CT成像原理與臨床應(yīng)用

1、CT成像原理與臨床應(yīng)用容概要CT發(fā)展概括CT掃描儀的主要構(gòu)造CT成像的基來源理（重點(diǎn)、難點(diǎn)）CT圖像特色影響CT圖像的要素（重點(diǎn)）CT檢查方法與臨床應(yīng)用（難點(diǎn)）CT診療方法CT診療報(bào)告的書寫規(guī)CT的新進(jìn)展CT發(fā)展概括CT（computedtomography）即計(jì)算機(jī)斷層拍照。發(fā)明人：英國(guó)科學(xué)家Hounsfield。發(fā)明時(shí)間：1969年設(shè)計(jì)成功，1972年公諸于世的。突出特色：?是X線成像與計(jì)算機(jī)技術(shù)相聯(lián)合的產(chǎn)物。?是橫斷面圖像顯示，沒有重疊或重疊極少。?密度分辨率高，圖像清楚，診療正確。?CT問世的意義：大大擴(kuò)展了影像檢查的圍，是影像診療學(xué)發(fā)展史上的里程碑。Hounsfield所以獲取了19

2、79年諾貝爾獎(jiǎng)。CT的發(fā)展歷程2004年64層的螺旋CT問世（3D）?2002年16層的螺旋CT問世?2000年8層的螺旋CT問世?1998年4層螺旋CT應(yīng)用于臨床?1993年雙排CT研制成功?1989年螺旋CT應(yīng)用于臨床?1983年電子束CT（EBCT）研制成功?1978年國(guó)開始引進(jìn)CT1974年渾身CT應(yīng)用于臨床1972年CT正式應(yīng)用于臨床CT發(fā)展史傳統(tǒng)CT?CT分代掃描方式檢測(cè)器數(shù)目X線束形態(tài)掃描時(shí)間用途?第一代：平移/旋轉(zhuǎn)一個(gè)直線形4-5分/層頭顱?第二代：平移/旋轉(zhuǎn)幾十個(gè)小扇形18秒/層頭腹?第三代：旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)幾百個(gè)大扇形2-4秒/層渾身?第四代：旋轉(zhuǎn)/固定幾千個(gè)大扇形1-4秒/層渾

3、身第五代:電子束CT第六代:螺旋CTCT發(fā)展史傳統(tǒng)CT?CT分代掃描方式檢測(cè)器數(shù)目X線束形態(tài)掃描時(shí)間用途?第一代：平移/旋轉(zhuǎn)一個(gè)直線形4-5分/層頭顱CT發(fā)展史傳統(tǒng)CT?CT分代掃描方式檢測(cè)器數(shù)目X線束形態(tài)掃描時(shí)間用途?第二代：平移/旋轉(zhuǎn)幾十個(gè)小扇形18秒/層頭腹CT發(fā)展史傳統(tǒng)CT?CT分代掃描方式檢測(cè)器數(shù)目X線束形態(tài)掃描時(shí)間用途?第三代：旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)幾百個(gè)大扇形2-4秒/層渾身CT發(fā)展史傳統(tǒng)CT小結(jié)：X線成像與慣例CT成像的異同點(diǎn)同樣點(diǎn)：X線、灰階圖像不一樣點(diǎn)X照片:X線穿透人體后在膠片上形成潛影，經(jīng)顯定影辦理后獲取X線圖像。CT成像：安裝于掃描機(jī)架上的X線管發(fā)射X線，X線管和探測(cè)器圍繞患者做

4、機(jī)械性來去運(yùn)動(dòng)，X線穿透掃描層面后被探測(cè)器檢測(cè)并轉(zhuǎn)變成電流信號(hào)，再轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)，由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)橫斷面圖像重修。CT發(fā)展史電子束CT的觀點(diǎn)?1982年設(shè)計(jì)成功。由電子槍發(fā)射電子束，經(jīng)偏轉(zhuǎn)線圈偏轉(zhuǎn)，形成4束電子束同時(shí)打擊鎢靶，產(chǎn)生X線，并用于成像。其明顯特色是掃描速度快（可短到40ms/層），密度和空間分辨率高。主要用于心臟大血管病變檢查。設(shè)施特別昂貴，國(guó)裝機(jī)量少。CT發(fā)展史螺旋CT（spiralCT）?1989年問世的單層螺旋CT，是在第三代或第四代CT的基礎(chǔ)上，用滑環(huán)技術(shù)代替了高壓發(fā)生器與球管之間的高壓電纜線，向球管供給高電壓，加上大熱容量的球管和高速運(yùn)算的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就構(gòu)成。是CT發(fā)展史上的一

