专英课文总结

1、十、特殊扫描技术 （ 1）高分辨力 CT 高分辨力 CT 是用传统的 CT 扫描。然而图像的参数选择决定空间分辨力的最大值。 加州大学旧金山分校 ILD 程序协议用于胸部高分辨力 CT 扫描： 用一个窄的层宽（通常 12 毫米） 使用一个高的空间分辨力影像重建算法。 视野最小，以致使每个像素减到最小。 其他扫描参数（例如焦点）可以扫描速度为代价对分辨力最优化。 根据疑似诊断，扫描在吸气和呼气之间执行。病人大概要趴着（脸向下）而不是普通的仰卧（脸向上） 。 因为高分辨力 ct 的目标是评价广泛的弥漫性的肺疾病，这个检查通常使用 1040 毫米的薄层间隔。实际上，结果是很少的图像显示典型的肺， 但

2、是只是大约十分之一的肺覆盖。 因为高分辨力 ct 不能将整个肺的图像显示（通过选用宽间隔薄层） ，它饸评价肺癌或者其他肺部疾病。相类似的，高分辨力 ct 图像有高水平的 噪声（由于薄层和高分辨力算法） ，这可以使他不能诊断纵膈中的软组织。 静脉内对比剂不用于高分辨力 ct 因为肺本身具有很高对比度（软组织对比空气） ，并且这个技巧本身不适合评价软组织和血管，软组织和血管 是对比剂的主要目标。 （2） CT 血管造影 CT 血管造影是一个计算机断层扫描技术用于显现身体全部动静脉血管。这个变化从动脉给脑供血，运送血到肺，肾，下肢和胳膊。 技术 CT 包括用计算机化的 x 线分析图像。从旋转装置发出

3、 x 线束，从多种不同角度穿过病人身体的感兴趣区域获得投射图像，然后被计算机组合 起来，成为一个被检区域的三维影像。（ 3）四维 CT 四维 CT 有能力可以看到整个脑的对比剂从动脉阶段到静脉阶段的动态流动。 临床适应症 CT 血管造影通常用于在肺内检测肺动脉来排除肺栓塞，一个严重但能治疗的情况。这叫做 CTPA 。 对那些高血压及怀疑有肾紊乱的病人 CTA 也用于显示肾动脉血流（它们供应肾） 。肾动脉狭窄是高血压的一个原因，在一些病人和可以被纠正 的。一个特殊的计算机化的能看图像的方法使肾脏 CT 血管造影成为一个准确的检查方法。也适用于要捐献肾脏的病人。 CT 血管造影是用于确定在主动脉或

4、其他主血管的动脉瘤，动脉瘤是一个有病的血管壁薄弱的突起的区域 像轮胎上鼓起的包。动脉瘤是有生 命危险的，因为它们可以破裂。 确定在主动脉和其主要分支内的剥离。剥离是指动脉壁各层像洋葱各层一样相互剥脱。剥脱可以导致痛和生命危险。 确定一个小的动脉瘤或动静脉畸形，它们可以在大脑内造成生命威胁。 检测到下肢有动脉狭窄的动脉粥样硬化。 好处和风险 好处 CTA 可以用于检查身体许多关键区域的血管，包括脑，肾，骨盆和肺。这种检查能检测狭窄的血管。以便及时做纠正治疗。 这种方法比 MRI 或超声显示血管的解剖细节更准确。现在，很多病人可以做 CTA 代替普通的导管造影。 CTA 是筛查动脉性疾病的一种有用

5、的途径，因为它比导管造影安全，用时少，并且性价比高。 CTA 有更少的不适，因为对比剂进入胳膊的静脉 而不是进入腹股沟的大静脉。 危险 CTA 有过敏反应的危险，它可以导致炎症，当注射含有碘的对比剂的时候，一个有过敏反应病史的患者做 X 线检查，建议做 CTA 前服用特殊 药物减少过敏造成的不良影响或去做不要求注射对比剂的不同的检查。 对于有肾脏疾病或糖尿病的病人来讲， CTA 应该是避免的，因为 X 线对比剂可以进一步伤害肾功能。 如果一个大剂量的 X 线对比剂在注射处泄漏到皮下，导致皮肤损害。 对比其他图像形式，CTA与一个显著的电离辐射剂量根据病人年龄和检查参数，CTA可以导致一生中癌症

6、危险不可忽视的增加。然而，对于做这 些检查临床有很多情况好的多与坏的。 （4） 低剂量 CT 扫描 在放射学有个重要问题在 CT 扫描中如何降低 CT 剂量，而不降低影像质量。一般来讲，高辐射剂量会产生高分辨力影像，而低剂量辐射剂量 会导致噪声增加和模糊影像。提高剂量会造成射线造成癌症的危险增加4期腹部 CT 和 300 个胸片辐射剂量是相同的。 CT 扫描中能减少电离辐射 的几种方法： 新软件技术，例如拉德减少，可以显著减少所需辐射剂量。软件作为滤过器减少随机噪声和提高结构。用这种方法，获得高质量图像并同时 降低 30%-70% 的剂量是可能的。 个性化（个体化）的检查适合身体类型和身体器官

7、检查的剂量。不同的体型和器官要求不同数量的剂量。 在每个 CT 检查前， 评价每个检查的合适性， 是否 CT 检查劝导或如果另一种形式的检查更适合。 高分辨力并不总适合任何给定检查方案， 检 测小的肺块。 九、安全问题和特殊扫描技术 1、安全问题 CT扫描在两个领域应用增加：成人筛查（吸烟者的肺部CT筛查，虚拟结肠镜检查，心脏病CT筛查和无临床症状的病人的全身CT）和儿童 CT 成像。 CT 扫描时间缩短到 1s 左右排除严格检查需要静止或保持镇静，是在小儿科人群大幅度提高的重要原因之一（特别是阑尾炎的诊断）。据 估计，儿童的 CT 扫描一生中癌症的死亡率的可能性产生不可忽视的增长，导致要求减

