间隔,间隔,10 mm,10/8/2025,32,CT,无间隙扫描。,一次屏息完成扫描。,减少部分容积效应。,叠加影像可任意,方式,重建。,为,3D,重建提供高质量的数据。,螺旋CT的优势,10/8/2025,33,CT,（,四）多排CT特点,10/8/2025,34,CT,第四节 CT图像的特点,10/8/2025,35,CT,（一）灰阶图像,高密度白色,等密度灰色,低密度黑色,10/8/2025,36,CT,（二）断面图像,由一定数目不同灰度的象素按矩阵排列构成。,象素越小，数目越多，图像越细致。,图像的不同灰度，反映组织对X线的吸收程度。如密度高的组织为白影，密度低的组织为黑影。,软组织结构对比良好。,10/8/2025,37,CT,（三）三维立体重建,CT图像为连续的横断面图像。,可重建出冠状面和矢状面图像。,螺旋CT可以做任意平面的三维重建。,特殊重建:,多层面重建（MPR）,表面遮盖法（SSD）,仿真内窥镜（VE），容积投影（VR）,10/8/2025,38,CT,（四）CT值定量,CT图像不仅显示组织密度的高低，而且用CT值说明密度，起到定量的作用。,在图像黑白影不能明确区分组织或病变差别时，测量CT值，起到鉴别作用。,对有些特殊组织或病变，CT值能起到定性作用。,如脂肪（70至90）；出血（6595）,10/8/2025,39,CT,CT值(Hounsfield值),定义：CT影像中每个像素对应物质X线衰减量的表示。实际应用中，把空气与致密骨之间的X线衰减系数划为2000个单位，被检体的吸收系数与水的吸收系数作比值，得出CT值。,CT值(,x 水)/,水k,水的值为1，CT值为0HU;,空气值（0.0013）近似于0，CT值为1000HU;,骨皮质值（1.9）近似于2，CT值为1000HU。,10/8/2025,40,CT,Water,水,Mamma,乳腺,Air,空气,Bone,骨,Spleen,脾,Fat,脂肪,Pancreas,胰腺,Lung,肺,Kidneys,肾,Adrenal,Gland,肾上腺,Blood,血,Heart,心脏,Liver,肝脏,Intestine,肠,Tumor,瘤,Bladder,膀胱,3000,60,40,0,-100,-200,-900,-1000,相关组织的CT值(HU),10/8/2025,41,CT,（五）多重窗口显示,窗口技术：运用合适的窗宽窗位，来显示图像的技术。,窗宽(WW):,指显示图像的CT值的范围。主要影响图像的对比度。窄窗显示的CT值范围小，图像层次少，对比度强；宽窗显示的CT值幅度大，图像层次丰富，对比度差。,窗位(WL):,指窗宽上下限内CT值的中心位置，也叫窗中心。主要影响图象的亮度。低呈白色，高呈黑色。,10/8/2025,42,CT,CT,值,+1000,-1000,0,窗宽,窗位,灰阶显示,CT,窗口技术,10/8/2025,43,CT,常用窗口参数,10/8/2025,44,CT,由于设备或病人造成的人体中并不存在的影像。,图像伪影,运动,扫描系统误差,部分容积效应,线束硬化,金属,误操作,（六）图像伪影,10/8/2025,45,CT,运动伪影,金属伪影,10/8/2025,46,CT,部分容积效应,5 mm,扫描系统误差,10/8/2025,47,CT,CT图像与X线片比较,CT图像没有严重的散射线影像。,CT图像没有影像重叠。,CT图像出现伪影的机会较大。,CT图像的空间分辨率较X线片低。,影像CT图像质量的因素复杂。,10/8/2025,48,CT,第五节 CT检查技术,10/8/2025,49,CT,（一）X线剂量,不同部位选择不同的剂量,选择剂量原则：在保证图像质量的前提下，尽可能减少病人接受的X线剂量。,参数：,毫安量（mA）,扫描时间（s）,10/8/2025,50,CT,（二）层厚与层距,根据病变部位的大小选择层厚：,较大病变用大的层厚可节省扫描时间。