肺高分辨率cthrct技术及临床应用

肺高分辨率CT(HRCT)扫描技术及临床应用,陈自谦,南京军区福州总医院医学影像中心,高分辨率CT(High-resolutionCT,HRCT)的作用1对常规CT最有效的补充;2具有良好的空间和密度分辨率;3能清楚地显示肺的细微结构，其影像可达到与大体正常解剖和病理解剖相似的形态学改变;4HRCT是目前检查肺结构最精确的无创性检查方法。现重点讨论HRCT扫描技术和临床应用原则。,1HRCT固有空间分辨率、成像的基本条件与扫描野(1)HRCT固有空间分辨率：是CT机所形成影像的最高空间分辨率的绝对值，具体讲是CT机本身的硬件和软件所决定的，包括X线球管焦点的大小、球管的热容量、探测器的数量和排列、探测窗的大小以及资料被采集的次数等。,(2)HRCT检查基本条件：矩阵：512512;固有空间分辨率0.5mm;薄层扫描(13mm);图像重建用高空间频率算法(又称骨重建算法);扫描野(FOV)：一般在2535之间;扫描时间：1秒。,(3)扫描野(FOV)对于不能满足上述基本条件的CT机，如矩阵为320320可通过调整FOV使CT图像也可达到或接近标准HRCT的影像效果，具体做法是用小的FOV(即采用靶重建技术)分别显示两肺结构，可达到提高影像空间分辨率的目的。,任意层厚靶重建技术,2扫描层厚的选择(1)常规CT的缺点：10mm层厚扫描，组织容积效应明显而大大减低了CT显示细微结构的能力，因此使用尽可能薄的扫描层厚是提高空间分辨率的先决条件。,常规CT扫描,(2)不同CT扫描层厚的差别：2mm层厚与10mm层厚扫描在显示肺结构上有很大差别，在显示肺血管、气道、胸膜以及病变方面，前者比后者更准确。,对35mm小结节的显示2mm明显优于5mm以上的扫描层厚，除了能清晰显示小结节的内部结构外还可显示小结节的边缘及其周围情况。,不同层厚HRCT,2mm,3mm,5mm,(3)目前关于HRCT扫描层厚选择的基本原则:以常规CT扫描层厚为基础，在感兴趣区有选择性地行HRCT扫描。,关于薄层扫描的概念：目前认为3mm以下的层厚即为薄层扫描，到底选1mm，2mm还是3mm，视情而定，我们认为一般选2mm(也有人认为1.5mm)就完全满足HRCT的诊断要求；35mm层厚是界于薄层与常规CT层厚之间，故称之为亚薄层CT扫描。在某些情况下如2cm大小肺内结节、较大的肺内弥漫性病变，亚薄层扫描亦能满足诊断需要。,3重建算法与空间分辨率和密度分辨率(1)常规CT重建算法：图像是采用软组织重建算法(也称标准重建算法)获得的，其特点是影像边缘光滑，对比较好，噪声小，但相对空间分辨率低，容积伪影大。,(2)HRCT重建算法：图像使用骨重建算法(也称高空间频率算法或锐利、边缘增强算法)，其特点是图像的光滑度减小，图像噪声比增加，容积伪影小，空间分辨率增加，结果使所显示的组织结构边缘锐利，组织结构之间界限更加清楚。,(3)HRCT扫描的必备条件使用高空间频率算法(骨重建算法)是HRCT的必备条件。高空间频率算法比标准重建算法增加30%以上的空间分辨率。,(4)空间分辨率与密度分辨率之间关系空间分辨率越高，密度分辨率越低，反之亦然。在这种情况下就要求增加X线剂量kVp和mA(见后述)，提高由高空间分辨率所致的低密度分辨率，最终达到HRCT图像既有高的空间分辨率又有优质密度分辨率统一完美的有机结合。,常规CT(常规算法),HRCT(骨算法),4仟伏值(kV)和毫安(mA)与图像噪声(1)图像噪声与kVp和mA的关系CT图像噪声的大小直接影像图像质量，噪声大图像质量差，噪声小图像质量好。噪声的大小与扫描时间长短、kV峰值、mA和被检人的胸壁厚度有关。如果病人胸壁厚度和扫描时间不变的话，改善图像噪声唯一的方法就是增加kVp和mA值。,早年研究表明当kVp/mA从120/100增加到140/170时，其图像噪声将减少30%，从而获得高空间分辨率、高密度分辨和低图像噪声的良好的扫描图像。,(2)低曝光量HRCT和高曝光量HRCT前者kVp/mA为120kVp/40mA，后者kVp/mA为120kVp/200mA，经比较低曝光量HRCT在显示血管、叶及段支气管、小叶结构以及显示网状蜂窝状阴影、小叶间隔异常增厚、肺内小结节灶上与高曝光量HRCT图像无显著差别。但是对轻度的周围性支气管扩张、细微的磨玻璃阴影以及轻度肺气肿等，高曝光量HRCT优于低曝光量HRCT。