5、個(gè)里程碑。螺旋掃描與慣例步進(jìn)掃描的差別多層螺旋掃描表示圖4X3.75mmCT裝置的基本構(gòu)造CT成像的基來源理CT即計(jì)算機(jī)斷層拍照，是經(jīng)過準(zhǔn)值器高度準(zhǔn)值后的X線束繞人體某一部位作3600掃描，透過該層的X線由敏捷的檢測(cè)器(detector)檢測(cè)并經(jīng)過光電變換器變換成電流信號(hào)，再經(jīng)過A/D變換器變換為數(shù)字信號(hào)，計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算出該層面上各個(gè)基本成像單位體素（voxel）的X線衰減值，由這些數(shù)據(jù)構(gòu)成數(shù)字矩陣，再由D/A變換器將每個(gè)數(shù)字變換為黑白灰度不等的小方塊像素（pixel)，按原有矩陣次序擺列，即構(gòu)成了CT圖像。CT成像原理表示圖體素與像素X線的衰減與衰減系數(shù)X線的衰減與衰減系數(shù)X線穿透人體后的衰

6、減，遵照指數(shù)衰減規(guī)律：I=I0e-d?；蛟SIn=I0*e-(1+2+3+n)dI0為X線的入射強(qiáng)度，I為衰減后的X線強(qiáng)度，d為受檢部位人體組織的厚度，為接受X線照耀組織的線性汲取系數(shù)。?CT的成像過程，就是求出掃描層面每個(gè)體素（voxel)的衰減系數(shù)u的過程。=1/d*lnI0/I或許：1+2+3+n1/d*I0/In體素衰減系數(shù)像素越多，圖像分辨率就越高。舉例說明求u值的過程CT圖象特色1CT圖象是黑白灰階圖象CT圖象特色2CT圖象密度分辨率高最大特色和長(zhǎng)處。影像越黑表示密度越低。影像越白表示密度越高。?CT的密度分辨率比平片高1020倍，CT圖象特色3CT圖象密度能夠量化CT圖象特色4CT

7、圖象是橫斷成像?沒有重疊，部構(gòu)造清楚;?能夠再重構(gòu)成灌狀面和矢狀面及隨意斜面或曲面圖象影響CT圖像的要素?a?a檢查常用術(shù)語矩陣（matrix)象素（pixel）和體素(voxel)?原始數(shù)據(jù)（rawdata）與顯示數(shù)據(jù)(displaydata)?重修(reconstruction)與重組(recombination)?空間分辨率（SpatialResolution）和密度分辨率（DensityResolution）?CT值（CTvalue）?窗寬（windowwidth）和窗位（windowlevel）?部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）?偽影（artifact）?噪聲（

8、noise）矩陣?矩陣（matrix)：?矩陣表示一個(gè)縱橫擺列的數(shù)字陣列，所以也叫數(shù)字矩陣（digitalmatrix）。?此中的每個(gè)數(shù)字代表掃描層每個(gè)基本成像單位即體素（voxel）的X線衰減系數(shù)或汲取系數(shù)。?數(shù)字矩陣越大，像素越多，圖像空間分辨率越高。?512512256256體素和像素?體素(voxel)：?CT圖像其實(shí)是人體某一部位有必定厚度（如1mm，10mm等）的體層圖像。將成像的體層分紅按矩陣擺列的若干個(gè)小的基本單元，這些基本單元稱之為體素。?是一個(gè)三維的觀點(diǎn)。象素（pixel）：?一幅CT圖像是由好多按矩陣擺列的小單元構(gòu)成，這些構(gòu)成圖像的基本單元被稱之為像素。?是一個(gè)二維的觀點(diǎn)

9、。?像素越小，越能分辨圖像的細(xì)節(jié)，即圖像的分辨率越高。原始數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)?原始數(shù)據(jù)（rawdata）?CT掃描時(shí)，經(jīng)準(zhǔn)直的X線穿過人體某一層面后，探測(cè)器接收衰減后的X線信號(hào)，經(jīng)放大后行模數(shù)變換所獲取的數(shù)據(jù)稱之。?顯示數(shù)據(jù)(displaydata)?指原始數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算機(jī)復(fù)雜運(yùn)算辦理后獲取構(gòu)成CT某層面的矩陣圖像的數(shù)據(jù)。重修與重組?重修(reconstruction)?用原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算而獲取顯示數(shù)據(jù)的過程稱為重修。?重組(recombination)?用橫斷面數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算獲取冠狀面或矢狀面圖像的過程，稱為重組?？臻g分辨率?觀點(diǎn)：?空間分辨率（SpatialResolution）是指（LP

