[临床医学]ct扫描技术

CT扫描技术概述CT扫描检查是 19世纪 70年代兴起的一门新的医学影像检查技术。其成像原理、成像方式、图像显示、检查方法以及操作技能，都不同于传统的 X线检查方法。因此，它形成了一项独立的特殊检查技术。随着 CT机结构和性能的不断完善和提高，又促进了 CT检查技术的发展。操作技术人员只有全面系统地学习和掌握 CT的操作技能，严格遵守各项 CT检查规则，才能充分发挥 CT检查的优势。 CT图像质量控制和保证CT图像的质量参数（一） CT图像的质量参数CT图像的质量参数1、 CT的分辨率（ 1）空间分辨率（高对比分辨率）表示的是指密度分辨率大于 10%时，影像中能显示的最小细节。或指鉴别结构大小的能力。空间分辨率与检测器孔径的宽窄（愈窄愈好），检测器之间的距离（愈小愈好），图像重建中采用的卷积滤波函数形式、像素大小 、被检物吸收系数的差别以及装置的噪声等因素有关。空间分辨率常用的表示方法是能分辨最小圆孔的直径（ mm）， 愈小愈好。或可分辨每厘米的线对数（LP/CM） 愈多愈好。其换算系数： 5/LP（ 线对数） /CM=可辨别最小物体的直径（ mm）由于空间分辨率受诸多的因素影响，而且检测器的孔径不可能像 X线胶片的颗粒那样细小，所以 CT的空间分率一般不会超过 X线成像。CT图像的质量参数（ 2）密度分辨率 （ 低对比分辨率）表示能够分辨组织之间最小密度差别的能力。密度分辨率与被检物的大小、 X线剂量、噪声等因素有关，如若提高密度分辨率则要加大 X线剂量，即增加检测器吸收的光子数，提高其信噪比，相对降低其噪声以及被检物体几何尺寸愈大，密度分辨率愈佳。空间分辨率和密度分辨率之间密切相关并相互制约，空间分辨率与像素大小有关，约为像素宽度的确良 1.5倍。矩阵大、像素小、图像清晰、空间分辨率高。但在 X线剂量不变的情况下，每个单位容积所获得光子数量都按比例减少，使噪声加大。致使密度分辨率下降。 CT图像的质量参数2、 噪声与伪影噪声和伪影是影响图像质量的重要因素。（ 1）噪声扫描均匀物质成像中，其像素 CT值的标准偏差称噪声。噪声分为扫描噪声和组织噪声。扫描噪声也称光子噪声，即 X线穿透人体到达检测器的光子数量有限，在矩阵内各像素上的分布不均所造成的，因此，均质的组织或水在各图像点上的 CT值不相等，而在一定范围内呈常态曲线分布。如欲减少噪声必须增加 X线剂量，二者的关系是噪声减半、需增加约 4倍 X线剂量。组织噪声为各种组织平均 CT值的差异所造成，即同一组织的 CT值常在一定范围内变化，而不同组织也可具有同一 CT值。噪声大小受扫描层厚、 X线剂量大小、重建算法等因素影响。克服的方法是减薄扫描层面的厚度，提高 CT值的测量精度以及提高曝光条件。 CT图像的质量参数（ 2）伪影指在扫描或信息处理过程中，由于某一种或几种原因而出现人体本身不存在，但致使图像质量下降的阴影。伪影的产生一类与病人有关，另一类与 CT性能有关。探测器几何尺寸小且间隙也小，可得到具有较少伪影的图像。而探测器及电路的稳定性又是减少设备故障而产生伪影的保证。所以 CT设备安装后的调试、校准以及定时维护保养，使设备各系统处于良好的正常运转状态，且客观环境给予保证，如务有专线稳压装置及室温度、湿度均符合要求等。均是减少伪影的措施。尚不能克服的伪影如钡剂、碘油、金属、引流管和气体以及颅骨的两侧岩骨嵴、枕骨内粗隆、前颅高、鸡冠等引起的条状或放射状伪影。这是 CT扫描重要缺陷，运逊于 MRI。 CT图像的质量参数3、 部分容积效应和周围间隙现象(1)部分容积效应CT图像上各个像素的数值代表相应单位体积各组织 CT值的平均数，它不能如实反映该单位内各种组织本身的 CT值。在扫描中，凡小于层厚的病变，如在高密度组织中较小的低密度病灶，其 CT值偏高；反之在低密度组织中的较小的高密度病灶，其 CT值偏低，这种现象称为部分容积效应。CT图像的质量参数（ 2）周围间隙现象指在同一扫描层面上， 与层面垂直的两种相邻且密度不同的结构，测其边缘部的 CT值也不准确。密度高者其边缘 CT值小，而密度低者边缘 CT值大，二者交界边缘也分辨不清，这是扫描线束在这两种结构的邻接处测量互相重叠造成的物理现象。克服部分容积效应，首先摆位要标准。对较小病灶的检查用减薄扫描层面的厚度，扫描层面的厚度越薄，部分容积效应的影响越小。 扫描技术参数（二）扫描技术参数 扫描技术参数1、剂量 选择剂量参数的原则是，尽可能减少病人接受的 X线剂量，必须保证图像质量，应以允许作出可靠的诊断为标准。2、层厚层厚为扫描时选择的层面厚度。厚度是影响图像分辨率的一个重要因素。扫描的层厚通常按需要观察病变的大小和被检查部位而定。 扫描技术参数3、扫描视野（ FOV）扫描时按观察部位大小选用的扫描野 （SFOV） 和 /或显示 野（ DFOV）。重建成像素大小 Pixel（ 像素） =DFOV（显示野） /Matrx（ 矩阵） 由上式可见，图像重建成像素大小与矩阵和显示野大小的关系，当显示野范围不变，矩阵大，重建像素值就小，图像分辨率好，但图像重建时间也长。