,小病变薄层加扫可看清病变细节。,根据受检部位的大小选择层厚：,垂体、内耳、眼眶、椎间盘、肾上腺等选择25mm薄层。头颅、胸腹部、盆腔等用10mm。,一般扫描层距等于层厚，称等间距扫描，对于较大范围扫描可以适当加大层距，如新生儿扫描采用5mm7mm，尽量减少扫描层数。,10/8/2025,51,CT,（三）扫描视野,扫描时按观察部位大小选用的视野（FOV）。,分为扫描野（SFOV）和显示野（DFOV）。,扫描前选择扫描野（SFOV）：较大部位或病灶用大扫描野,小病灶用小扫描野。,扫描完成后，可以通过改变显示野（DFOV）来改变图像清晰度，突出病变细微结构。,10/8/2025,52,CT,（四）检查方法,平扫,增强扫描,造影扫描,特殊扫描,10/8/2025,53,CT,平扫,不用造影剂的扫描方法，最常用。,包括：定位扫描,轴位扫描,连续扫描,螺旋扫描,灌注成像,10/8/2025,54,CT,增强扫描,运用对比剂增加组织X线吸收效率，从而提高CT图像对比度的扫描方法。,碘剂,：泛影葡胺、碘海醇、优维显,60100ml，静推、滴注或团注,10/8/2025,55,CT,造影扫描,向组织器官内注入对比剂后进行扫描的方法。,一般用于脑室和蛛网膜下腔的造影。,也可用于CT血管成像（CTA）。,10/8/2025,56,CT,动态扫描,在常规增强扫描时，设置感兴趣区域，观察不同时间内同一层面病灶CT值的变化的扫描方式。,要求：注药短，选层准，扫描快，多周期,用途：,垂体,动态增强,肿瘤,的动态增强,10/8/2025,57,CT,灌注成像,静脉注射对比剂后，对选定层面进行快速、连续扫描，然后测量图的密度变化，并用彩色在图像上表示，得出灌注图像。,意义：,功能成像,。,10/8/2025,58,CT,第六节 CT图像的分析与诊断,10/8/2025,59,CT,（一）了解扫描参数,10/8/2025,60,CT,10/8/2025,61,CT,（二）全面观察图像,观察每幅图像的每一个细节。,在不同窗口观察重要结构：如肺窗观测肺组织，纵隔窗观察纵隔结构，头窗观察脑组织，骨窗观察骨骼。,根据连续横断面图像勾画出器官的立体结构。,10/8/2025,62,CT,（三）确定正常解剖,了解器官的大小、形态和周围关系。,确定正常结构内的特殊表现。,对一些正常变异能够甄别。,10/8/2025,63,CT,（四）找出异常表现,高密度病变：钙化，出血等。,等密度病变：肿块及其他病变。,低密度病变：水肿，积液，囊肿等。,10/8/2025,64,CT,（五）分析病变特点,平扫：分析病变的位置、数目、大小、形状、边缘、内部结构及周围情况。必要时测CT值。,增强：有无强化,强化程度：轻度、明显,强化形式：均匀强化、不均匀强化,周边强化、延迟强化,临近器官浸润：受压、移位、破坏,10/8/2025,65,CT,（六）客观做出诊断,根据病变特点，结合临床给出肯定、否定或疑似诊断。,提出进一步检查的方向。,对临床做出适当的建议。,10/8/2025,66,CT,第七节 CT诊断的临床应用,10/8/2025,67,CT,（一）颅脑,颅脑外伤：颅骨骨折、颅内血肿、脑挫裂伤、蛛网膜下腔出血。,脑肿瘤：胶质瘤、脑膜瘤、垂体瘤、转移瘤。,脑血管病：脑出血、脑梗塞、脑血管畸形。,感染性疾病：脑炎、脑脓肿、脑结核、寄生虫感染。,先天性改变：脑裂畸形、灰质异位。,10/8/2025,68,CT,颅骨凹陷性骨折,10/8/2025,69,CT,硬膜外血肿,10/8/2025,70,CT,硬膜下血肿,10/8/2025,71,CT,脑挫裂伤,10/8/2025,72,CT,脑梗塞,10/8/2025,73,CT,脑出血,10/8/2025,74,CT,蛛网膜下腔出血,10/8/2025,75,CT,脑囊虫病,10/8/2025,76,CT,脑膜瘤,10/8/2025,77,CT,转移瘤,10/8/2025,78,CT,（二）五官颈部,眼眶病变：眼眶内占位病变、眼眶异物,鼻窦炎症、囊肿及肿瘤。