第1章计算机体层成像.ppt

第一章 计算机体层成像(CT)l lCT(computed tomograghy)CT(computed tomograghy)中文全称为计算机体层中文全称为计算机体层中文全称为计算机体层中文全称为计算机体层成像，英国人成像，英国人成像，英国人成像，英国人HounsfieldHounsfield发明，发明，发明，发明，19721972年应用于临床。年应用于临床。年应用于临床。年应用于临床。第一节 CT的基本知识一、一、CT机的基本结构机的基本结构二、二、CT成像的原理成像的原理三、三、CT图像的显示图像的显示四、窗宽、窗位技术四、窗宽、窗位技术主要由扫描机架、扫描床、计算机及显示器、存储器主要由扫描机架、扫描床、计算机及显示器、存储器主要由扫描机架、扫描床、计算机及显示器、存储器主要由扫描机架、扫描床、计算机及显示器、存储器和照相和照相和照相和照相(打印打印打印打印)几个部分组成几个部分组成几个部分组成几个部分组成(图图图图1-1-11-1-1，图，图，图，图1-1-2)1-1-2)。l利用机架内的探测器,探测X线管发射的X线束穿透人体的某一层面后的衰减值,扫描过程中X线管与探测器环绕人体作360的旋转,采集X线衰减信号,经模-数转换器转变为数字信号,传输给计算机处理后，得出该层面矩阵上各点一定厚度立方体的体素平均X线吸收系数值(CT值),再经数-模转换器转变后显示为不同灰阶的黑白点(像素)，并按相应矩阵排列，重建该层面的黑白图像。图图图图1-1-4 1-1-4 窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术显示脑组织的脑窗，窗宽显示脑组织的脑窗，窗宽显示脑组织的脑窗，窗宽显示脑组织的脑窗，窗宽100100、窗、窗、窗、窗位位位位3535。灰阶条显示的是人视力所能。灰阶条显示的是人视力所能。灰阶条显示的是人视力所能。灰阶条显示的是人视力所能分辨的分辨的分辨的分辨的1616个灰阶，旁边的数轴显示个灰阶，旁边的数轴显示个灰阶，旁边的数轴显示个灰阶，旁边的数轴显示脑窗的位置，脑窗的位置，脑窗的位置，脑窗的位置，CTCT值值值值+85+85以上均显示以上均显示以上均显示以上均显示为白色，为白色，为白色，为白色，CTCT值在值在值在值在-125-125以下则完全以下则完全以下则完全以下则完全为黑色。此窗位上为黑色。此窗位上为黑色。此窗位上为黑色。此窗位上CTCT值相差值相差值相差值相差6HU6HU就就就就可分辨可分辨可分辨可分辨图图图图1-1-3 1-1-3 窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术窗宽、窗位技术显示骨组织的骨窗，窗宽显示骨组织的骨窗，窗宽显示骨组织的骨窗，窗宽显示骨组织的骨窗，窗宽1500,1500,窗位窗位窗位窗位500500。灰阶条显示的人视力。灰阶条显示的人视力。灰阶条显示的人视力。灰阶条显示的人视力所能分辨的所能分辨的所能分辨的所能分辨的1616个灰阶，旁边的数个灰阶，旁边的数个灰阶，旁边的数个灰阶，旁边的数轴显示骨窗的位置，轴显示骨窗的位置，轴显示骨窗的位置，轴显示骨窗的位置，CTCT值值值值+1250+1250以上均显示为白色，以上均显示为白色，以上均显示为白色，以上均显示为白色，CTCT值值值值+250+250以下则完全为黑色。在此窗位以下则完全为黑色。在此窗位以下则完全为黑色。在此窗位以下则完全为黑色。在此窗位CTCT值相差值相差值相差值相差94HU94HU左右人视力才能左右人视力才能左右人视力才能左右人视力才能分辨，脑组织分辨，脑组织分辨，脑组织分辨，脑组织CTCT值均低于值均低于值均低于值均低于+250+250故不能显示颅内脑组织故不能显示颅内脑组织故不能显示颅内脑组织故不能显示颅内脑组织 窗宽窗宽,窗位技术应用原则窗位技术应用原则窗宽越宽所包含的信息量越大，窗宽越窄密窗宽越宽所包含的信息量越大，窗宽越窄密度分辨率越高度分辨率越高;而窗位则应放在所要观察的而窗位则应放在所要观察的组织相应的组织相应的CT值上。