8、少儿童CT 扫描管电流设置的使用。这种计算是基于假设射 线剂量和癌症危险的直线关系，这种说法是有争议的。如某些并非所有证据显示小放射剂量是无害的。估计一生中在一岁时由腹部CT 射线曝光的 癌症的死亡率是 0.18%到头部的 0.07%数量级高于成人尽管这些数据在癌症死亡率上有小的增高，超过背景率。在美国，每年大约有60 万 例 15 岁以下的儿童做腹部和头部检查，一个粗略的估计是这些人还中得500 人，也许最死于 CT 辐射导致的癌症。死于癌症的额外危险仍然很低 （ 0.35%）相对于背景危险（ 23%），然而如果这些统计是推算现在CT 扫描数量，额外癌症死亡率可能在 1.52% 。且，一些情

9、况可能要求儿童需多 次扫描曝光。此外，这些计算可能有问题因为他们对这些潜在的危险假设评价过高。 在 2009 年一项研究进一步表明癌症危险可能是由 CT 扫描导致的。一项研究指出 CT 扫描常比引用的更高并变化多样和在美国每天执行 19500 个 CT 扫描相当于 30442 个胸部 X 线剂量。 据估计在 2007 年仅仅因为 CT 射线曝光将产生 29000 个新的癌症病例。 CT 造成的一般癌症认为是肺癌， 结肠癌和白血病在年轻人和女人中的危险性增加。然而在美国放射学会这些结论是被批评的认为CT 扫描患者的预期寿命是普通人群和计算模型的 癌症是基于全身辐射 ,因此错误。 在儿童 CT 扫

10、描可以执行不同设置的低剂量扫描，尽管这些技术经常不使用。一系列的研究表明，许多CT 扫描是不必要的。超声扫描和 MRI 是没有射线曝光风险的替代检查（比如阑尾炎和脑的成像方面）。尽管 CT 扫描会增加额外的癌症风险 （据估计全身扫描的剂量曝光相当于距离二战 时日本的原子弹爆炸 2.4km 的地方，尤其是儿童） ，好处是它们在好多情况下好处多于风险。研究支持通知父母儿童CT 扫描的风险。 2、对比剂的不良反应 因为对比 CT 扫描依赖于静脉注射对比剂来提供更好的影响质量，存在着对比剂本身相关低的但不可忽视风险。许多病人会反映恶心和不适。 少数病人使用显影剂会更严重和有潜在的威胁生命的过敏反应。

11、过敏反应可能包括肾损伤。这种风险对已有肾功能不全，糖尿病或血容量减少的病人会增加。轻微的肾损伤应在反应的之前和之后几个小时 充足的输液。中度肾损伤，应该避免使用碘化对比剂；可以使用可替代CT 的技术，如 MRI 。相反的，严重肾衰的病人不用特别的预防，他们的肾 功能所剩无几了，其他损害将看不出来，透析可以去除这些对比剂。 3、3D 重建 原则 因为当代的 CT 扫描提供了异相同性或接近异相同性，分辨力，不需传统的轴位图像。取而代之的是，软件程序通过一个个叠起来建立一个容 积。这个程序可以以另一种方式显示容积。 多平面重建 典型屏安排用于诊断软件显示 3D 或者三平面视图。多平面重建是最简单的重

12、建方法。通过把轴位的层堆起来建一个容积，软件在不同的平面 通过容积切割层（通常相互垂直） 。视情况，一种特殊的投照方法，例如最大密度投照或者最小密度投照，能用于建立重建层。 多平面重建经常用于脊柱检查。脊柱的轴位图像一次只能显示一个椎体并不能可靠显示椎间盘。通过重定容积他可以更容易的显示一个椎体 相对其他椎体的位置。 现代软件允许在非垂直（斜）平面的重建所以最优平面可以被选择来显示解剖结构。对于显示支气管结构可能是特别有用的，因为支气管位 置和扫描方向是不垂直的。 对于血管成像，曲面重建可被执行。这就允许血管弯曲被拉直所以整个长度可以在一个图像上看到，或在短系列影像中看到，曾经一个血管用 这种

13、方法被拉直，横截面积和长度的量化测量将可以被做到，所以外科或者介入治疗将可被使用。 多平面重建增加高放射密度的区域，和对于血管造影术的研究是有用的，多平面重建趋向于提高空气间隙，所以对于评价肺结核是有用的。 3D 渲染技术 表面渲染 由操作者设定放射密度的阈值（例如相应骨的水平） 。通过表面渲染，利用边缘检测影像处理算法三维模型被建立并显示在屏幕上，多重模型利 用不同阈值被重建，允许不同颜色表示不同解剖组成成分，例如骨，肌肉和软骨。然而，每种成分的内部结构利用这种方法看不到。 容积渲染 表面渲染是有限的，他只显示符合阈值密度的表面，和只显示与设想观察值最近的表面。在容积渲染中使用透明度和各种颜

14、色能允许在一个单 一图像上显示的容积更好的再现，如骨盆的骨显示为半透明的，所以即使在一个斜的角度上，影像的一部分不能遮挡另一部分。 4、计算机断层扫描对于磁共振成像 给予数学的二维傅里叶变换在 CT 重建中和在磁共振中是相似的， 但是在 CT 中计算机数据处理细节不同， 例如在容积渲染的情况下和 CT 特有 的伪影消除算法中。 伪影 即使 CT 是相对精确的检查，也容易产生伪影，例如以下几种： 混校伪影和条状伪影 从锐角向外辐射的线会呈现黑线。它的出现是因为扫描仪不可能对物体投射获取足够的投影，通常为金属。也可以当 X 线电流选择不足时和 x 线穿透力不足时会出现。这些伪影与扫描时的运动密切相

15、关。这种类型的伪影经常出现在绕头颅的垂体窝影像中。 局部容积效应 他出现在锐利边缘的模糊。是由于扫描不能区分小面积的高密度的材料（例如骨）和大面积的低密度的物质（例如软骨） 。处理器会将这两种 密度或结构平均化，信息丢失。他可以通过薄层扫描部分克服。 环形伪影 也许最常见的是机械伪影，图像会出现一个或多个环形。他通常是因为探测器故障。 噪声伪影 她像是出现在影像中的颗粒是由于低信噪比造成的。他经常出现在薄层扫描时。也可以出现在当供应 x 线管的电源不满足穿透离子时。 运动伪影 他像是模糊的和 /或条状的是由于成像物运动造成的。 风车伪影 他会出现条纹是当探测器与重建平面交叉是出现的，他可以减少

