计算机体层摄影总论

计算机体层摄影 computed tomographyCT,Elscint CT,Twin,CT：概述,CT是近代飞跃发展的计算机技术和 X线检查技术相结合的产物。 1971年英国Hounsfield工程师研制成功第一台头颅CT机。同年10月4日，成功地检查了第一例病人。CT诊断价值高、方便、快捷、无痛苦、无创伤，是放射诊断领域中的重大突破。Hounsfield因此而获得了1979年的诺贝尔医学生物学奖。,CT：概述,1974年美国Ledcey工程师设计了全身CT机，1975年第一台全身CT机问世。目前，CT装置在设计和功能上都有了很大的改进和发展，特别是螺旋CT和超高速CT的临床应用，诊断效果越来越好，临床应用也日趋普遍。,一、基本概念,CT图像是人体断面的组织密度分布图。 以X线为投射源，探测器接收衰减的X线，经模数转换,输入计算机处理,得到扫描断面数字矩阵，数模转换，用黑白不同的灰度等级在荧光屏上显示出来。CT图像清晰，密度分辨率高，无断面以外组织结构干扰等特点。,基本原理,一、基本概念体素（voxel）和象素（pixel）,体素： 某一部位一定厚度的体层图像,以一个CT值代表这个小单元的密度，这小单元称为体素。象素：组成CT图像的基本单元被称之为象素。象素实际上是体素在成像时的表现。,一、基本概念矩阵（matrix),矩阵是一个数学概念，它表示一个横成行、纵成列的数字阵列，矩阵越大，图像清晰度越高。,一、基本概念空间分辨率（spatial resolution ）,空间分辨率：对物体大小（几何尺寸）的鉴别能力。常用每厘米内线对数或者可辨别最小物体的直径（mm）来表示。空间分辨率与被测物体间的密度差别有关，密度差别小则空间分辨率也会相应减少，影响空间分辨率的 主要因素为探测器的几何尺寸，探测器之间的间隙和总的 原始数据。,一、基本概念密度分辨率（density resolution）,密度分辨率：又称低对比分辨率，是对密度差别的分辨能力，以百分比表示，如CT的密度分辨率为0.35，即表示两个物质的密度差大于0.35时，CT即可将其分辨出来。噪声和信噪比是影响密度分辨率的重要因素。CT较普通X线高1020倍。,一、基本概念CT值,CT值：X线吸收系数（衰减系数值）。换算成CT值，表达组织密度的单位Hu（Hounsfield Unit）。水为0，骨皮质1000HU,空气-1000HU。某物质的CT值=1000 （u该物质-u水）/u水,一、基本概念窗宽（window width）,指荧屏图像上所显示的16个灰阶的CT值范围。如窗宽2000HU用16个灰阶来反映，则每个灰阶是125Hu（2000/16）。 如窗宽200，则每个灰阶是为12.5Hu（20016），即组织的CT值差别大于12.5Hu就能分辨。,一、基本概念窗位（window level）,相当于所显示的灰阶的中心观察某一组织结构细节时，以该组织的值为中心观察。例如脑CT值约35Hu，选窗位就是35Hu，而窗宽100Hu，16个灰阶范围即为-1585Hu。CT值在-15Hu与85Hu的组织则以不同灰阶显示出来。,一、基本概念窗口技术,用窗位和窗宽选择感兴趣的CT值范围，并将其转换成16个灰阶，以达到最佳的显示组织和病变的目的。为了显示组织密度差异小的病变需要用窄窗宽。,一、基本概念伪影（artifact）,被扫描物体中并不存在而图像中却显示出来的各种不同类型的影像。分两大类：1、与病人有关：呼吸、肠蠕动、心跳、颅底（射线硬化伪影beam hardening artifact）、 体内异物。2、与设备有关：机器故障或性能造成。躁动伪影 异物伪影 设备伪影。,一、基本概念部分容积效应（partial volume effect）,同一扫描层面内含有两种以上不同密度的物质时，其所测CT值是它们的平均值，因而不能如实反映其中任何一种物质的CT值，这种现象为部分容积效应。,二、成像原理,CT成像可归纳为3个步骤： 1X线扫描数据的收集，模拟数字转换，送入计算机。 2扫描数据处理和图像重建。 3图像的显示(数字/模拟转换)及贮存,三、CT机的基本结构,CT装置主要由： 扫描机架 检查床 X线发生系统 X线探测器 计算机及阵列处理器 图像显示、存贮及输出设备 操作控制系统,三、CT机的基本结构,三、CT机的基本结构（一）扫描机架,1X线管：旋转阳极X线管，焦点的有效面积增大，热容量大，可耐受较大的管电流。 2探测器：将X线信号转变为电信号。 探测器有固体和气体两种类型。