值上。相对适用于观察某组织的窗宽相对适用于观察某组织的窗宽/窗位为窗位为组织窗组织窗 肺窗为肺窗为12002000/-300-700 软组织窗为软组织窗为250300/3545 肝窗肝窗120150/3545 骨窗骨窗10002000/200400窗宽、窗位因机器设备和观察目标而异，窗宽、窗位因机器设备和观察目标而异，以清楚显示组织以清楚显示组织、器官器官、病变为准。病变为准。表表1-1-1 人体各种组织、器官、病变的人体各种组织、器官、病变的CT值范围值范围组织、器官组织、器官组织、器官组织、器官 CT CT值范围值范围值范围值范围 液体液体液体液体 CT CT值范围值范围值范围值范围 病变病变病变病变 CT CT值范围值范围值范围值范围 皮质骨皮质骨皮质骨皮质骨 400 4001000 1000 血液血液血液血液(凝固凝固凝固凝固)7090 )7090 骨化骨化骨化骨化 150 150以上以上以上以上松质骨松质骨松质骨松质骨 200 200400 400 血液血液血液血液 5060 5060 钙化钙化钙化钙化 80 80以上以上以上以上甲状腺甲状腺甲状腺甲状腺 60 60 80 80 浆液浆液浆液浆液 2030 2030 坏死坏死坏死坏死 030 030 肝肝肝肝 45 45 75 75 漏出、渗出液漏出、渗出液漏出、渗出液漏出、渗出液 1520 1520 囊液囊液囊液囊液 020 020肌肉、脾肌肉、脾肌肉、脾肌肉、脾 35 35 50 50 脑脊液脑脊液脑脊液脑脊液 0 20 0 20 液化液化液化液化 030030淋巴结淋巴结淋巴结淋巴结 35 35 55 55 脓液脓液脓液脓液 1030 1030胰腺胰腺胰腺胰腺 30 30 55 55 积气积气积气积气 500 -500以下以下以下以下肾肾肾肾 20 20 40 40脑灰质脑灰质脑灰质脑灰质 40 40 65 65脑白质脑白质脑白质脑白质 25 25 45 45脂肪脂肪脂肪脂肪 -100 -100 -80-80肺肺肺肺 -700 -700 -900-900 ll 第二节第二节 CT的分类的分类lCT按其扫描方式与功能分为按其扫描方式与功能分为常规常规CT、螺旋螺旋CT、电子束电子束CT三大类。三大类。一、常规一、常规CT只能进行来回的旋转扫描，扫描速度慢。只能进行来回的旋转扫描，扫描速度慢。基本已被螺旋基本已被螺旋CT取代。可平扫增强扫取代。可平扫增强扫描、造影扫描和特殊扫描。描、造影扫描和特殊扫描。二、螺旋二、螺旋CT(spired CT)呈螺旋式扫描，指呈螺旋式扫描，指X线球管连续旋转、线球管连续旋转、连续产生连续产生X线、连续取样的同时，检查线、连续取样的同时，检查床以恒速移动。螺旋扫描围绕人体一段床以恒速移动。螺旋扫描围绕人体一段体积，螺旋式地采集数据、得到的是三体积，螺旋式地采集数据、得到的是三维信息，又称之为容积扫描。可任意选维信息，又称之为容积扫描。可任意选选择层面位置和层面间隔重建断面图像选择层面位置和层面间隔重建断面图像可重组成任意面图像，经后处理得到三可重组成任意面图像，经后处理得到三维立体图像。维立体图像。图图1-1-5 螺旋螺旋CT示意图示意图X线管和高压发生器由滑环上的电刷供电产生线管和高压发生器由滑环上的电刷供电产生X线，线，X线管及与其相对应的探测器在机架内沿着线管及与其相对应的探测器在机架内沿着滑环顺着一个方向不停旋转，在扫描床移动中作滑环顺着一个方向不停旋转，在扫描床移动中作连续扫描连续扫描螺距螺距(Pitch)等于等于X线球管旋转一周时线球管旋转一周时检查床移动距离与层厚的比值。检查床移动距离与层厚的比值。扫描范围等于检查床移动距离扫描范围等于检查床移动距离/s与与X线线球管连续曝光时间之积。球管连续曝光时间之积。单层螺旋单层螺旋CT的螺距范围一般从的螺距范围一般从1.0至至2.0。若层厚不变，螺距值越大，则扫描的范若层厚不变，螺距值越大，则扫描的范围越长或扫描同样的体积需要的时间越围越长或扫描同样的体积需要的时间越短；若层面变厚，容积效应增加，图像短；若层面变厚，容积效应增加，图像分辨率下降。