16、滤波或减低螺距。 电子束硬化 他可以出现杯状影。他是当物体中间的衰减比周围的多。他很容易通过过滤和软件矫正。 八、诊断应用 自从 20 世纪 70 年代 CT 的采用， CT 已经成为 X 线片和医用超声检查的补充检查的医学成像的重要工具。最近，它越来越多的用于预防医学 和疾病的筛查。例如，为高风险患有结肠癌的病人进行 CT 结肠检查，为高分先患心脏疾病的病人进行全动态心脏扫描。一些设备为普通大众提供 全身扫描。 头和肺 CT 头部扫描专门用来发现梗塞、肿瘤、钙化、出血和骨外伤。以上疾病，低密度（黑色）结构知识梗塞或肿瘤，高密度（亮色）指示钙化和 出血， 骨外伤在骨窗上显示骨分离。 救护车上装

17、备小的 CT 多层扫描仪以应对涉及敲击或者头外伤的情况。 CT 也可以发现肺实质的急性或者慢性的 变化，它是肺的内部结构。这是特别有关系的，因为正常的二维 X 线品不能显示这样的缺陷。为了怀疑不正常，各种不同的技术被应用。为了评价 长期间质过程（肺气肿、纤维化、等等），薄层和高空间频率重建的使用，扫描经常在吸气和呼气中进行。这种特殊的技术称为高分辨力CT。因此 它可以产生肺的一个采样点和不连续的影像。 肺血管造影照片 CT 肺动脉造影（ CTA ）是用于诊断肺栓塞的医疗检查。用计算机断层扫描来获得肺动脉的图像。 由于它的微创性，它是病人在诊断肺栓塞的一个首选的影像扫描，他的唯一要求是扫描一条静

18、脉线。 MDCT （多个探测器 CT ）扫描仪为图像最佳分辨率和图像质量做测试。图像通常拍摄 0.625mm 的片厚，即使 2mm 也是足够的。 50100ml 的 对比剂以 4ml/s 的速度注射给病人。示踪、定位标记可以标记肺动脉水平，大致在隆突水平。得到在肺动脉内有最大的强烈的不透明的对比剂图像， 这就是团注示踪技术的应用。 CT 机现在是如此的先进以至于病人就诊时间是 5 分钟，而扫描时间为 5 秒钟甚至更少。 正常的 CTPA 扫描显示造影剂为亮白色充盈在肺血管。理论上，主动脉应该是没有造影剂的，以减少部分容积伪影造成的假性。任何大量的充 盈缺损如栓塞，在造影剂的地方呈现黑色，充盈

19、/堵塞的地方的血液流向肺。 心脏 随着亚秒旋转结合多层CT （增加到 320 层）的出现，同时能够获得高分辨力和高速度，使冠状动脉能够出色成像（心脏 CT 血管造影）。更高 的时间分辨率图像是由回顾性心电门控形成的。用这种技术，在心电图出现时，心脏每个部分的成像不止一次的被记录下来。然后，心电图使用 CT 数据与相应的心脏收缩期相关联的。当心脏在运动（心脏收缩期）可能忽视，一个相关的完整全部的数据被记录下来了，并且可以从剩余数据 中获得心脏在休息时（心脏舒张期）的影像。通过这种方式，心脏断层扫描的独特结构可以有一个比最短的管的旋转时间更好的时间分辨率。 因为心脏的有效的影像不止一次（如上所述）

20、 ，与心脏断层扫描摄影术相关的曝光辐射剂量大约是12mSv 。目前，新采用的草案已经大量减少 了 X线曝光辐射，减少到了 1mSv。为了便于比较， 一次胸部X线片的剂量大约是 0.02到0.2mSv，自然背景下的曝光辐射剂量大约是O.OImSV/天。 因此，心脏CTA相当于10060次胸部X线片或者超过 3年自然背景下的有效辐射。这种曝光是有方法减少的。然而，减少预期辐射输出是基于同 时获得的ECG，这可以显著降低辐射曝光的结果。在获取影像是发生的任何心律失常都有损害图片质量的风险的。射线剂量的重要性在诊断图像中 还未证实，即使可能会是增加癌症风险的一个重要来源。这种潜在的危险必须要与不做检查

21、竞争风险做权衡，能不能诊断出有效的健康问题，例如 冠状动脉疾病。 这种方式是否可以取代侵入性的冠状动脉插管是不确定的。目前看来，心脏CT 最大的效用是排除冠状动脉疾病而不是执行它。这是因为这样 的检查具有高度敏感度（大于 90 %），而阴性的测试意味着病人不太可能患有冠状动脉疾病，并且可以出检查它们肺部其他症状。这被称为一个很 高的阴性预测值。阳性结果很少令人信服，并且经常在随后的侵入性血管造影术中被证实（或者治疗）。在心脏 CTA 中阳性预测值大约为82%，阴 性预测值大约为 93% 。 双源 CT 扫描仪，在 2005 年推出，高时间分辨率允许在半周旋转时就获得一个完整的CT 片。因此，在

22、高心率下可以减少运动模糊和较短的屏 气时间，这对于无法控制自己呼吸的和在没有药物时无法控制心跳的病人是有帮助的。 64 层 MSCT 的速度优势已成为新安装的为心脏做扫描的 CT 扫描仪的最低标准。 制造商已经开发出主要为提高心脏扫描性能的320 层仿真容积 扫描仪。 最新的 MSCT 扫描仪只有 70%80% 课获取 R-R 间期（舒张末期） 。这种方法使 75%随访病人在 R-R 间期的有效剂量从 1015mSv 减少到 1.2mSv。 在一个有效剂量及其训练有素的工作人员做冠状动脉成像的平均剂量小于常规冠状动脉造影的剂量。 腹部和骨盆 CT 是诊断腹部疾病的敏感方法。它常用于确定癌症的分

