CT及医学影像简述

CT、X线学及医学影像简述,X线及特性,X线：1895年11月8日，德国物理学家伦琴在做真空管高压发电试验时，发现了一种肉眼看不见、但具有很强的贯穿本领、能使某些物质发荧光和使胶片感光的新型射线，即X线。X线的四大特性：穿透性、荧光性、感光性、生物效应。,X线学与放射学的区别,放射学特性：影像增强管（I.I）和明室透视的应用；对比剂的发展和各种造影检查的充分开发；X线摄影设备的改良和各种改良的摄影方法；X线治疗发展为放射治疗。X线学不具备以上影像特性，为最原始的X线检查。,传统放射学与现代放射学,传统放射学：二维影像成像包括透视、X线摄影、胃肠道造影、泌尿系造影、钼靶摄影及已放弃的摄影方法（脑室造影、椎管造影、记波摄影等）。现代放射学： CR、DR、CT、MRI、DSA，影像显示、传输及储存数字化，任意平面成像、三维成像、分子成像、功能成像。,CT发展史,1972年Housfield发明第一台CT机以来，CT机经历了普通CT的分代（共五代），即球管与探测器成扇形围绕病人形成180的扫描采取数据。有平移/旋转式、旋转/旋转式、旋转/固定式。1988年，滑环技术日益完善和成熟，HelicalCT和SpiralCT即螺旋CT机的临床应用，使球管在机架内360不间断的旋转，使数据采样迅速发展。1992年起，探测器由单排发展至2排。一次扫描产生多幅图像，既省时又减少伪影。1998年4层CT机出现，2000年8层CT机出现，2002年16层、双源CT的临床应用，到目前东芝的320层CT及GE的能谱CT的临床应用，使CT的图象从密度学、形态学迅速向功能学发展。,CT的基本原理：利用X线为光源 人体扫描 探测器探测 经计算机处理(模/数、数/模转换) 模拟人体的二维或三维影像。CT的基本结构：一、数据采集系统：X线球管、准直器、探查器、滤过器、数据测量装置、机架、扫描床。二、计算机和图像重建系统：计算机处理体系和硬件；软件。三、图像显示、记录和存储系统：图像显示系统。图像存储系统。图像记录系统。,CT的基本原理基本及结构,多层螺旋CT：多列探测器排列，扫描时不用常规的单层或常规螺旋扫描准直宽度扇形线束，而是采用可调宽度的锥形线束，根据拟采集的层厚及层数选择锥形线束的宽度，从而实现一次采集可同时获取多层影像称为MSCT又称多排螺旋CT（MDCT）。双源CT：双球管扫描进行影像信号采集。能谱CT：红宝石探测器，数目500排，多能量成像（一定范围内多级成像），功能成像。,多层螺旋CT,螺距（Pitch）：扫描旋转架旋转一周检查床运行的距离与床速的比值。d/MS=机架旋转一周床移距离(mm)/实际层厚（准直器宽度层厚）(mm)，d为机架旋转一周床移距离，S为层厚，M为准直器宽度。,CT的软件应用,多平面重建（MPR）：即容积中产生任意一个体系密度的层面，常用冠状位重组（建），矢状位重建，斜面重建的图像。广泛地用于头、胸、腹、骨骼系统的病变，此方法特别受临床医生的欢迎，特别是轴位不易发现的病变，如膈疝在轴位上不易发现而在冠、矢状位显示清晰。曲面重建（CPR）：一种特殊的MPR。它是将不在同一平面上的迂曲走形器官经计算机软件后处理，数据重建获得沿曲面检查展开的图像。常用于骨骼及体内血管，气管、胰腺、肠道等器官的显示。,最大密度投影（MIP）：采用仅显示最大密度的数据形成的图像，一般是95%的容积数据不显示，反映的是密度差异，主要用于胸、骨骼及血管的显示。用此方法可以区别钙化与造影剂。最小密度投影（MinIP）：是利用容积 数据中在视线方向上密度最小的像元值成像的投影技术， 把3D的数据反映在2D的影像上。主要用于气道小病变、支气管树显示、肺气肿等病变。,表面遮盖法（SSD）：选择一个CT阈值尽量保存所要显示结构的密度，减少其它不必要结构的出现而重组器官的立体图像，是应用最为广泛三维影像技术。容积再现（VR）：是较新的3D技术，最具发展前途的原子成像模式。重组使用所有的数据，可以用不同密度结构以不同的百分比重组，亦可以用不同密度选择多个不同阈值并加不同颜色显示。多用于器官的解剖形态显示。,透明技术(Raysum)：通过改变密度数据使所显示结构变为“透明”。此方法可清晰显示器官或组织的管壁结构，多用于管道疾病，同时提供临床介入治疗及复查的变化，但难于显示器官的密度变。