《医学CT总论》PPT课件.ppt

CT诊断学总论 郧阳医学院影像学教研室 陈伦刚 计算机体层成像 (Computed Tomography, 简称CT) lCT发展史 lCT设备及成像原理 lCT图象特点 lCT检查技术 lCT图像的分析与诊断 lCT的临床应用 CT发展史 CT是现代航天技术、电子技术、计算 机技术和数学相结合的产物，为临床提供 了一个崭新的无创伤、无痛苦的影象诊断 手段。 1917年由澳大利亚数学家Radon证明了CT的数学 基础，即任何物体可以从它的投影无限集合来重建其 图象。 1963年由美国科学家Cormack发明了用X线投影数 据重建图象。 1969年由英国工程师Hounsfield基于这些理论制成 了第一台头颅CT机。 1974年由美国工程师Ledley设计出了全身CT机。 1979年Hounsfield和Cormack教授一起获得了诺贝 尔医学生理学奖。 分辨率 l CT发展史 CT设备 CT机基本结构 1、 扫描装置：由X线管（发射X线），探测器 （接收X线）及准直器（位于X线管前方，它调节X 线束的宽度）组成。 2 、计算机系统：是CT机的神经中枢和心脏。 担负操纵整个扫描过程，处理和运算扫描数据，进 行图像的重建和显示等重要工作。 3、 外围设备：包括显示终端（扫描图像的显示终 端和显示各种程序文件、指令等文字材料的计算机终端）和 资料存储设备（磁盘机、磁带机和软盘机等）两大类。 扫描方式 探测器元素 探测器数 扫描时间 矩阵 第一代 平移/旋转式 碘化钠 12个 35分/层 256256 已淘汰 第二代 平移/旋转式 二氟化钠 330个 1040秒/层 256256 已淘汰 第三代 旋转/旋转式 氙气 300个 210秒/层 256256 或512512 第四代 旋转/静止 BGO晶体 14千个 14秒/层 512512 或固定 或高效稀土陶瓷 或10241024 （当球管连续旋转、床匀速前进时形成螺旋CT） 第五代 超快速或电子束CT，以偏转电子束、多钨靶来产生X线进行扫 描，扫描时间缩至50ms/层，34 层/秒，拓宽了CT在心血管 方面的临床应用，但价格昂贵。 第一代 平移-旋转 第二代 平移-旋转 第三代 旋转-旋转 第四代 旋转-静止 旋转固定 第五代 电子束CT CT成像原理 CT基本原理为X线管发出的X线束（高度准直 ） 对人体检查部位一定厚度的层面进行断面扫描，由 探测器接收、测定透过该层面的X线量，然后经放 大并转换为电子流，再经模/数转换器（A/D）转换 成数字，输入计算机储存和计算，得到该层面各单 位容积（体素）的X线吸收值，后经数/模转换器 （D/A）在阴极射线管影屏上转成CT图像。临床上 将此图像再摄于胶片上或用其他的介质存储。因此 ， CT图像是计算机计算出的图像。 体素 。 CT的进展 CT机沿用至今，无论从技术设计，硬件 结构和软件功能等方面均有很大的进展。 机械运动方式：平移-旋转旋转-旋转 滑环运转（螺旋）。 机型的发展：头颅CT机（几分钟/层）全 身CT机（几秒/层）螺旋CT机、电子束CT机 （16层以上/秒）。 CT扫描方式的进展：间隔层面式扫描和采 样（普通CT）连续容积式扫描和采样（SCT. EBCT）。 CT的进展 CT检查技术的进展：平扫，增强动态增强 双 期或多期增强，后处理重建。 学科发展：单纯CT诊断CT诊断+ CT介入。 形成如下优势： 1、提高了扫描速度；2、提高病变密度测量； 3、提高了病变发现率；4、可能减少造影剂用量 ； 5、在造影剂最高时成像；6、层厚、间隔重建可 变；7、可行多层面及三维重建。 CT成像的优越性 传统X线影像是把具有三维的立体解剖结构 摄成二维的平面图像，影像互相重叠，密度分辨 率不高。CT克服了这些缺点，它具有以下优点 ： 1 、CT图像能显示真正的断面图像；无组织 结构重叠，解剖关系明确。 2、CT图象清晰，密度分辨率高；照射范围 局限，X线散射小，可显示X线照片无法显示的 器官和病变。