23、期以及进展过程。这对急性腹痛也是有帮助的（尤其是下部象限，然而对于上腹部疼 痛超声是首选方法） 。肾结石、阑尾炎、胰腺炎、憩室炎、腹主动脉瘤是很容易通过CT 诊断和评估的。 CT 也是实质器官外伤损伤时的首选方法。 MDCT 可以很清楚划定腹部的解剖结构来诊断膈肌内的和其他不能触及地方的疝，MDCT 也可以用来确认并清楚叙述腹部疝。 根据所描需要选择口服的或直肠的对比剂。被稀释的硫酸钡悬浮液是最常用的，例如浓的硫酸钡主要是用来在CT 上钡灌肠太密集引起严重伪 影的 X 线透视检查。当钡被禁止时，主要用碘对比剂（例如怀疑肠损伤）。在其他特殊器官成像时选择其他对比剂，例如结肠检查时直肠引入气体 （

24、空气或二氧化碳）或液体（水）或者检查胃的时候口服水。 CT 在骨盆上的应用也是有限的，尤其是女性骨盆，超声和MR 也是一种成像方式的选择，然而在腹部扫描（例如肿瘤）和在骨折评价上也有 应用。 CT 也被用来在双能 X 线吸收仪（ DXA ）上对骨质疏松症的检查和研究。 CT 和 DXA 都可用来评价骨质密度（ BMD ）用来描述骨的强度，然而 CT 结果并不完全与 DXA （ BMD 测量金标准）相关。 CT 是非常昂贵的，并给病人高水平的电离辐射，因此它不经常使用。 四肢 CT 也经常用来复杂骨折成像，尤其是多发性骨折，因为它可以在多个平面对感兴趣区进行重建。用0.2.mm 的分辨率对骨折、

25、韧带损伤和脱位 可以很容易辨认出。 优点和缺点 传统 X 线射影的优点 CT 有几个比传统 2D 医用摄影术的优点。第一， CT 可以完全消除感兴趣区以外的区域的重叠。第二，由于 CT 的高分辨率在物理密度相差小 于 1% 的组织中不同组织间的差异可以区分出来。 冠状面、矢状面的成像。这就是多层面容积成像。 最后来自单个 CT 成像的扫描是由多个连续或一次螺旋扫描构成， 根据诊断任务可以看做是在轴向、 CT 是一个从中等到高等的成像技术。提高 CT 的分辨率对它的研究发展是有好处的；与普通测试相比，例如， CT 血管造影避免了侵入性插管 CT 结肠镜检查（也被称为仿真结肠镜或简称为 VC ）在

26、钡灌肠肿瘤时是有帮助的，但是结肠镜检查用更低的辐射剂量。在英国， CT VC 越来越多的 用于诊断肠癌而不需要结肠镜。 检查的辐射剂量受多种影响：容积扫描，病人建立，扫描序列的数量和类型，和被设置的分辨率和图像质量。例外两个螺旋 CT 的扫描参数可 以很容易的调整，以及对辐射剂量产生深远影响的参数是管电流和螺距。 七、计算机断层摄影 X 线计算机体层摄影是一种通过计算机处理产生 X 线断层摄影技术的医学成像方法。 物体内部的三维影像来自于采用环绕轴位单向旋转产生的 一大系列的二维 X 线影像，并使用数字几何学处理过程产生的。 CT 产生的容积数据可以通过一个被称为窗口技术的程序来熟练控制，根据

27、身体阻挡 X 线束的能力，可以显示各种各样的身体结构。尽管历史 上这些影像是在轴位上或横断面上产生的与身体长轴垂直，现代的扫描仪能使这些容积数据重新定格在各种各样的平面上，甚至作为结构的容积现 （ 3 维）。尽管 CT 最常用于医疗。但也用于其他领域，像非破坏性的材料检测。另外是在考古学上的应用，像石棺内容物成像或者是在德克萨斯大 学奥斯汀分校使用 CT 扫描仪研究生物学与古生物学样本的数字化形态计划项目。 在过去的二十年里， CT 的使用在很多国家都显著地提高。在美国 2007 年做过的 CT 扫描估计是 72 万。据估计，美国 0.4 的癌症是由于曾经 做过 CT 引起的，并且根据 200

28、7 年的 CT 利用率，这一数据可能会增长到1.5 2。 术语 体层摄影一词来源于希腊文“tomos（层）和“ graphein （去写）。计算机体层摄影最早被称为“百代扫描，因为它是从百代唱片公司的一个 研究分支上发展来的， 今天这家公司是以它的音乐和唱片业被大家所熟知。它被认为是最早推出计算机轴位体层摄影和人体体层X 线摄影术的一家 公司。 尽管“计算机体层摄影”这个术语能用来描述正电子发射体层摄影和单光子发射计算机摄影，实际上，它通常是指来自于 X 线成像的体层摄影 的计算，特别是在早期的医学文献和小型医用设备中。 在医学专题目录内， “计算机轴位体层摄影”在1977 79 间被使用，但

29、是在现在的索引标题中明确包括“X 线” 历史 在 20 世纪早期，意大利放射医生 Alessandro Vallebona 提出一种在 X 光线照相术胶片上显示人体单一薄层的方法。这种方法被称为体层摄影。 这种思想是依据投影几何学的简单原理：同时移动X 线球管和胶片，并使它们的运动方向相反， X 线球管和胶片通过一个一个支点在中心的杆连接 在一起；使出现在聚焦平面上的点产生的影像更加清晰，而其他点的影像作为噪声消失。这仅仅是略微有效，因为模糊只发生在“X 平面上。也 有可以在多个平面移动并进行更有效模糊的复杂设备。 直到 20 世纪 70 年代早期，当微型计算机和横断轴位扫描方式的应用这是最新

30、的由 Godfrey Hounsfielde 和出生于南非的 Allan Mcleod 的贡 献逐渐地被 CT 的样式取代，体层摄影一直是放射诊断的支柱之一。数学上，这种方法是基于 1917 年 johann radon 发明的拉东转换的使用。但 是当科尔克在以后记起时，他必须找到他自己的解决方法因为他只是在 1972 年偶然了解到拉东的研究。 第一台商用 CT 扫描是艾萨克戈弗雷豪恩斯菲尔德在英国海耶斯百代唱片公司中心研究所实验室用 的创意。第一台百代唱片公司扫描器在英国温尔布顿市阿特金森莫利医院安装，并且第一个病人颅脑扫描实在 年被公开宣布。 x 线发明的。 豪恩斯菲尔德在 1967 年构

