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CT概述及其基本原理 头颅侧位 只能看清颅骨颅内结构不能显示 胸部正位 纵膈内或脊柱旁病变不易看清 X片 颅脑CT 胸部CT CT成像概论 CT computedtomography 即计算机断层技术 X线平片密度分辨率低 影像重叠 CT的发明弥补了X线的不足 是放射学里程碑式的重大发明 使得影像学进入了一个全新的阶段 HounsfieldCormack因发明CT获得1979年诺贝尔医学和生理学奖 1971年英国科学家Hounsfield发明了第一台头颅CT 1972年应用于临床工作 1974年美国工程师Ledley设计出了第一台全身CT 1989年单层螺旋CT的发明并在临床应用 是CT影像学的一场真正技术革命 是CT发展史上的一个里程碑 1998年在北美放射学会 RSNA 上推出的多层螺旋CT MSCT 或多排探测器CT MDCT 2009年能谱CT的出现 使得CT从功能水平诊断疾病成为可能 并且它拥有更高得分辨率和更广泛的应用及仅为常规剂量60 的超低辐射量 将CT成像技术带入了全新时代1990年 我国第一台医用X CT研制成功 CT机的基本结构 尽管CT技术不断发展 但是CT机基本结构万变不离其宗 它主要由三部分组成 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 包括显示终端和资料存储设备两大类 CT成像原理 CT是通过X线管环绕人体某一层面进行照射 测定透过的X线量 经计算得出该层面组织各个单位容积的X线吸收系数然后重建成图像的一种成像技术 线性衰减系数 体素 像素 矩阵 体素 体积单位 像素 面积单位又称像元 矩阵 是像素以二维方式排列的阵列它表示一个横成行 纵成列的数字陈列 在相同大小的采样野中 矩阵越大像素也越多 重建后图像质量越高 灰阶 是根据像素的CT值表现在图像的一段不同亮度的信号 图像重建 工作原理图示 简易流程 CT机分类和工作原理 常规CT机的工作原理 第一代 X线源为3mm宽的笔形束 由于探测器少 扫描次数很多 故扫描完一个层面所需时间长 一般需要几分钟 已淘汰 第一代CTX线球管为固定阳极 发射X线为直线笔形束 一个探测器 采用直线和旋转扫描相结合 即直线扫描后 旋转1度 再行直线扫描 旋转180 完成一层面扫描 扫描时间3 6分钟 矩阵象素256 256或320 320 仅用于颅脑检查 常规CT机的工作原理 第二代 第二代CT与第一代无质的区别 仅由小角度 3 30 扇形X线束替代了直线笔形束 扫描方式与第一代相似 但X线源为具有不同角度的扇形束 如10 角 其对面有十几个或几十个探测器 每次平移扫描可完成扇形区 如10 角 范围内的工作 扫描一个层面的时间为10 40秒 矩阵象素与第一代CT机相同 可用于颅脑和腹部 旋转过程中X线管发射几百次脉冲 同时进行扫描 即边旋转边扫描 加之探测器数目达几百个 速度大大增加 扫描一个层面的时间约为2 4秒 X三线球管为旋转阳极 发射X线为扇形束 角度较大达30 45 度 探测器多达几百个 只做旋转扫描 扫描时间为2 4 10秒 矩阵象素除256 256和320 320外 还有512 512 适用全身各部位 常规CT机的工作原理 第三代 球管旋转180 得到一个层面的图像数据 然后平移到下一个层面的位置继续扫描 分2种方式 第四代CT与第三代无质的区别 探测器多达1000余个 固定安装在扫描机架四周 仅X线球管绕患者旋转 扫描时间进一步缩短至1 5秒 常规CT机的工作原理 第四代 螺旋CT是在滑环技术的基础上发明的一种新的扫描方法 当X线管做连续旋转扫描时 机器自动匀速进床 因此 扫描线在患者体表上呈螺旋状 故称为螺旋CT 螺旋CT的扫描速度更快 半分钟内可完成几十个层面的扫描 螺旋CT机的工作原理 螺旋CT机的工作原理 与常规扫描不同 螺旋扫描获得的是被测体的连续层面信息 即扫描范围内所有体素的X线吸收系数 故称体积扫描 volumescan 由于获得的信息量更大 在图像的后期处理上具有更大的灵活性 比如 可由计算机重建为扫描范围内的横断 冠状 矢状或任意投照方向的CT图像 与三维软件联合运用 还可进行CT血管成像 CTangiography CTA 螺旋CT机的工作原理 3 常规CT与螺旋CT扫描方式的比较 常规CT扫描 螺旋CT扫描 人体移动方向 第五代CT机电子束CT机基本结构 超高速CT 第五代 超高速CT 第五代 五代CT机的综合对比 1 真正的断面图像CT通过准直系统的准直 可得到无层面外组织结构干扰的横断面图像 与常规X线体层摄影比较 CT得到的横断面图像层厚准确 图像清晰 密度分辨率高 无层面以外结构的干扰 另外 CT扫描得到的横断面图像 还可通过计算机软件的处理重建 获得诊断所需的多方位 如冠状面 矢状面 的断面图像 2 密度分辨率高CT与常规影像学检查相比 它的密度分辨率最高 其原因是 第一 CT的X除射线束透过物体到达检测器经过严格的准直 散射线少 第二 CT机采用了高灵敏度的 高效率的接收器 第三 CT利用计算机软件对灰阶的控制 可根据诊断需要 随意调节适合人眼视觉的观察范围 一般CT的密度分辨率要比常规X线检查高约20倍 3 可作定量分析CT能够准确地测量各组织的X射线吸收衰减值 通过各种计算 可作定量分析 CT的优点 影响CT图像的因素 像素与CT图像像素越小矩阵越大清晰度越高CT值代表CT图像像素内组织结构的线性衰减系数相对值的数值窗宽 WW 与窗位 WL 人体组织的CT值 影响CT图像的因素 影响CT图像的因素 实质性肿瘤CT表现为高密度影 囊性肿瘤为低密度影 脑内出血区呈高密度影 CT值约45 90Hu之间 窗宽 是指显示图象时所选用的CT值范围 在此范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分16个灰阶 显示器上的图像由这16个灰阶来反映全部2000个分度 窗位 欲观察某一组织结构细节时 应以该组织的CT值为中心 进行扫描 此中心即为窗位 影响C