如在可获得相同效果的影像质量的前提下，矩阵大小不变，而改变显示野的范围，即减小显示野的大小 ，也能获得小的像素值，提高了影像的空间分辨率，且大大缩短了影像重建时间。扫描技术参数4、过滤函数（ 1） 标准数学演算（ 2）软组织数学演算（ 3）骨细节数学演算窗技术（ 三）窗技术窗技术1、窗宽指显示图像时所选用的 CT值的范围（ WW）。 在此范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分为 16个等级（灰阶），如窗宽为 160HV， 则可分辨的 CT值为 160/16=10HU， 即两种组织 CT值的差别在 10HU以上者即可分辨出来。窗宽主要影响图像的对比度。窗宽小显示的 CT值范围小，每个灰阶代表的 CT值幅度小，图像的层次少，但对比度强，可分辨密度较接近的组织或结构。如检查脑组织宜选用窄窗宽，反之，窗宽加宽则每级灰阶代表的 CT值幅度大，对比度差，适于可分辨度差别大的结构，如肺组织。窗技术2、窗位指窗宽上、下限 CT值的平均数称窗位，也叫窗中心（ WL）， 因为不同组织的 CT值不同，欲观察其细微结构最好选择该组织的 CT值为中心进行扫描，这个中心即为窗位。窗位的高低影响图像的亮度，窗位低图像亮度高呈白色，而窗位高图像亮度低呈黑色。例如欲观察脑部应以脑组织的 CT值 35H为公安处位进行观察，若从胸部扫描图像上观察肺组织，纵隔及胸椎三种组织，则要采用在组不同的窗宽与窗位，才能达到欲观察的效果。利用下式，计算显示的 CT值范围：M（ W/2 ） M（ W/2 ）例如：窗位和窗宽均调节至 80，显示 CT值的范围是 40120。图像放大技术（ 四）图像放大技术图像放大技术1、几何放大几何放大技术应用在采集数据阶段。其原理是适当地缩短 X线管 /检测器阵列组件与被检物的距离，使得较小的被检物体在 X线束的曝光下产出的信号，由相对较多的检测器收集，有效地提高了图像质量及小病变的检出效果。图像放大技术2、 变域图像放大变域图像放大技术应用在图像重建阶段，可将一个剖面图像的数据通过变域放大仅对感兴趣区部分重建放大，便于观察，使较小区域的图像最大可用整个图像显示矩阵来显示 ，解决了分辨率受显示矩阵限制的问题。而且将图像中感兴趣区的中心置于图像显示矩阵的中心，由于重建的只是原始数据的一部分，因此缩短了图像重建时间。图像放大技术3、 宏观图像放大由于在硬件结构上，探测器相对于扫描中心位移了探测器宽度的 1/4的距离，所以，在图像重建阶段中插入一次额外的软件处理后，因而得到一个带有双份取样信息的交织剖面。相当于检测器的数目增加一倍。提高了图像的空间分辨率。由于重建数据的增加，而延长了重建时间，但空间分辨率显著提高无疑使宏观放大技术仍然是非常有用的图像处理技术。常用于扫描后对细微结构图像的再重建处理，如内耳扫描后的图像单侧放大处理。 图像放大技术4、 内插图像放大内插图像放大技术实际上是一种内插处理过程，原图像矩阵中的一部分经内插处理后在整个图像矩阵上显示，由于这种放大技术是在图像显示及处理阶段，不能改变图像的空间分辨率。所以多用在感兴趣区尺寸测量及 CT值测定比较准确。对从定位片上决定扫描角度等方面尤为有用。图像放大技术CT图像的质量除监视器荧屏上的影像质量外，将图像拍摄在 CT胶片上的影像质量也非常重要，通过多幅摄像机或激光像机拍摄经过自动洗片机（或暗室）冲片获得一张图像优质的胶片，除与摄像机性能和 CT用胶片质量外，加强自动洗片设备和暗室的管理是提供和保证CT影像质量的重要环节，在此不一一详述。 CT检查规则 1 CT检查前的工作程序凡需做 CT检查的患者，在检查前，均应按下列工作程序进行：（ 1） 划价交费。（ 2） 预约登记。（ 3） 编写索引。（ 4） 交代准备工作。（ 5） 以上工作需要由登记室完成。CT检查规则 2 扫描前病人的准备（ 1）做 CT检查的病人应更衣、换鞋，防止灰尘入机房。（ 2）对病人做好耐心的解释工作，以消除其顾虑和紧张情绪。（ 3）认真检查并去除检查部位的金属饰物和异物，防止产生伪影。（ 4）对于胸、腹部扫描患者，要做好呼吸训练，以求减少移动伪影和提高扫描层面的准确性。（ 5）凡需做增强扫描的患者，扫描前 4小时禁食。请于检查前一天做完碘过敏试验，试验阴性者可增强。（ 6）腹部扫描，扫前一周不吃含金属药物，不做胃肠造影，扫描前两日不要吃泻剂，少吃水果和蔬菜。扫描前 4小时禁饮食。（详细准备要求见第六章。第十一节）（ 7）对躁动不安或不合作的病人，可根据情况给予镇静剂，必要时给予麻醉。CT检查规则 3 CT机操作步骤(1)开机(2)球管加温(3)空气校准(4)清磁盘(5)扫描(6)关机CT检查规则 1 CT检查前的工作程序凡需做 CT检查的患者，在检查前，均应按下列工作程序进行：（ 1） 划价交费。（ 2） 预约登记。（ 3） 编写索引。（ 4） 交代准备工作。（ 5） 以上工作需要由登记室完成。CT检查规则 4、规扫描步骤 （）输入病人的自然项目