多層面螺旋CT圖像后處理技術

..多層面螺旋CT圖像后處理技術中國醫(yī)科大學第一臨床學院放射科朱玉森CT圖像后處理是80年代末伴隨螺旋CT的應用而出現(xiàn)的圖像綜合分析和處理技術,是將原始橫軸位圖像以二維或三維圖像形式再現(xiàn)的過程。圖像后處理需要局域網(wǎng)絡、圖像工作站、圖像后處理軟件和相應的后處理圖像輸出設備。圖像后處理技術包括二維〔多平面重建、三維〔容積重建、表面重建和CT仿真內(nèi)窺鏡等多種重建方法。后處理圖像的質量主要取決于原始數(shù)據(jù)的采集和原始圖像的重建質量,以及圖像后處理軟件的算法。圖像后處理的臨床意義在于它從多方位、多角度為影像專業(yè)和臨床醫(yī)生提供了更完整、更直觀和更易讀的反映人體內(nèi)部組織器官解剖結構和病變情況的影像學信息。與普通螺旋CT后處理圖像不同的是,多層面螺旋CT后處理圖像具有更高的圖像品質和更廣的圖像范圍,為臨床診斷和治療提供的影像信息更精確、更可靠。隨著影像數(shù)據(jù)采集和后處理設備以及軟件技術的不斷發(fā)展和完善,圖像后處理技術在醫(yī)學影像學診斷領域會發(fā)揮越來越重要的作用。第一節(jié)圖像后處理工作站大多數(shù)螺旋CT制造商如：GE、Siemens、Toshiba、Marconi等公司都開發(fā)了專用的圖像后處理工作站和圖像后處理軟件。以Toshiba的SGIO2〔ImagesPost-ProcessingWork-StationSGIO2工作站為例,它是以Toshiba協(xié)議或DICOM標準通過以太網(wǎng)絡與CT、MR等系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸并通過軟件系統(tǒng)進行二維和三維圖像重建的計算機輔助醫(yī)學影像診斷系統(tǒng),它由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)部分為了快速獲得高質量的后處理圖像,多層面螺旋CT通常以1.0-3.0mm的層厚采集原始數(shù)據(jù),并以0.5-1.0mm的間隔對其進行重疊重建,從而產(chǎn)生大量的〔一般為100-600幅原始橫軸面圖像。因此,工作站硬件系統(tǒng)的配置水平就決定了圖像后處理的能力和速度。SGIO2硬件系統(tǒng)的配置為：中央處理器：R1000064bitRISC1,270MHz主存儲器容量：1Gb數(shù)據(jù)高速緩沖存儲器容量：32Kb硬盤容量：27Gb〔512×512矩陣的圖像大約可存儲22,500幅,256×256矩陣的圖像大約可存儲900,000幅圖像監(jiān)視器：21英寸彩色監(jiān)視器,視頻輸出1280×1024,7503Hz磁光盤驅動器：5英寸,可驅動0.6/2.6Gb的可讀寫磁光盤〔0.6Gb磁光盤：512×512矩陣的圖像大約可存儲2,200幅；256×256矩陣的圖像大約可存儲8,800幅,2.6Gb磁光盤：512×512矩陣的圖像大約可存儲9,000幅；256×256矩陣的圖像大約可存儲36,000幅彩色打印機：通過以太網(wǎng)連接的彩色打印機可輸出高質量的彩色圖片視頻輸出：支持NTSC和PAL兩種標準,可以將正在處理中的屏幕圖像以視頻信號的方式輸出軟件系統(tǒng)部分圖像后處理的目的是為臨床診斷和治療提供完整、豐富、和直觀、易讀的影像信息。軟件系統(tǒng)為此通過先進的算法〔Algorithm提供了對原始圖像的處理、分析和輸出等功能。系統(tǒng)軟件：IRIX版本6.5應用軟件：Alatoview版本1.42。它是一種可以將CT、MR、NM〔NuclearMedicine和數(shù)字X-ray設備采集和重建的斷層圖像處理成各種二維和三維圖像的醫(yī)學圖像后處理應用軟件系統(tǒng)。主要功能包括圖像文件管理、二維圖像后處理、三維圖像后處理、仿真內(nèi)窺鏡、后處理圖像輸出等。