31、思他 1970 年 10 月 1 日完成的。它在 1972 原始的 1971 原型通过 180 个角度拍摄了 160 张平行的图像，每 1 度做一次，每次扫描需花费比 5 分钟多一点的时间。这些图像在一个大计算 机上通过代数重建技术产生需花费 2.5 个小时。这种扫描器有一个单独的光电倍增器并且使用平行旋转原理。 11. 据悉，要感谢披头士乐队的成功， EMI 可以为研究提供资金并且建立医用的早期模型。第一个 x 线 CT 机器产品（事实上被称为 EMI 扫描器） 被局限于拍摄颅脑局面 x 线断层摄影，但是获得图像数据需大约 4 分钟（扫描两个相邻层面） ，并且一张图像的计算时间（用一个通用数

32、据新星迷 你计算机）大约需要 7 分钟时间。这个扫描器需要一个用水填满的有机玻璃槽和一个放在前面的预成型的橡胶“头罩” ，可以包绕病人的头部这种 水槽可以减少到达探测器的动态范围的射线（在头外部和穿过颅底骨扫面之间的比较） 这些图像有相对较低的分辨力，只由 80 x80 的像素矩阵构 成。 在美国， 第一台装置在梅约诊所安装。 梅约诊所有一台对医学影像这种系统有积极作用的 EMI 扫描器在放射部门展示。 在马萨诸塞州塔夫茨大 学艾伦麦克劳德科尔克独自发明了一台一样的设备，并且在 1979 年和豪恩斯菲尔德共同获得了诺贝尔医学奖。 92 页 第一个 CT 系统是由乔治城大学的 Robert S.

33、Ledley 设计的能自动计算横断轴位扫描仪,它可得到身体任何部位的图像、 也不需要水箱 .这个系统由 30 个光电倍增管组成探测器，完成一个扫描仅需9 个循环 ,比 EMI- 扫描仪更快 .它使用了一个 DEC PDP 1134 的 ,既能操作伺服机构又能获取和处理 图像的小型计算机。辉瑞制造公司从大学里获得了样机和制造样机的权利。然后辉瑞公司开始复制制造样机，并称之为“200FS ”（FS 是快速扫描的 意思 ），这种副本销量和制造它们的速度一样快。这种装置产生的图像是一个256*256 的矩阵 ,比 EMI- 扫描仪产生的 80*80 的矩阵有更好的清晰度。 自从有了第一个 CT 扫描仪

34、， CT 技术已经明显得到提高。速度的提高，薄层数和图像质量已经成为心脏成像最主要的目标。现在的扫描仪产生 的影像更快，也有更好的分辨力， 这种扫描仪使医生对病人的诊断和完成医疗程序更准确。在 90 年代后期的 CT 扫描仪出现了两大主体， “固定 CT和“便携式CT。固定CT扫描仪很大，需要一个专门的电源，电子室，高压交流的冷却系统，一个可分开的工作站和一个铅衬的房间。“固 定 CT 扫描仪”也能安装在拖拉机的内部，随车从一个地方移动到另一个地方，被称为“移动CT 扫描仪”。“便携式 CT 扫描仪”重量轻，体积小， 可安装上轮子。这种扫描仪经常有内置的铅屏蔽和外流的蓄电池或者超准墙壁电源。

35、以前的研究 在曝光时，断层扫描的形式可以通过移动 X 线源和探测器来完成。虽然各级结构模糊不清，但解剖学在目标水平仍然保持锐利。随着领域可变 的深度和“非平面结构不同程度的模糊，通过改变的程度和移动的路径，可以获得各种各样的影响。虽然过时，但传统的断层扫描仍被用于特殊 的情况，例如牙科成像（颌面全景体层摄影）或者静脉尿路造影。 过程 x线薄层数据是用一个 x线源围绕物体旋转而产生的，x线传感器被放置在 x线源圈的对面。最早的传感器是用带有碘化铯的光电倍增管的闪 烁探测器。碘化铯在 18 世纪 80 年代被包含高压疝气的离子室取代。这些系统被以二极管为基础的闪烁系统而不是光电倍增器轮流取代并且现

36、在的 闪烁金属有更多令人满意的特征。许多数据扫描被日益增多地看成物体逐渐通过机架。 拥有更快的计算机系统和更新的软件策略的新机器不仅可以产生个别的横截面还可以随着机架产生连续不断变化的横截面用x 线圈缓慢地平缓 地通过物体来成像。这些机器被称为螺旋 CT 机器。它们的计算机系统通过整合移动个别的层面的数据来产生三维体积信息（3D-CT 扫描），在附加 的 CT 工作站监视器上可以次得到看得见的多样的不同的透视图。这种类型的数据获得物需要巨大的处理能量，当数据达到连续的光线流时必须及 时处理。 在传统的 CT 机器中，一个 x 线管和探测器是在一个圆形线圈后面，它做围绕身体地旋转（在右上方看见影

37、像）；在电子束断层摄影术中管更大 并有更高的能量束来支持高时间分辨率。 x 线是在中空的漏斗形的真空室内偏离的。x 线是当电子束撞击静止的靶时产生的。探测器也是静止的。 这种设备可以导致非常快的扫描，但它非常昂贵。 93 页 CT 被用作医学诊断的工具和作为介入过程的向导。有时用静脉碘对比物。这有助于突出那些平时很难在它们周围分辨的血管结构。使用对比 剂还可以帮助获取相关组织的功能信息。 一旦扫描数据已经被获得， 数据必须用体测摄影重建的形式被产生， 这种形式产生一系列断层影像。 在普遍使用中最常见的技术是滤波反投影， 它能直接使生效并能快速被计算。在数学上，这个理论是以雷登变换为基础。然而，

38、这不仅是技术上可利用的: 最早的 EMI 扫描者通过线性代数解 决体层摄影重建，但是这种方法 通过高计算的复杂性被限制，特别是当时可用的计算机技术。最近，制造商已经发展了迭代的物理模型的期望最 大化技术。这种技术因为他们用了一个扫描者的物理特性和物理定律的内部模型是有利的。相比之下，更早的理论已构建一个完美的扫描者和高度 简化的物理学，这可导致一个伪影的数据和降低分辨力结果是提高影像分辨力，减少噪声和更少的伪影，在同样的环境和更好地降低辐射剂量 的能力一样。缺点是有非常高的计算要求，对当前扫描参数有实践性的限制。 像素在 CT 扫描可获得的影像中根据相对放射密度被显示出来。像素本身根据它对应的