因此病变检出率和诊断准确性高。 3、 检查方便、迅速而安全，无创伤，无痛 苦。 CT图象特点 一CT图像 1、CT图像在显示屏上用由黑到白的不同 一灰阶度表示，黑表示低吸收区，即低密度区 ，如 二脑室；白表示高吸收区，即高密度区，如颅 骨。 三这与X线照片图像一致。 四 2、CT的密度分辨力高，人体软组织的 密度 五差别很小时，也能形成对比而成像。这是 CT的 六突出优点。所以CT能更好的显示由软组织 构成 七的器官，如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、 胰、 八脾、肾及盆腔器官等。 CT图象特点 二 CT值 X线图像可反映正常与病变组织的密度，如高 密度和低密度，但没有量的概念。CT图像不仅以 不同灰度显示其密度的高低，而且还可依组织对X 线的吸收系数说明其密度高低的程度，具有一个量 的概念。 CT值代表X线穿过组织被吸收后的衰 减值。每种物质的CT值等于该物质的衰减相比之 后乘以1000 即：某物质CT值=1000（uu水）/ u水 CT图象特点 其单位名称为HU（Hounsfield Unit）。 人体组织的CT值范围从空气的-1000HU到骨 皮质+1000HU，共有2000个CT值。 空气的CT值最低为-1000HU； 脂肪的CT值为-50-100； 水的CT值为0（10）HU； 软组织的CT值为2050HU； 骨皮质的CT值最高，为1000HU。 CT图象特点 三窗宽（WW）与窗位（WL） 四 人体组织在CT上表现出2000个不同的灰 度， 五层次甚多，人眼不能分辨出如此微小的灰度差 别， 六一般只能分辨出16个灰度。当两种组织的CT 值相 七差125HU以上（2000/16=125）以上时，人眼 才能 八分辨出来。而人体软组织的CT值多数 +20+70HU 九之间，相差不足125HU。为了提高组织结构细 节的 十显示，使CT值差别小的组织能分辨，CT机在 设计 十一上引入了窗宽与窗位进行调整，称为窗口技术 。 CT图象特点 窗宽 是指CT图像上所包含的CT值范围。在此 CT值范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分为 16个灰阶供观察对比。例如：窗宽选定为80HU，则 其CT值的差别在5HU （80/16=5）以上即可分辨出来 。 因此窗宽的宽窄直接影响到图像的对比度和清晰度。 窗位或称窗中心 由于不同组织的CT值不同， 要想观察它的细微结构，最好以该组织的CT值为窗 位。窗位是指窗宽上下限的平均数。 不同窗宽、窗位的CT图象 WW1000 WL-650WW500 WL35 CT图象特点 四 部分容积效应及周围间隙现象 在同一扫描层内含有两种以上不同密度的物 质时，图像的CT值则是这些物质的CT值的平均 数，它不能如实地反应其中任何一种物质的CT 值，这种物理现象称为部分容积效应。 同一病灶，依所在器官（周围背景）不同， 所测定的CT值有所变化，这种现象称为称为周 围间隙现象。 CT图象特点 五 空间分辨率和密度分辨率 CT的分辨率分空间分辨率和密度分辨率， 是判断CT性能和说明图像质量的两个指标。 空间分辨率 是指对物体结构大小（几何尺 寸）的鉴别能力，通常用每厘米内的线对数 （LP/cm）或用可辨别最小物体的直经（mm） 来表示，它与构成图像的像数有关，像数小而多 ， 则空间分辨率就大，图像细致清楚。 CT图象特点 2 密度分辨率 表示CT设备对密度差别的分辨能力，以% 表示。如果CT的密度分辨率为0.5%，则表示两 种物质的密度差别等于或大于0.5%时，即可分 辨出来，而密度差小于0.5%时，则CT图像上无 法鉴别出来。 密度分辨率与每个系统容积所得到的光子数 有关，光子数越多，密度分辨率越高。CT的密 度分辨率远远高于X线照片。 CT图象特点 六 图像伪影 CT图像上可出现各种各样的伪 影，应当认识，以免造成误诊或解释上的困难。 