Alatoview支持通過以太局域網(wǎng)絡用Toshiba協(xié)議和DICOM標準與Toshiba或非Toshiba的CT和MR等影像數(shù)據(jù)采集設備進行數(shù)據(jù)通訊。第二節(jié)圖像后處理方法常規(guī)橫軸面圖像僅顯示人體橫斷面解剖的影像信息。診斷時,需要由有經(jīng)驗的影像專業(yè)醫(yī)生對大量的圖像進行逐層面的分析,同時要將觀察到的連續(xù)影像在大腦中建立起組織器官的立體和空間關系概念才能判斷病變的位置、范圍和與周圍組織器官之間的關系。但是,對于復雜的部位和器官〔如：腹部和盆腔,以及微細的血管結構往往會給分析帶來困難,甚至造成錯誤的判斷。圖像后處理方法則通過對原始圖像的二維和三維重建,以任意平面和任意角度的立體圖像為影像專業(yè)醫(yī)生和臨床醫(yī)生提供了完整、直觀和易于精確定位的影像信息。不同廠商開發(fā)的圖像后處理軟件功能各異,Alatoview應用軟件系統(tǒng)的主要圖像后處理功能見表1。表1多層面螺旋CT圖像后處理軟件Alatoview功能分類二維圖像后處理多平面重建〔MultiPlanarReconstruction-MPR冠狀面〔CoronaryPlanarReconstruction矢狀面〔SagittalPlanarReconstruction橫軸面〔TransverseaxialPlanarReconstruction斜面〔ObliquePlanarReconstruction-OPR曲面〔CurvedPlanarReconstruction-CPR計算容積重建〔ComputedVolumeReconstruction-CVR三維圖像后處理三維容積重建〔Three-dimensionalvolumereconstruction遮蓋容積重建〔Shadedvolumereconstruction-SVR密度容積重建〔Intensityvolumereconstruction-IVR最大密度投影〔MaximumIntensityprojection-MIP最小密度投影〔MinimumIntensityprojection-Min-IPX-線模擬投影〔X-rayprojection-X-rayProj透明化X-線模擬投影〔TransparencyX-rayprojection-4D三維表面重建〔Three-dimensionalsurfacereconstruction遮蓋表面重建〔Shadedsurfacedisplay-SSDTexture-AllTexture-Exp仿真內(nèi)窺鏡仿真內(nèi)窺鏡〔Fly-through腔器官鑄型〔Fly-around二維圖像后處理〔TwoDimensionalImagesPost-Processing多平面重建〔MPR圖3-2-1MPR重建屏幕MPR是從原始橫軸位圖像獲得人體相應組織器官任意層面的冠狀、矢狀、橫軸面和斜面的二維圖像的后處理方法。圖3-2-1所示為生成冠狀、矢狀、橫軸和斜面二維圖像的操作屏幕界面。在冠狀、矢狀和橫軸面框內(nèi)均有相互垂直的兩條光標線〔冠狀面框內(nèi)還有一條斜面光標線,用鼠標拖動光標線至不同的位置即可得到相應方位和平面的圖像。點擊鼠標右鍵可以將冠狀面框內(nèi)的斜面光標線移至其它框內(nèi),通過調(diào)整斜面光標線的位置和角度則可以得到任意斜面的圖像。MPR適用于顯示全身各個系統(tǒng)組織器官的形態(tài)學改變,尤其是對判斷顱底、頸部、肺門、縱隔、腹部、盆腔內(nèi)、動靜脈血管等解剖結構復雜部位和器官的病變性質、侵及范圍、毗鄰關系和小的骨折縫隙及骨折碎片和動脈夾層破口及膽道、輸尿管結石的定位診斷具有明顯的優(yōu)勢〔圖3-2-2,3〔圖3-2-2,3-2-3。國外文獻作者認為橫軸位圖像是CT影像診斷的"金標準",而多層面螺旋CT以0.5mm的薄層采集容積數(shù)據(jù)大大提高了沿軀體長軸方向的分辨率,重建后的MPR圖像具有各向同性〔Isotropic的特點,即各方位不同層面的圖像具有完全〔幾乎相同的空間分辨率和信噪比。