計算機體層攝影總論

1、計算機體層攝影 computed tomographyCT,,Elscint CT,Twin,CT：概述,CT是近代飛躍發(fā)展的計算機技術(shù)和 X線檢查技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。 1971年英國Hounsfield工程師研制成功第一臺頭顱CT機。同年10月4日，成功地檢查了第一例病人。CT診斷價值高、方便、快捷、無痛苦、無創(chuàng)傷，是放射診斷領(lǐng)域中的重大突破。Hounsfield因此而獲得了1979年的諾貝爾醫(yī)學(xué)生物學(xué)獎。,CT：

2、概述,1974年美國Ledcey工程師設(shè)計了全身CT機，1975年第一臺全身CT機問世。目前，CT裝置在設(shè)計和功能上都有了很大的改進和發(fā)展，特別是螺旋CT和超高速CT的臨床應(yīng)用，診斷效果越來越好，臨床應(yīng)用也日趨普遍。,一、基本概念,CT圖像是人體斷面的組織密度分布圖。 以X線為投射源，探測器接收衰減的X線，經(jīng)模／數(shù)轉(zhuǎn)換,輸入計算機處理,得到掃描斷面數(shù)字矩陣，數(shù)／模轉(zhuǎn)換，用黑白不同的灰度等級在熒光屏上顯示出來。CT圖像清晰，密度分

3、辨率高，無斷面以外組織結(jié)構(gòu)干擾等特點。,基本原理,一、基本概念體素（voxel）和象素（pixel）,體素： 某一部位一定厚度的體層圖像,以一個CT值代表這個小單元的密度，這小單元稱為體素。象素：組成CT圖像的基本單元被稱之為象素。象素實際上是體素在成像時的表現(xiàn)。,一、基本概念矩陣（matrix),矩陣是一個數(shù)學(xué)概念，它表示一個橫成行、縱成列的數(shù)字陣列，矩陣越大，圖像清晰度越高。,一、基本概念空間分辨率（spatial res

4、olution ）,空間分辨率：對物體大?。◣缀纬叽纾┑蔫b別能力。常用每厘米內(nèi)線對數(shù)或者可辨別最小物體的直徑（mm）來表示。空間分辨率與被測物體間的密度差別有關(guān)，密度差別小則空間分辨率也會相應(yīng)減少，影響空間分辨率的 主要因素為探測器的幾何尺寸，探測器之間的間隙和總的 原始數(shù)據(jù)。,,一、基本概念密度分辨率（density resolution）,密度分辨率：又稱低對比分辨率，是對密度差別的分辨能力，以百分比表示，如CT的密度分辨率為0

5、.35％，即表示兩個物質(zhì)的密度差大于0.35％時，CT即可將其分辨出來。噪聲和信噪比是影響密度分辨率的重要因素。CT較普通X線高10－20倍。,一、基本概念CT值,CT值：X線吸收系數(shù)（衰減系數(shù)μ值）。換算成CT值，表達組織密度的單位Hu（Hounsfield Unit）。水為0，骨皮質(zhì)1000HU,空氣-1000HU。某物質(zhì)的CT值=1000 ×（u該物質(zhì)-u水）/u水,一、基本概念．窗寬（window width）,

6、指熒屏圖像上所顯示的16個灰階的CT值范圍。如窗寬2000HU用16個灰階來反映，則每個灰階是125Hu（2000/16）。 如窗寬200，則每個灰階是為12.5Hu（200／16），即組織的CT值差別大于12.5Hu就能分辨。,,,一、基本概念．窗位（window level）,相當于所顯示的灰階的中心觀察某一組織結(jié)構(gòu)細節(jié)時，以該組織的值為中心觀察。例如腦CT值約35Hu，選窗位就是35Hu，而窗寬100Hu，16個灰階范圍即