39、刻度范围从+3071（最大衰减）到 -1024 （最小衰减）的 组织的平均衰减被显示。像素是基于矩阵和视野的二维单位。当CT 层厚被考虑，单位作为体素被了解，体素是一个三维单位。探测器的一部分不 能在不同组织间区分的现象被叫做部分容积效应。这意味着大量的软骨和薄层的致密骨能在体素中造成相同的衰减，只留下高密度软骨。水是0Hu 的衰减，同时空气是 -1000Hu ，松质骨是典型的 +400Hu ，颅骨能达到 2000Hu 或更多（颞骨）同时可造成伪影。金属植入物的衰减依靠元素的原子 序数：钛的数量是+1000Hu ,钢铁能完整的挡住 x线并因此在计算机体层摄影中为众所周知的线形伪影负责。伪影是在

40、低密度到高密度物质之间忽然 过渡造成的，这样会导致数据值超过处理电子学的动态范围 六、血管造影 血管造影法或者动脉 X 线造影术是一种用来显示内部血管腔或身体器官的医学成像技术， 尤其是对动静脉和心室感兴趣。 这是一种传统的做法 通过注射一种 X线不能穿透的对比剂进入血管利用X线成像基于一种技术，例如，荧光透视。这个词来自于希腊词angeion,血管和希腊词Graphern，” 写”或者是”记录” 。这血管的片子或者是影像，叫做血管造影术，或者更多的称为血管造影照片。 血管造影检查技术被严格定义为基于投照射影术的检查；然而，这种检查已经被应用于新的血管造影术，例如，CT 血管造影术和磁共振血管

41、 造影术。同位素血管造影术检查也已经被应用，即使更精确的涉及同位素灌注扫描。 历史 这种技术首先被发展是在 1927 年被葡萄牙物理学家和神经专家 EgasMoniz 在里斯本的大学提供 X 线对比脑血管造影术， 目的是诊断几种神经性 的疾病，像肿瘤，冠心病，动静脉畸形。他通常被认为是这个领域的先驱者之一，Moniz（ 莫尼斯 ）1927 年在里斯本执行了一个脑血管影片，并且 Reynaldo Cid dos Santos 在 1953 年执行了经皮肾动脉造影术。这个过程变得更显著的安全，没有敏锐的程 序装置需要留在血管腔内。 技术 根据血管造影的类型，最常见的是通过股动脉进入血管腔，观察心脏

42、左侧或动脉系统。通过股静脉或颈静脉，观察心脏右侧以及静脉系统。使 用导丝和导管系统，一种特殊类型的对比剂（吸收X 线而被显示出来） ，被注入血液，使血管在 X 线图像上可见。 拍摄 X 线影像既可以是静止的影像，显示在成像板或胶片上，也可以是运动影像。对于除了心脏以外，所有结构成像通常用的一种技术叫作 数字减影血管造影术（DSA ）。这种技术通常每秒拍摄23帧图像，这样放射科医生可评估通过血管或血管网的血流。这种技术“减去骨和其它 脏器，仅有被对比剂填充的血管被看见。心脏每秒拍摄1530帧图像，不能利用减影技术。因为DSA需要病人保持静止，因此，不能用于心脏。 这些技术可以使放射科医生和心脏病

43、专家看到血管内可能抑制血液流动和造成疼痛的狭窄（堵塞或变窄）。 应用 （1）冠状动脉造影术 最常见的一种血管造影照片是显示冠状动脉内的血液。一条长、细、弯曲的管子被称为导管，它被用于指导x 线对比剂进去感兴趣区域便于显 示。导管在前臂被引导进入动脉，它的尖端通过动脉系统进入冠状动脉，冠状动脉内在血液内流动的x 线对比剂短暂的影像分布能够显示冠状动脉 开口的大小。 冠脉造影插管是一个微小的侵入性手术，使进入到冠脉循环和利用导管使血液充盈心脏的每一个心腔。它执行诊断和介入的（治疗 ）目的。 冠状动脉导管插入术是少数心脏病学诊断检查和手术之一。特别是，冠脉导管插管是一种可视化的检查来辨别阻塞、狭窄、

44、心瓣膜手术后再狭 窄、血栓症或者冠脉腔内动脉瘤的再扩大；心脏大小；心肌收缩功能和心脏瓣膜功能等方面。在测试期间，重要的内部的心和肺的血压，而不是来 自身体外部的测量能够被精确测量。 与测试要处理的有关的问题常常出现在动脉粥样硬化晚期-粥样斑在冠脉壁上。 测试主要关注的是不常见的、 瓣 膜的心肌或心律失常问题。 （2）微血管造影术 微血管造影术常用于显示微小血管。 （3）神经与血管的造影术 另外一种渐增的血管造影术手术是神经血管的数字减影，为了显示脑内的动脉和静脉。介入工作例如动脉瘤的弹簧钢圈栓塞术和动静脉畸形粘 合也能够完成。 （4）周围血管造影术 血管造影术也常常完成识别由到腿部和脚的血流减

45、少引起的腿坡或肌肉抽筋的病人的血管狭窄。肾动脉狭窄的病人（经常由高血压引起 ）和能够用 于头部发现中风。这些不但能够通过股骨动脉都能够一一做到，而且也能够通过臂或腋窝（胳膊 ）动脉完成，一些狭窄通过斑块切除术发现有可能被 治疗。 其他的血管造影术的应用包括视网膜血管紊乱的诊断，比如糖尿病视网膜和黄斑变性。 并发症 （罕见 ）和对比 脏病或中风 ），低血压症和心包积液。轻微的并发症可能包括注射对比剂一侧的出血或擦伤，在通向心脏的通路上来自导管的血管损伤 剂的过敏反应。 脑血管造影术 脑血管造影术中严重的并发症也是罕见的但是包括中风，对于麻醉的其他药物或对比剂的过敏反应，进入腿部静脉通路的堵塞或