仿真内窥镜（CTVE）：以高分辨扫描为基础，对图像信息进行特殊的三维后处理，重建出的图像效果类似于纤维内窥镜所见 。灌注及功能成像。,1.X线（传统的X线技术、CR、DR）；2.CT(电子计算机断层成像技术);3.MRI(磁共振成像技术)；4.DSA（数字减影血管造影技术）；5.US（超声医学影像）；6.核素（-相机、ECT：正电子发射计算机体层技术、SPECT：单光子发射计算机体层技术）；7.PT（CT与核素相组合）。8.医用内镜的影像设备（胃镜、纤支镜）,医学影像学,医学影像设备发展史,19世纪：1895年发现X线、1896年发现铀的放射性和X线管；20世纪：1040年代：1917年发射超声成功、1020年代发明X线机、1930年发明增感屏、1932年发明电子显微镜（透射）、1938年旋转阳极X线管、1942年A超、1946年发现磁共振现象；,50年代：1951年闪烁扫描、1954年荧光增强器、1954年B超、1957年相机、1958年纤维胃镜；60年代：1960年X线TV、1963年六脉冲高压发生器及热成像设备、1964年介入放射学系统；70年代：1972年X线CT、1974年超声CT、1975年电子扫描、1978年小型回转加速器、1979年SPECT及PET、70年代末DR、1979年MRI,80年代：1980年DF及DSA、1982年CR/多普勒图像及PACS、1983年螺旋扫描CT/PT/UFCT/电子内镜及超声内镜、1985年超导MRI；90年代：CT（多层CT、组合式CT、CT内镜）数字成像（旋转DSA、DDR、MRI：开放性MR及FMR）核医学（微型摄象机、全数字闪烁、相机、SRS：-刀及X-刀）。21世纪初：双源CT、能谱CT、高场强MRI(3T)。,医学影像学和放射学的区别,从单一的X线源成像拓展为声源、磁源、放射性核素等多种成像模式；开辟了“横断层面”成像方式，并在此基础上可行进一步的复杂的三维图像重组开辟了“介入”性诊断与治疗模式，成为临床医学领域微创技术的先驱从单纯的形态学信息拓展到功能性信息乃至细胞水平和（或）分子水平的诊断信息，如分支影像学实现了全部信息的数字化，进而支持数据的网络化及远程传输,现代医学影像显示人体结构信息的表示方法及特点,X 线影像特点：1. X线片是以密度的高低反映图像的黑与白；白色高密度，如骨骼。黑色低密度，如气体。灰色中等密度，如软组织。2. X线（CRDR）显示重叠人体的二维图像；3.透视检查可以观察器官的运动图像显示与X线片黑白相反；,CT影像特点：,CT是以密度的高低反映图像的黑与白，高密度白，低密度黑；CT任意断面成像以横断图像为主；任意平面成像；多层次成像，如“骨肉分离”；通过窗宽、窗位调节图像的黑白变化观察人体不同层次的影像变化（ CT值：是量化密度的高低的灰阶影像，它的范围一般在-1000+1000）；可以功能成像；多种软件的应用，形成不同技术影像图。,磁共振影像特点:,MRI是以信号的强弱、弛豫时间的长短显示的人体组织器官黑白灰阶图。如T1、T2。T1WI上，脂肪T1短，MR信号强，影像白；脑与肌肉T1居中，影像灰；脑脊液T1长；骨皮质含氢量少，MR信号弱，影像黑。在T2WI上，则与T1WI不同，例如脑脊液T2长，MR信号强而呈白影；多参数成像：T1、T2及质子成像；多方位成像；多技术成像：如脂肪抑制技术、水抑制技术、水成像技术，MR扩散成像、MR灌注成像、MR脑功能性成像、MRS；功能成像；流空效应：快速流动的血液因接受不到激发的信号而使血管腔呈黑影的现象称为流空现象；,DSA的影像特点：,DSA的图像是数字化减影图像，可以显示血管径路图，但缺乏参照标记图像；DSA的图像密度分辨率高，图像中没有原来的骨与软组织影，提高了图像对比质量。但如果不熟悉血管解剖，很难识别某一帧图像上的内容；时间分辨率高，能够实时成像，动态观察血流，具有功能图像的特点；透视下与X线片下的黑与白呈反相显示。,超声的影像特点,超声声像图是以回声的强弱表示组织间阻抗值差别的大小： 白色强回声，特强回声常见于骨骼与气体； 灰色中等回声或低回声；常见为软组织回声； 黑色无回声常见为均质组织回声及强反射后方的衰减。实时动态显像图