7、為-15～85Hu。CT值在-15Hu與85Hu的組織則以不同灰階顯示出來。,一、基本概念窗口技術(shù),用窗位和窗寬選擇感興趣的CT值范圍，并將其轉(zhuǎn)換成16個灰階，以達到最佳的顯示組織和病變的目的。為了顯示組織密度差異小的病變需要用窄窗寬。,被掃描物體中并不存在而圖像中卻顯示出來的各種不同類型的影像。分兩大類：1、與病人有關(guān)：呼吸、腸蠕動、心跳、顱底（射線硬化偽影beam hardening artifact）、 體內(nèi)異物。2、與

8、設(shè)備有關(guān)：機器故障或性能造成。躁動偽影 異物偽影 設(shè)備偽影。,一、基本概念部分容積效應(yīng)（partial volume effect）,同一掃描層面內(nèi)含有兩種以上不同密度的物質(zhì)時，其所測CT值是它們的平均值，因而不能如實反映其中任何一種物質(zhì)的CT值，這種現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)。,二、成像原理,CT成像可歸納為3個步驟： 1．X線掃描數(shù)據(jù)的收集，模擬／數(shù)字轉(zhuǎn)換，送入計算機。 2

9、．掃描數(shù)據(jù)處理和圖像重建。 3．圖像的顯示(數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換)及貯存,三、CT機的基本結(jié)構(gòu),CT裝置主要由： 掃描機架 檢查床 X線發(fā)生系統(tǒng) X線探測器 計算機及陣列處理器 圖像顯示、存貯及輸出設(shè)備 操作控制系統(tǒng),三、CT機

10、的基本結(jié)構(gòu),三、CT機的基本結(jié)構(gòu)（一）掃描機架,1．X線管：旋轉(zhuǎn)陽極X線管，焦點的有效面積增大，熱容量大，可耐受較大的管電流。 2．探測器：將X線信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?探測器有固體和氣體兩種類型。烯土陶瓷探測器，具有靈敏度高，一致性好，目前多層螺旋CT多使用。3．準直器準直器4．模／數(shù)（A／D）轉(zhuǎn)換器,三、CT機的基本結(jié)構(gòu)（二）檢查床,檢查床主要功能是將病人的檢查部位 送入掃描孔。 常規(guī)CT以步進方式水

11、平移動， 螺旋CT則作水平勻速運動。,三、CT機的基本結(jié)構(gòu)（三）高壓發(fā)生器（四）計算機系統(tǒng),高壓發(fā)生器主要為X線管提供高壓計算機系統(tǒng)主計算機：負責(zé)控制整個系統(tǒng)的運行，包括機架、床的運動、X線的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、數(shù)據(jù)收集以及各部件間的信息交換陣列處理器則負責(zé)圖像重建。,三、CT機的基本結(jié)構(gòu)（五）圖像的顯示、存貯及輸出設(shè)備,顯示屏：調(diào)節(jié)窗寬和窗位使病灶顯示更加清晰，符合診斷的要求，圖像永久保存：多幅或激光照相機攝片。

12、 存貯在MOD、CD上，PACS系統(tǒng)，存貯在PACS網(wǎng)上共享。,四、CT分代,常分傳統(tǒng)CT、螺旋CT及電子束CT （一）第一代CT 旋轉(zhuǎn)／平移,線束，旋轉(zhuǎn)180°。掃描速度慢，探測器少,數(shù)據(jù)少，已被淘汰。,四、CT分代,（二）第二代CT 與第一代CT機沒有本質(zhì)的差別,扇形X線束，探測器,四、CT分代,（三）第三代CT 300－800枚探測器,扇形排列，X線管與探測

13、器同步旋轉(zhuǎn)。以秒計。用于全身檢查,四、CT分代,（四）第四代CT 探測器可達千余枚，環(huán)形排列且固定不動，X線管可在環(huán)內(nèi)作360°旋轉(zhuǎn),掃描時間2－5秒。,四、CT分代,（五）第五代CT 稱超快速 CT（ultrafast CT，UFCT）、電子束CT（electron beam CT，EBCT）。主要組成部分為電子槍、聚焦線圈、偏轉(zhuǎn)線圈、多排探測器群、高速移動的檢查床和控制系統(tǒng)。速度以毫秒計，冠