,耳部病变：中耳乳突炎症、胆脂瘤、发育异常。,喉癌、鼻咽癌。,颈部肿块及淋巴结病变。,眼、耳、鼻外伤。,10/8/2025,79,CT,眼眶海绵状血管瘤,10/8/2025,80,CT,眼眶异物,10/8/2025,81,CT,鼻窦肿瘤,10/8/2025,82,CT,慢性中耳乳突炎,10/8/2025,83,CT,喉癌,10/8/2025,84,CT,弥漫性甲状腺肿,10/8/2025,85,CT,淋巴结转移,10/8/2025,86,CT,（三）胸部,肺内病变：肺炎、肺结核、肺肿瘤。,纵隔疾病：纵隔肿瘤、淋巴结病变。,胸膜疾病：胸膜增厚、胸膜钙化、胸腔积液。,支气管改变：支气管阻塞、狭窄、异物。,胸部外伤：肋骨骨折、气胸。,10/8/2025,87,CT,肺结核,10/8/2025,88,CT,肺脓肿,10/8/2025,89,CT,大叶性肺炎,10/8/2025,90,CT,中央型肺癌,10/8/2025,91,CT,周围型肺癌,10/8/2025,92,CT,胸腺瘤,10/8/2025,93,CT,胸腔积液,10/8/2025,94,CT,（四）心脏大血管,心脏病变：心脏肿瘤、心脏增大、瓣膜钙化。,血管病变：动脉瘤、主动脉夹层、动脉钙化。,心包病变：心包积液、心包钙化。,10/8/2025,95,CT,心脏增大,10/8/2025,96,CT,动脉瘤,10/8/2025,97,CT,主动脉夹层,10/8/2025,98,CT,动脉壁钙化,10/8/2025,99,CT,心包积液,10/8/2025,100,CT,（五）腹部,肝、胆、胰、脾、肾的占位病变。,肝、胆、胰、脾、肾的感染性病变。,胆系结石、泌尿系结石。,腹膜后占位性病变。,胃肠道占位性病变。,腹部实质脏器损伤。,10/8/2025,101,CT,肝癌,10/8/2025,102,CT,肝转移瘤,10/8/2025,103,CT,肝血管瘤,10/8/2025,104,CT,肝包虫囊肿,10/8/2025,105,CT,胆囊结石,10/8/2025,106,CT,急性胰腺炎,10/8/2025,107,CT,多囊肾,10/8/2025,108,CT,肾脏结石伴积水,10/8/2025,109,CT,结肠癌,10/8/2025,110,CT,（六）盆腔,子宫及附件肿瘤性病变：子宫肌瘤、卵巢癌。,前列腺疾病：前列腺增生、前列腺癌。,膀胱病变：膀胱炎、膀胱癌。,盆腔积液。,10/8/2025,111,CT,子宫肌瘤,10/8/2025,112,CT,卵巢囊腺癌,10/8/2025,113,CT,前列腺增生,10/8/2025,114,CT,膀胱癌,10/8/2025,115,CT,膀胱平滑肌瘤,10/8/2025,116,CT,（七）脊柱,脊柱外伤：脊柱骨折及脱位，脊髓损伤。,脊柱退变：骨质增生、椎间盘变性、膨出、突出。,脊柱感染：脊柱结核、化脓性炎症。,脊柱及椎管占位：脊柱转移瘤，椎管肿瘤。,先天发育异常：蝴蝶椎、脊柱裂。,10/8/2025,117,CT,椎体骨折,10/8/2025,118,CT,椎间盘膨出,10/8/2025,119,CT,椎间盘突出,10/8/2025,120,CT,脊柱转移瘤,10/8/2025,121,CT,（八）骨关节系统,骨与关节肿瘤性病变：,骨与关节感染性病变：,骨与关节退变：,骨与关节损伤：,10/8/2025,122,CT,骨纤维异常增殖征,10/8/2025,123,CT,动脉瘤样骨囊肿,10/8/2025,124,CT,多发骨髓瘤,10/8/2025,125,CT,关节脓肿,10/8/2025,126,CT,骨缺血坏死,10/8/2025,127,CT,骨致密骨炎,10/8/2025,128,CT,骨折,10/8/2025,129,CT,THANKS,10/8/2025,130,CT,