分辨率下降。三、电子束三、电子束 CT电子束电子束CT(electron beam computedtomography，以下简称，以下简称EBCT)又称又称超高速超高速CT(UFCT)，由电子枪发生电子，由电子枪发生电子束，在真空管中由聚焦线圈使电子束聚束，在真空管中由聚焦线圈使电子束聚集，由偏转线圈使之偏移，从而将电子集，由偏转线圈使之偏移，从而将电子束打到靶面上产生束打到靶面上产生X线，穿过人体成像。线，穿过人体成像。(图图1-1-6)图图1-1-6 电子束电子束CT示意图示意图电子束电子束CT主要由电子、聚焦和偏移线圈、主要由电子、聚焦和偏移线圈、靶环和探测器构成靶环和探测器构成 EBCT扫描速度快，可行多层动态电影扫描；扫描速度快，可行多层动态电影扫描；扫描床能转换角度，可精确定量分析冠状动脉扫描床能转换角度，可精确定量分析冠状动脉钙化、心脏功能和心肌血流灌注等生理指标钙化、心脏功能和心肌血流灌注等生理指标。第三节 CT的检查方法一般采用仰卧位、俯卧、侧卧位横断面扫描一般采用仰卧位、俯卧、侧卧位横断面扫描及冠状位、矢状位扫描。及冠状位、矢状位扫描。指不用对比剂增强指不用对比剂增强 或造影的扫描。或造影的扫描。一、平一、平 扫扫二、增强扫描二、增强扫描 把对比剂把对比剂(包括低密度的空气及包括低密度的空气及高密度的有机碘高密度的有机碘)注入器官或结注入器官或结构，造影后再扫描。包括椎管脊构，造影后再扫描。包括椎管脊髓造影髓造影CT、脑池造影、脑池造影CT及胆系及胆系造影造影CT等。等。指经静脉注射水溶性含碘对比剂指经静脉注射水溶性含碘对比剂后扫描方法，血供丰富的器官及后扫描方法，血供丰富的器官及病变密度显著增高，可显示病变病变密度显著增高，可显示病变及其血供特征。及其血供特征。三、造影三、造影CT扫描扫描第四节第四节 图像后处理技术图像后处理技术（1）多平面容积重组）多平面容积重组(multiplanar volume reformation，MPVR)又称多平面重组又称多平面重组(multiplanar reformation，MPR)，可重组任意面的影像。可重组任意面的影像。指指CT扫描所采集的数据经计算机处理得扫描所采集的数据经计算机处理得到图像，有以下几种：到图像，有以下几种：（2）三维立体图像。）三维立体图像。（3）容积再现及分割显示，立体地显示）容积再现及分割显示，立体地显示表面与深层结构。表面与深层结构。（4）CT 血管造影血管造影(CT angiography，CTA)，静脉注入对比剂扫描重建，平面，静脉注入对比剂扫描重建，平面或立体地显示血管影像。或立体地显示血管影像。5）仿真内镜，用仿真技术模拟内镜检）仿真内镜，用仿真技术模拟内镜检查。查。【附】数字减影血管造影【附】数字减影血管造影 (digital subtraction angiography,DSA)行血管造影并用数字化动态行血管造影并用数字化动态X线成像设备线成像设备在对比剂到达目标血管在对比剂到达目标血管-血管内出现对比血管内出现对比剂剂-血管内对比剂浓度达高峰血管内对比剂浓度达高峰-对比剂被对比剂被廓清这段时间内获得多幅数字化图像，廓清这段时间内获得多幅数字化图像，用计算机在数字化图像之间进行减影处用计算机在数字化图像之间进行减影处理。理。具体做法具体做法 将一幅血管内不含对比将一幅血管内不含对比剂的图像作为蒙片与一幅含对比剂的同剂的图像作为蒙片与一幅含对比剂的同一部位的图像经计算机相减，两幅图像一部位的图像经计算机相减，两幅图像的相同影像互相抵消，剩下含对比剂的的相同影像互相抵消，剩下含对比剂的血管影像。因减影用的两幅图像是在不血管影像。因减影用的两幅图像是在不同时间内取得，所以称为同时间内取得，所以称为时间减影法时间减影法。DSA 图像上的血管没有骨和软组织影图像上的血管没有骨和软组织影的重叠，血管及其病变显示清楚。的重叠，血管及其病变显示清楚。DSA适于心脏和全身各部位的大血管的检查。适于心脏和全身各部位的大血管的检查。