伪影出现的常见原因及表现： （1） 病人运动或扫描器官自身的运动影，常 表现为高低密度相伴行的条状伪影； （ 2） 两种邻近结构密度相差悬殊的部位， 如骨嵴、钙化、空气或金属异物与软组织邻近处 ， 常表现为星芒状或放射状伪影； （3）CT机故障，表现为环形或同心圆伪影 。 CT检查技术 一 普通CT扫描 1 、平扫 是指不使用任何造影剂的CT扫描 方法。包括连续扫描、间隔扫描、重叠扫描、薄 层扫描（层厚小于0.5cm）、靶扫描等。 一般层厚为1.0cm，尽量不使用间隔扫描。 2、增强扫描 是经血管内注入水溶性含碘造 影剂后再进行扫描的检查方法。目的是提高病变 组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显 示或显示不清的病变；通过病变有无强化和强化 类型，对病变组织性质做出判断。 CT检查技术 注入方法有多种。 常用的造影剂有离子型（60%76%泛影葡 胺）和非离子型（ Ultravist 、Omnipaque等）; 前者价廉，有一些副反应；后者无明显副反应， 但价格较贵。 剂量约50100毫升(1.5-2.0ml/kg). 3 、造影扫描 是在对某一器官或结构进行 造影后再行扫描的方法。 常用的方法有：脊髓造影CT、脑池造影CT 、 胆囊造影CT、膝关节造影CT等。 平扫增强 CT检查技术 二 高分辨力CT扫描 高分辨力CT（HRCT）是指在较短时间内， 取得良好空间分辨力CT图象的扫描技术。 对CT机有如下要求： 1、 固有空间分辨力小于0.5mm； 2、图象重建用高空间分辨力算法； 3、薄层扫描，层厚为11.5mm； 4、 矩阵用512512。 HRCT可清楚显示微小的结构及密度差大的 组织如肺间质、听骨链等，明显优于普通CT。 CT检查技术 三 CT的新技术 1、多层面重建技术及曲面重建技术 2、多层面容积重建技术：包括最大强度投 影，最小强度投影和平均强度投影 ； 3、表面覆盖法重建技术（SSD）； 4、仿真内窥镜技术（CTVE）； 5、容积重建术。 1属二维重建技术，25属三维重建技术。 SCT 三维重建 SCT三维重建（透明法处理）听骨链仿真内镜 SCT三维重建（表面覆盖） SCT三维重建（透明法） SCT血管造影（CTA） SCT多期扫描 CT图像分析与诊断 1、了解扫描的技术与方法； 2、窗口技术； 3、仔细观察每一幅图像，然后通过思维而构 成某一器官或结构的立体图像； 4、以形态和密度两方面分析每一器官。 形态方面主要观察器官的大小、形态、轮廓。 密度方面要观察有无一致性或局限性密度增高 或减低。病灶密度低于所在器官或结构，称低密度 灶；病灶密度高于所在器官或结构，称高密度灶； 病灶密度与所在器官或结构相等，称等密度灶； CT图像分析与诊断 若病灶兼有高、低、等密度，称为混杂密度灶。 5、对于增强扫描，要与平扫图像对比观察， 分析病灶有无强化、强化程度及强化形式，以利 于定性诊断； 6、 全面而细致的观察，辨别正常或异常； 发现异常时，经过分析，以影像表现为基础提出 初步的病理改变，有时需要提出几个可能； 7 、结合临床资料，综合分析，以期得出比 较正确的诊断。 CT诊断的临床应用 原则：掌握优势，合理应用。 1、中枢神经系统疾病的CT诊断价值较高， 应用普遍。 2、头颈部疾病的CT诊断也很有价值，应用 较普遍。 3、胸部疾病的CT诊断，随着高分辨率CT的 应用，日益显示出它的优越性。 4、 心脏及大血管CT诊断价值的大小取决于 CT装置。多层螺旋CT及电子束CT有独到之处。 CT诊断的临床应用 5 、 腹部及盆腔疾病的CT检查，应用日益 广泛。螺旋CT对急腹症检查既快捷、无痛苦， 敏感性又高。 6、骨骼肌肉系统疾病，多可通过简便、经 济的X线检查确诊，使用CT检查较少。但CT对 显示骨变化的细节、软组织变化及关节等均较X 线为优。 CT是20世纪70年代发展起来的一项新的影象 技术，由于其对临床诊断有独到的价