46、损伤，或者栓塞和血栓形成。 五、对比剂和造影 医疗造影剂这种物质是用来增强身体内结构或液体结构的医疗成像。通常用来增强血管和胃肠道的可见性。 类型 X-线衰 x 线对 这几个类型的对比剂使用在医疗成像，它们的分类基于它们使用的成像方式。尽管有其它种类的存在，最常使用的对比剂的作用基于 减和磁共振信号的增强。 x- 线的衰减 x 线对比剂 x线对比剂是医疗对比剂的一种用于在x-线成像的基础上提高人身体内部的可见度，例如CT成像或x线平片（通常被称为x线成像） 比剂一般都是碘或钡化合物。 碘或钡是最常见的对比剂为了增强 x 线的成像方法。各种各样的碘化对比剂的存在，它们在渗透压、黏稠度、不同对比剂

47、绝对碘含量有着多种 多样的变化。非离子二聚体受欢迎是因为低渗透压和低毒性，它们的使用会有更高的价格。 种类和使用 x线对比反应用于 x线对比剂能够根据他们的使用分组。 1、碘化（血管内） 碘是基础对比剂，通常分类离子和非离子。两个种类被使用于x 线放射，由于对人体无害的反应和它的溶解度。它主要用于显示血管和改变组 织在 x 线成像和 CT 中，但也能使用在泌尿系和输卵管德检查。 现代血管内对比剂通常使用碘。这个会限制有机（非离子）化合物或里离子化合物中的一种。离子对比剂首先被发展起来，并根据其需要有着 广泛的应用，但是会导致其他并发症。有机化合物是共价结合碘，有着更低的副作用，它们不需要在组成

48、分子里游离。许多副作用是由于被注射高 渗透溶液也就是每个分子释放更多的碘原子。更多的碘，会有更多的“致密”x 线效应。 许多不同的分子。一些例子中有机碘分子是碘海醇、碘克沙醇、碘佛醇。对比剂基于碘是水溶解和对身体无害。这些对比剂卖的是无色的水溶 液，浓度通常用 mg l/ml 表示。现在碘化对比剂可以使用在人体的任何部位。更多使用于静脉注射，但是为了多样的目的他们也被使用在腹腔，鞘 内（脊椎的椎间盘造影术）和腹腔内地就是包括任何体腔和潜在腔隙。 以下是碘造影剂的使用： 动脉检查（动脉血管内） 静脉检查（静脉血管内） 排泄性膀胱尿道造影 子宫输卵管造影术 静脉尿路造影 高渗透压（离子） 离子对比

49、剂有着高渗透压和高的副作用，比如泛影酸盐，甲泛影钠，碘克酸等。 低渗透压（非离子） 非离子对比剂有低渗透压和较少的副作用，比如：欧乃派克，优维显，威视派克。 2）钡（胃肠） 硫酸钡主要使用在消化系统成像。这种物质的存在形式是不溶于的白色粉末，制作成水中的悬浮液并且直接引入胃肠道。 钡灌肠（大肠调查）和双倍对比剂钡灌肠 钡吞咽（食管检查） 钡餐（胃检查） 钡内流（胃和小肠检查） ct 结肠充气 /仿真结肠镜检查 硫酸钡，不溶的白色粉末通常用于增强对比在胃肠道。取决于怎样管理在水中混合化合物，增稠剂，无凝剂，和调味品去制作对比剂。硫酸钡 是不溶解的，是一种不透明的白色混合物。仅适用于消化系统；通常

50、是吞咽或引入就像灌肠剂一样。检查之后，随着粪便排出。 3）空气 就像这张图片包含了钡和空气一起使用（因此这个是双对比钡灌肠） 。空气也是可以使用的对比材料因为它比组织更能透过，这是典型的。在 图片中，它强调了结肠的内部。一个例子是这个技术使用纯净的空气是空气关节造影术的对比剂，在关节腔中注入空气，可以使软骨被掩盖最后使 骨头被看见。 （2）mr 信号增强 磁共振对比剂 除了作为放射的部分，磁共振成像使用不同的原理，因此使用不同的对比剂。这些化合物通过改变一种附近的氢原子核的磁的性质。 这个包含了在磁共振中使用的钆就像是磁共振对比剂。 3 价氧化状态的金属有 7 个不成对的电子。这导致了水围绕对

51、比剂快速弛豫，增强磁共 振扫描的质量。 （3）超声散射频率对比增强超声 微泡对比剂被用来帮助超声，特别是，超声心动图，用来检测心脏的分流。这个泡沫是微笑大量的氮气化合物或全氟碳化物加强和支持来自蛋 白质，脂肪和聚合物。在泡沫中的气体和周围液体之间的界面密度下降，剧烈的散射反应的超声回到探头。这个反向散射过程给泡沫中的液体高信 号，能看见最后的图像。 副作用 虽然通常可以安全的使用对比剂，还是会有由各种对比剂导致的医疗状况。反应范围由小到大，有时候会导致死亡，死亡率大约是 100000 中 的 9% 。风险因素提高剧烈的反应包括：强过敏反应，支气管哮喘，原发性疾病和贝塔阻断剂的使用。 常见的错误

52、概念甚至存在在医疗专家当中，就是过敏与对比剂有关，过敏来自海产品（通常贝类）因为经常使用碘，这个暗示了碘是过敏原。 大量的研究显示尽管碘是常用对比剂，碘不能导致过敏反应在对比剂中，代替的罪犯可能是农药制剂或有另一种强烈过敏反应的历史。一个重要的 区别是过敏反应被定义为免疫球蛋白 E 相关的组胺风暴并且研究表明对比剂在身体内没有导致过敏的可能性从而反驳了对比剂或碘是过敏原。 尽管 这看起来有些矛盾，对比剂少见的情况以 ige 作为媒介产生所有不利反应是极其罕见的，当他们发生了，是经常的因为病人已经有各种风险因素， 建议病人寻找其他过敏的问题。 四、计算机 x 线摄影 1、计算机 x 线摄影 CR