10、/cm）或許用可鑒別最小物體的直徑（CT影像中能顯示的最小細(xì)節(jié)，往常用每厘米的線對(duì)數(shù)mm）來表示。?影響要素：?探測(cè)器間距?重修矩陣?收集野、顯示野大小?象素的大小?采樣頻次?重修算法，等。密度分辨率?觀點(diǎn)：?密度分辨率（DensityResolution）是指CT能分辨組織構(gòu)造的最小密度差的能力，以百分?jǐn)?shù)（%）來表示。?CT的密度分辨力較一般X線高1020倍。?影響要素：?噪聲?被顯示物體的大小CT值觀點(diǎn)：?CT值（CTvalue）是X線汲取系數(shù)的函數(shù)。計(jì)算公式：?CT值=(-水)/水。式中K為常數(shù)，K=1000，水代表水的汲取系數(shù)，為水=1，為組織的汲取系數(shù)，CT值的單位是HU(houns

11、fieldunit)。能夠看出，值越高，CT值就越高，代表組織汲取X線量越多，即組織密度越高；反之亦然。窗寬與窗位?窗寬（windowwidth）?窗寬（windowwidth）是指熒屏圖像上所包含16個(gè)灰階的CT值圍。大于CT值上限的組織在圖像上呈全白色，低于下限的組織則呈全黑色。?窗位（windowlevel）?即窗寬上限、下限的均勻值，也叫窗平、窗中心。窗位的設(shè)定要依照察看目標(biāo)而定。CT值、窗寬與窗位部分容積效應(yīng)?部分容積效應(yīng)（partialvolumeeffect）：在同一掃描層面含有兩種以上不一樣密度的物質(zhì)時(shí)，其所測(cè)CT值是它們的均勻值，因此不可以照實(shí)反應(yīng)此中任何一種物質(zhì)的CT值，這

12、類現(xiàn)象為部分容積效應(yīng)或稱部分容積現(xiàn)象（partialvolumephenomenon）。偽影觀點(diǎn)：?偽影（Artifact）是指在被掃描物體中其實(shí)不存在而圖像中卻顯示出來的各樣不一樣種類的影像。?偽影影響圖像質(zhì)量，在診療時(shí)應(yīng)予注意。種類?一類與病人有關(guān)，一類與CT機(jī)性能有關(guān)。?病人不自主運(yùn)動(dòng)，如呼吸、心跳可形成偽影。病人在檢查時(shí)不合作，躁動(dòng)可產(chǎn)生偽影。此外，病人體高密度構(gòu)造和異物亦可形成偽影，如巖骨、金屬假牙、鋼釘?shù)取?另一類偽影由CT設(shè)施故障惹起，有條紋狀偽影，環(huán)形偽影等。噪聲觀點(diǎn)：?同一構(gòu)造或組織的CT值在均勻值上下隨機(jī)散布，這類隨機(jī)漲落就叫噪聲（noise）。?噪聲與圖像質(zhì)量呈負(fù)有關(guān)。?

13、噪聲與輻射劑量呈反比。噪聲的影響要素：探測(cè)器接受的光子數(shù)目管電流探測(cè)器的變換率重修算法等。CT檢查方法與臨床應(yīng)用檢查前準(zhǔn)備CT掃描方法臨床應(yīng)用CT檢查方法與臨床應(yīng)用檢查前準(zhǔn)備病員準(zhǔn)備去除金屬物件解說工作腸道準(zhǔn)備對(duì)照劑敏試不合作患者及重?；颊叩臏?zhǔn)備：醫(yī)生準(zhǔn)備核對(duì)受檢者信息。閱讀申請(qǐng)單，認(rèn)識(shí)病情、明確檢查部位和檢查目的依據(jù)檢查部位及診療要求，確立掃描圍、設(shè)計(jì)掃描程序及掃描方法。病例剖析1：請(qǐng)剖析、診療右下肺四周型肺癌伴縱膈淋奉承轉(zhuǎn)移？右下肺中央型肺癌伴縱膈淋奉承轉(zhuǎn)移？下一步怎么辦？手術(shù)？化療？放療？介入治療？都錯(cuò)了！病人弄錯(cuò)啦！真切狀況有何啟迪？核對(duì)患者信息特別重要！CT檢查方法與臨床應(yīng)用掃描方法