烯土陶瓷探测器，具有灵敏度高，一致性好，目前多层螺旋CT多使用。3准直器准直器4模数（AD）转换器,三、CT机的基本结构（二）检查床,检查床主要功能是将病人的检查部位 送入扫描孔。 常规CT以步进方式水平移动， 螺旋CT则作水平匀速运动。,三、CT机的基本结构（三）高压发生器（四）计算机系统,高压发生器主要为X线管提供高压计算机系统主计算机：负责控制整个系统的运行，包括机架、床的运动、X线的产生、数据的产生、数据收集以及各部件间的信息交换阵列处理器则负责图像重建。,三、CT机的基本结构（五）图像的显示、存贮及输出设备,显示屏：调节窗宽和窗位使病灶显示更加清晰，符合诊断的要求，图像永久保存：多幅或激光照相机摄片。 存贮在MOD、CD上，PACS系统，存贮在PACS网上共享。,四、CT分代,常分传统CT、螺旋CT及电子束CT （一）第一代CT 旋转平移,线束，旋转180。扫描速度慢，探测器少,数据少，已被淘汰。,四、CT分代,（二）第二代CT 与第一代CT机没有本质的差别,扇形X线束，探测器,四、CT分代,（三）第三代CT 300800枚探测器,扇形排列，X线管与探测器同步旋转。以秒计。用于全身检查,四、CT分代,（四）第四代CT 探测器可达千余枚，环形排列且固定不动，X线管可在环内作360旋转,扫描时间25秒。,四、CT分代,（五）第五代CT 称超快速 CT（ultrafast CT，UFCT）、电子束CT（electron beam CT，EBCT）。主要组成部分为电子枪、聚焦线圈、偏转线圈、多排探测器群、高速移动的检查床和控制系统。速度以毫秒计，冠状动脉的CT血管造影和心脏造影等。,四、CT分代,（六）螺旋CT（spiral CT，SCT或helical CT）滑环技术检查床匀速进入X线球管连续曝光容积CT扫描螺距（pitch）:指在X线管旋转360度的时间内，床所移动的距离，是螺旋扫描的一个重要参数。,四、CT分代,螺旋CT有以下优势： 1扫描速度快1020s内完成。 2病灶检出率高容积数据。 3多功能显示病灶三维重建和血管造 影图像，仿真内镜图像，。,四、CT分代,螺旋CT的发展当前CT发展的主流单层秒机、1秒机、亚秒机多层2层、4层、8层、16层平板,五、CT检查方法,（一）平扫（precontrast scan或non-contrast scan）不注射对比剂的扫描。 （二）增强扫描（post contrast或contrast scan）注射对比剂后的扫描。可双期、三期和延迟扫描（delay CT，DCT）。,肝血管瘤平扫、增强动脉期、静脉期及延迟图,五、CT检查方法,（三）造影扫描 某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，如脊髓造影CT、胆囊造影CT等。 （四）特殊扫描 薄层扫描、重叠扫描 、靶区扫描、高分辨率CT扫描（high resolution CT，HRCT 、动态扫描,五、CT检查方法,图像重建 技术CT三维图像重建 CT多平面重组冠状、矢状、斜面及曲面 CT血管造影（CTA）CT仿真内镜成像（CTVE）CT灌注成像（ perfusion CT）,五、CT检查方法,图像重建 技术：重建 CT三维图像,五、CT检查方法,图像重建 技术：CT多平面重组冠状、矢状、斜面及曲面,五、CT检查方法,图像重建 技术：CT血管造影（CTA）,五、CT检查方法,图像重建 技术： CT仿真内镜成像（CTVE）,From Superior,From Inferior,From Left Anterior,五、CT检查方法,图像重建 技术：CT灌注成像（ perfusion CT）,MTT,CBF,CBV,六、CT对比剂,（一）对比剂的分型 离子型 60泛影葡胺（信谊）非离子型Ultravist（优维显） omnipaque（欧乃派克） Bracco（碘必乐） 多为水溶性碘造影剂，均为三碘苯环的衍生物。,六、CT对比剂,（二）对比剂的作用原理及临床应用携带的碘。碘对X射线的高衰减性在CT图像上表现为高密度，增加碘分布区与周围组织的密度对比度。血管注入对比剂，大量分布于血管内，很快进入组织细胞外液，并达到平衡。,六、CT对比剂,CT平扫发现占位性病变，增强扫描，了解病变的血供，鉴别肿瘤性质。血管性病变，增强扫描可直接显示畸形血管的情况，椎管内注入对比剂CT扫描，清晰勾画出蛛网膜下隙的形态、大小等，有利于椎管内病变的定位、定性诊断。上腹部CT扫描，常规口