,近年研究结果表明低剂（mA)HRCT可作为早期肺癌普查一种重要手段；但多数学者认为高曝光量HRCT是肺部疾病定性的主要手段，而低曝光量HRCT只是作为一种补充的检查方法,但是未来CT检查的发展方向。,5扫描时间和呼吸控制(1)尽量短的扫描时间，以减少呼吸和心脏搏动影响现代多层螺旋CT的扫描时间已达亚秒水平，完全可以克服呼吸和心脏大血管搏动的影响，但超快速CT由于采集时间过短亦限制了空间分辨率，图像质量反而降低。因此，扫描时间1秒就可获得高质量的HRCT图像。,(2)呼吸控制常规呼吸控制是采用深吸气末憋气，使肺组织处于最大充气状态，减少肺血管支气管束聚集和肺血坠积效应。在检查小气道阻塞性病变时，可采用呼气末憋气，能较早期发现气体潴留如局灶性肺气肿。当病人体弱有呼吸困难时，可采用平静呼吸后憋气。,6照像技术与图像质量(1)照像技术是影响图像质量的重要因素之一，照像技术主要包括图像的窗宽和窗位，如果窗宽和窗位条件不恰当，轻微的异常可能不被显示，而正常结构也可能被误认为异常。,(2)窗宽与窗位的选择原则目前国内外尚无统一标准，不同单位，不同型号的CT机及对不同病变的要求等所用窗宽和窗位均不完全相同。我们认为HRCT图像肺窗的窗宽和窗位的选择首先必须有个常规窗宽和窗位，然后根据需要再进行调整。我们选择肺窗的常规窗宽和窗位条件是700/-700HU，有人认为以1500/-680HU为佳，也有人认为1000/-500HU较理想，说法不一。,7伪影及识别(1)线状伪影由高对比物质如肋骨、椎体、金属物品等的边缘所产生，在HRCT上表现为细线状、放射状阴影。产生因素有折叠和相关噪声，前者即使用高kVp和mA也不能改善，后者可改用标准重建算法，可改善图像，如对肺尖部病灶做HRCT时要考虑到这一点。,肺尖部线状伪影,(2)运动伪影主要是搏动伪影，在HRCT上有三种现：细带状和星状伪影：主要分布在左肺下部邻近心脏边缘，右心缘旁肺野偶尔可见，这些细带状阴影的夹角内有小透亮区，不要误认为是支气管扩张和小叶中央型肺气肿。,星状伪影和带状伪影,“假轨道征”:主要在左肺下部心缘旁看到，这是与CT层面平行的血管和支气管，是由于心脏搏动或扫描时憋气不良所致，不要误认为是支气管扩张。“双裂征”：这是由于叶间裂长条状阴影在扫描时两个相反方向取样时的位置变化，在资料重建后所形成的伪影，在HRCT图像上，在叶间裂的位置呈两条平行的线状阴影，注意与支气管扩张鉴别。,双裂征象和双轨征象,8扫描程序设计原则HRCT扫描程序文献中说法不一，现根据我们在实际工作中的认识提供如下扫描程序供参考。,(1)首次和复诊CT检查：必须先行常规10mm层厚连续全胸部CT扫描，再在感兴趣区选择性做HRCT扫描，目的在于避免漏诊。,(2)在常规CT发现可疑肺弥漫性病变时：分别在上、中、下肺野(相当于主动脉弓、气管隆突和右膈上三个层面)分别连续扫23层，层厚为13mm。,(3)当常规CT发现局灶性病变时如孤立性结节等：应在病灶处另加扫HRCT，根据病灶大小可选择扫描层数和层厚；一般2cm病灶行全病灶连续扫描，层厚2mm；23cm病灶选3mm层厚全病灶连续扫描；35cm病灶选5mm层厚全病灶连续扫描。,(4)常规CT显示可疑局部支气管扩时在局部连续加扫2mm，45层HRCT；当常规CT正常，而临床高度怀疑支气管扩张时，可采用10mm层距，从肺尖扫描至肺底，以便发现较轻微的支气管扩张。,(5)常规CT发现肺内病变并累及胸壁和/或肺门纵隔淋巴结肿大时：选用HRCT，进一步观察原发病灶与邻近结构之间的确切关系以及肿大淋巴结的内部结构。,9肺HRCT扫描技术参数,10.HRCT临床应用,大气道病变：淋巴瘤侵犯气管,广泛性支扩伴两肺间质性炎症,小气道异常全小叶型肺气肿,1.小气道异常-闭塞性细支气管炎,肺囊性病变-淋巴管平滑肌瘤样病变,肺纤维性病变-肺纤维化,与石棉有关的病变-石棉肺,与石棉有关的病变-胸膜间皮瘤,HRCT：左肺孤立性结节,多发性肺小结节-结节病,两肺弥漫性病变：腺病毒性肺炎,肺弥漫性病变的影像分析与诊断原则,1、定义：肺弥漫性病变系指广泛分布于两肺的多发性病变2、影像学特征：分布、大小、形态、密度3、病理基础：1）间质性改变2）实质性改变3）混合性改变4、诊断原则（归纳性诊断与鉴别诊断）：从常见病多发病入手，将250余种弥漫性疾病归纳为12大类5、结合临床，动态分析,归纳性诊断与鉴别诊断原则,1、炎症性病变：特异性和非特异性感染2、肿瘤性病变：分为原发性肿瘤和继发转移性肿瘤3、小气道病变：慢性阻塞性肺气