14、一般掃描特別掃描薄層掃描重疊掃描中斷掃描高分辨率掃描靶掃描加強(qiáng)掃描慣例加強(qiáng)掃描動(dòng)向加強(qiáng)掃描兩快一長(zhǎng)加強(qiáng)掃描延緩加強(qiáng)掃描螺旋CT雙期、三期掃描造影CT掃描：椎管造影掃描CT灌輸成像一般掃描（平掃）觀點(diǎn)：?一般掃描是指靜脈不注射碘對(duì)照劑的CT掃描技術(shù)，又稱平掃（plainscan）。是加強(qiáng)掃描的基礎(chǔ)。重點(diǎn)：?注意正常組織、器官及病理組織的CT特色：?高密度：骨骼、鈣化；金屬異物、血腫、結(jié)石。?中等密度：軟組織、實(shí)質(zhì)臟器、腦實(shí)質(zhì)；多半腫瘤、炎性腫塊。?低密度：空氣、脂肪、液體；水腫、液化、壞死。?混淆密度：特別掃描特別掃描?高分辨率掃描（highresolutionCT,HRCT）：是指獲取優(yōu)秀空間

15、分辨率圖像的掃描技術(shù)。要求：薄層、高分辨率算法、加大曝光量。目的：提升空間分辨率。靶掃描：其余：薄層掃描、重疊掃描、中斷掃描重點(diǎn)：依據(jù)診療要求的不一樣，合理選擇特別掃描。加強(qiáng)掃描觀點(diǎn)：加強(qiáng)掃描（contrastenhancementscan）指經(jīng)靜脈迅速注射碘對(duì)照劑后再進(jìn)行掃描的檢查方法。目的：增添組織與病變的密度差、提升病變的檢出率及診療正確性；顯示血管病變。重點(diǎn)：注意組織、器官、病變的加強(qiáng)程度、加強(qiáng)方式。種類：慣例加強(qiáng)掃描動(dòng)向加強(qiáng)掃描兩快一長(zhǎng)加強(qiáng)掃描延緩加強(qiáng)掃描螺旋CT雙期、三期掃描加強(qiáng)掃描議論為何要加強(qiáng)掃描？議論為何要三期加強(qiáng)掃描？議論心、血管病變成何必需加強(qiáng)掃描？CT檢查方法與臨床應(yīng)用

16、CT的后辦理功能多平面重組（MPR）：冠狀面、矢狀面、斜面、曲面多平面貌積重修（MPVR）：?最大密度投影（MIP），最小密度投影（MinIP）容積再現(xiàn)（VR）：血管造影CTA和骨成像仿真窺鏡技術(shù)（VE）CT灌輸成像CT的后辦理功能CT檢查的臨床應(yīng)用適應(yīng)癥：?外傷?感染性病變?血管性病變?腫瘤及腫瘤樣病變?先本性發(fā)育異樣?退變性疾患?治療后隨訪復(fù)查，等。CT診療方法認(rèn)識(shí)CT檢查方法和CT圖像信息全面、系統(tǒng)地察看CT圖像熟習(xí)正常CT解剖找尋病變，剖析異樣影像聯(lián)合臨床資料，綜合診療：定位診療。定性診療。定量診療。按期。CT診療報(bào)告書寫規(guī)CT診療報(bào)告書寫的基本要求：認(rèn)真仔細(xì)察看CT影像，全面系統(tǒng)地描

17、繪；書寫整齊，筆跡清楚，字體規(guī)；文字通暢，重點(diǎn)突出，邏輯性強(qiáng)；一般資料（患者、病變、年紀(jì)、檢查日期、CT號(hào)等）要核對(duì)無誤；診療建議要客觀、明確，要回答臨床科室提出的問題；署名在右下角，前全名、筆跡清楚。CT診療報(bào)告書寫規(guī)CT診療報(bào)告書寫的格式與容:一般資料：認(rèn)真核對(duì)，正確無誤。檢查部位、檢查方法和技術(shù)。CT影像表現(xiàn)的描繪臨床擬診病變（若有，則應(yīng)付所出現(xiàn)的病變的部位、散布、數(shù)目、大小、形態(tài)、邊沿、輪廓、入侵圍、及其與四周組織的關(guān)系等加以描繪，并對(duì)該疾病應(yīng)當(dāng)或可能出現(xiàn)而未出現(xiàn)的表現(xiàn)說明“未見”）、其余陽性發(fā)現(xiàn)、可疑病變或復(fù)雜病變需適合議論。CT診療建議：必定、否認(rèn)、可能性診療（提出1-3種可能性診療建議，并提出建議）?？陀^、適量。根絕漏診、減少