53、 的使用是非常熟悉的传统的 x 线设备，除了取代胶片图像，光激励荧光体制作的成像板被使用。成像板是放置在特殊暗盒上并且代替人体 部分或目标被检查和 x线曝光是成功的。因此，代替暴露的胶片在暗室的化学容器里显影或自动洗片极机。成像板在特殊的扫描仪或CR阅读器中 被浏览，观看和数字化图像。数字化图像能够使用软件观察和增强图像，这个功能与其他传统成像过程软件很相似，例如，对比度，亮度，过滤和 图像放大。 数字 x 线摄影的不同 CR 经常比 DR 卓越。 CR 和 DR 有很多的相同点。 CR 和 DR 都使用介质捕捉 x 线能量并且都产生数字化图像能够增强软拷贝诊断或进一步讨 论。 CR 和 DR

54、 都也都能够呈现图像数秒内的曝光。 CR 一般涉及使用装成像板的暗盒，类似于传统的平片系统，来记录图像然而DR 通常在平板探 测器上捕获图像，不需要暗盒。图像加工或增强在DR 中应用也可以在 CR 中应用，这个取决于它们各自的数字格式。这里有很多不同种类的DR 探测器使用于医学和工业上。每个种类有他们自己的优点和区别并且基于它们的属性应用来确定成像的要求。 CR 和 DR 应该不能与 x 线摄影相混淆，它们是连续的辐射电波并且在屏幕上成像就像电视一样。这个系统许多人都非常熟悉，文章的图像存 在x线在监视器或显示器中实时成像。许多人认为机场使用x线成像摄影为了行李检查，事实上线性二极管阵普遍的使

55、用于产生行李内容的静态图 像。线性二极管使用于各种各样的其他筛查以及成像的应用并且也是用数字格式呈现。现代透视使用的装置称作图像增强器来增强模拟输出在实时 x线成像，它的拍摄来自摄影机和ccd照相机其中一个并且这个系统可以用数字化增强来减少固有噪声。 成像板 CR 成像板包含光激励储存荧光体，它储存射线量的多少来自局部电子能量的接收。当金属板通过扫描仪，扫描仪的激光束导致电子释放到一 个低能量的水平，发射光探测来自光电倍增管，它被转变成电信号。这个电信号被转变成离散的数值并且被放置在图像处理器的像素示意图。 平板探测器在理论上如果能认真的使用，可以用成千上万次。IP 使用在工业的条件下，无论如

56、何，可能在使用上百次后导致损坏。图像可以抹 去来自简单曝光金属板产生的像房间一样亮的荧光。许多激光扫描仪自动抹去成像板里的图像在激光扫描之后。成像板可以再次使用。可再使用荧 光板是对环境很安全的但是需要根据当地的相关制度处理。 医学应用 CR 系统是最常用的医疗应用因为它们在数十年内证明了他们的可靠性，灵活性适用于各种各样的临床应用低的价格使检查室数字化。便携式 探测器形成 DR 开始大约要 15 万美元，同时基础的低容量 CR 开始更低的价格大约 3 万美金（但是高容积，医院等级应用更高。）DR 系统通常是整 个x线室更换来卖的并且连接在一个单一的x线发生器上。CR成像板能够装备在目前的检查

57、室中使用以及多样的x线检查点自从成像板是处理穿 过 CR 阅读器（扫描仪）能够多个检查室共享。 优点 不需要浪费胶片和化学药品的处理。 减少胶片的费用因为能够数字化存储。 CR 经常有少数的重拍由于曝光不足或曝光过度导致病人接收剂量不足。 调整图像的亮度和/或对比度，宽范围的厚度可能在一次曝光中被检查，不像传统的胶片基于 x线摄影，在一次曝光中它需要不同的曝光或多样 的胶片速度去转换成一个宽的覆盖范围。 图像能够增强数字化来帮助阅读。 图像可以储存在磁盘或传送非现场审查。 曾经发展的技术制作 CR 比现在更负容易担的起。随着化学剂，暗室存储以及支持把它们组织起来，你可以拥有CR 每月一样的费用

58、同时意识 到环境，取决于 x 线照射规模的大小。 缺点 在医疗应用中手工处理装 IP 的暗盒被认为是暗盒的缺点，但它为病人的定位提供了更多的灵活性。 CR 依然不被证明是高质量放射应用的方法，由于数字处理获取图像的可能性，固有的几何学模糊，结果是与胶片成像相比更低的空间分辨率， 信噪比的问题和分散辐射的敏感度以及一般缺乏在程序上一致在初期和原始设备创造商之中。 在一般的x线摄影中没有质量（图像分辨率）标准，仅为了乳腺x线摄影，无论如何，制造商提高阻碍和CR技术之间的竞争随着量子检测效 率的增长和高空间分辨率的出现。 成像板很贵以及被损坏如果这个系统需要手工处理成像板。理论上来说，成像板可能被使

59、用成千上万次但，是不断的使用会导致成像板损坏或 者出现图像伪影，最后，就需要重新更换。 2、数字 X 线摄影 DR 是 x 线成像的形式， shuzix 线传感器的使用代替了传统的胶片。优点包括了时间效率通过绕过了化学的处理以及数字传递的能力和增强图 像。减少辐射可用于制作 x 线图像有类似对比度的图像。 DR或DX本质上是无胶片的 x线图像获取。代替 x线胶片，数字图像获取装置被使用于纪录x线图像以及制作可见的数字文件能够为了阅读 显示并且保存病人部分的医疗记录。 DR 胜过胶片的优点包含了直接的图像预览以及获得图像一个宽的动态范围制作跟多容忍曝光不足和过度曝光 和应用特别成像过程技术的能力

60、一样增强全部图像的显示，医疗保健设备采用DR 最大的激励因素是它潜在的减少与加工，管理和存储胶片相关联 的费用。典型的有两种不同的数字图像获取装置。这些装置包括平板探测器以及高密度固态扫描探测器。 平板探测器的两种分类 间接平板探测器 -非晶硅是平板探测器最常用的种类，现在有工业卖给医疗成像使用。 化合非晶硅探测器随着闪烁晶体在探测器外层，是由碘化 铯或硫氢化钆转变 x 线变成光。因为 x 线能量被转变成光，非晶硅探测器被认为是间接图像获取技术。这个光传输穿过光电二极管的外层被转变成 数字输出信号。数字信号从薄膜晶体管或纤维电荷耦合器中被读出。图像数据文件被发送到电脑显示，x 线技术能够决定图