14、狀動脈的CT血管造影和心臟造影等。,四、CT分代,（六）螺旋CT（spiral CT，SCT或helical CT）滑環(huán)技術(shù)檢查床勻速進入X線球管連續(xù)曝光容積CT掃描螺距（pitch）:指在X線管旋轉(zhuǎn)360度的時間內(nèi)，床所移動的距離，是螺旋掃描的一個重要參數(shù)。,四、CT分代,螺旋CT有以下優(yōu)勢： 1．掃描速度快…10－20s內(nèi)完成。 2．病灶檢出率高…容積數(shù)據(jù)。 3．多功能顯示病灶…三維重建和血管造

15、 影圖像，仿真內(nèi)鏡圖像，。,四、CT分代,螺旋CT的發(fā)展當前CT發(fā)展的主流單層…秒機、1秒機、亞秒機多層…2層、4層、8層、16層平板,五、CT檢查方法,（一）平掃（precontrast scan或non-contrast scan）不注射對比劑的掃描。 （二）增強掃描（post contrast或contrast scan）注射對比劑后的掃描。可雙期、三期和延遲掃描（delay CT，DCT）。,肝血管瘤平

16、掃、增強動脈期、靜脈期及延遲圖,五、CT檢查方法,（三）造影掃描 某一器官或結(jié)構(gòu)進行造影再行掃描的方法，如脊髓造影CT、膽囊造影CT等。 （四）特殊掃描 薄層掃描、重疊掃描 、靶區(qū)掃描、高分辨率CT掃描（high resolution CT，HRCT 、動態(tài)掃描,五、CT檢查方法,圖像重建 技術(shù)CT三維圖像重建 CT多平面重組…冠狀、矢狀、斜面及曲面 CT血管造影（CTA）CT仿真內(nèi)

17、鏡成像（CTVE）CT灌注成像（ perfusion CT）,五、CT檢查方法,圖像重建 技術(shù)：重建 CT三維圖像,五、CT檢查方法,圖像重建 技術(shù)：CT多平面重組…冠狀、矢狀、斜面及曲面,五、CT檢查方法,圖像重建 技術(shù)：CT血管造影（CTA）,五、CT檢查方法,圖像重建 技術(shù)： CT仿真內(nèi)鏡成像（CTVE）,From Superior,From Inferior,From Left Anterior,五、CT檢查方法,圖

18、像重建 技術(shù)：CT灌注成像（ perfusion CT）,MTT,CBF,CBV,六、CT對比劑,（一）對比劑的分型 離子型… 60％泛影葡胺（信誼）非離子型…Ultravist（優(yōu)維顯） omnipaque（歐乃派克） Bracco（碘必樂） 多為水溶性碘造影劑，均為三碘苯環(huán)的衍生物

19、。,六、CT對比劑,（二）對比劑的作用原理及臨床應(yīng)用攜帶的碘。碘對X射線的高衰減性在CT圖像上表現(xiàn)為高密度，增加碘分布區(qū)與周圍組織的密度對比度。血管注入對比劑，大量分布于血管內(nèi)，很快進入組織細胞外液，并達到平衡。,六、CT對比劑,CT平掃發(fā)現(xiàn)占位性病變，增強掃描，了解病變的血供，鑒別腫瘤性質(zhì)。血管性病變，增強掃描可直接顯示畸形血管的情況，椎管內(nèi)注入對比劑CT掃描，清晰勾畫出蛛網(wǎng)膜下隙的形態(tài)、大小等，有利于椎管內(nèi)病變的定位、定性診

20、斷。上腹部CT掃描，常規(guī)口服對比劑充盈胃和小腸，鑒別腸管和腫物。,六、CT對比劑,（三）對比劑的給藥途徑 1．靜脈團注法（blous injection）亦稱 快速注射法 2．靜脈滴注法 3．動脈注射 4．腸腔造影腹部空腔臟器檢查 5. 膽系造影增強 6. 蛛網(wǎng)膜下腔給藥,六、CT對比劑,（四）對比劑反應(yīng) 離子型…死亡0.0025％～0.0074