所以,多層面螺旋CT的MPR圖像均可以作為CT圖像診斷的"金標準"。但是,前提是采用薄層采集數(shù)據(jù)、選用適當?shù)穆菥?、重疊重建、濾過重建函數(shù)〔軟組織或骨函數(shù)和去除骨偽影的參數(shù)〔RASP等。圖3-2-1MPR重建屏幕圖3-2-2髂總動脈瘤MPR圖像圖3-2-3曲面重建〔CPR是MPR的一種特殊方式。圖3-2-4所示為生成曲面圖像的操作屏幕界面。可選擇在冠狀、矢狀和橫軸面框內(nèi)按靶器官走行方向用鼠標追蹤點擊劃出一條通過該器官軸線的曲線,即可將曲線所經(jīng)過層面的體元數(shù)據(jù)重建成一幅拉直展開的圖像。曲面重建適用于展示人體曲面結構的器官〔如：頜面骨、骶骨、走行迂曲的動脈血管、支氣管和胰腺等的全貌〔圖3-2-5,6〔圖3-2-5,3-2-6。重建后的曲面圖像同樣具有各向同性〔Isotropic的特點。但是,曲面圖像的客觀性和準確性受操作者點劃曲線的準確性影像較大。特別是用該方法測量的直徑和長度等結果有一定的誤差。圖3-2-4曲面重建屏幕圖3-2-5上頜埋伏牙曲面重建圖像圖3-2-6右腎動脈狹窄曲面重建圖像計算容積重建〔CVR是MPR的另一種特殊方式。它主要是通過適當?shù)卦黾庸跔睢⑹笭?、橫軸面和斜面圖像的重建層厚,以求能夠較完整地顯示與該平面平行走性的組織器官結構的形態(tài),如：血管、支氣管等等〔圖3-2-7,8〔圖3-2-7,3-2-8,同時也可以增加圖像的信/噪比。但是,過分增加重建層后〔厚也會〔因降低空間分辨率而掩蓋小的病灶或〔病變或正常組織的微細構造結構。采圖3-2-7前顱窩底腦膜瘤C圖3-2-7前顱窩底腦膜瘤CP<V>R圖像〔左下圖圖3-2-8<肺轉移瘤的CVR圖像>采集數(shù)據(jù)要求：1擺正體位；2頭頸部器官和骨骼采集層厚≤1.0mm/每層,胸腹部器官采集層厚≤3.0mm/每層,重疊50%重建；3重建函數(shù)選用FC10〔軟組織/FC30〔骨骼；4對手、腳掌骨及關節(jié)等部位在確保掃描范圍足夠的情況下,盡量采用小視野放大掃描；5胸鎖關節(jié)、肩關節(jié)及髖關節(jié)等部位重建圖像時須選用RASP參數(shù)以除去偽影干擾；6對〔欲了解骨骼腫瘤需了解周圍軟組織受侵及范圍和程度時須注射對比劑。圖像后處理技術要點：1根據(jù)要顯示的靶器官〔診斷目的適當調(diào)整窗寬、窗位；2采用小間隔〔<2mm生成軸位預覽圖像以找出病變所在位置和范圍；3針對已確定的病變范圍根據(jù)需要調(diào)整層間隔、層厚和圖像幀數(shù)〔,分別生成軸位、冠狀位和矢狀位圖像；4如果采集數(shù)據(jù)時病人體位不正,須用斜面重建方式進行調(diào)整以獲得對稱圖像〔；5要提高圖像信噪比或是強調(diào)病變與周圍血管等關系時,制作CVR圖像；如有特殊需要,如要追蹤血管或輸尿管等時,制作CPR圖像。圖像濾過處理〔ImagesFilteringProcessing圖像濾過處理是改變圖像重建算法以提高后處理圖像空間分辨率和密度分辨率的計算機軟件技術〔圖9-10。根據(jù)濾過效果可以分為平滑、平均和邊緣銳化三種方式。對原始橫軸位圖像濾過處理的〔圖像顯示效果與使用相應的濾過重建函數(shù)對原始數(shù)據(jù)〔濾過處理再重建后的圖像〔顯示效果等同。但是,前者可以大大縮短主機的圖像重建時間,并節(jié)省對同一病人的數(shù)據(jù)用不同濾過重建函數(shù)生成的多組圖像所占用的硬盤存儲空間。濾過可以針對某一幅圖像,也可以對一組圖像進行批處理。圖3-2-9濾過前〔左圖3-2-10濾過后〔右〔三自動電影圖像生成〔AutomaticMovieImagesGeneration自動電影圖像生成是二維圖像后處理中的一個重要功能。雖然MPR圖像可以為診斷提供任意方位的影像信息,但是其中任一幅僅能反映人體局部某一方位一個層面的解剖圖像。所以,需要觀察和分析檢查部位范圍內(nèi)連續(xù)層面的圖像特征才能全面、準確地判斷病變以及與周圍組織器官的毗鄰關系,自動電影圖像生成就提供了這樣的功能。生成自動電影圖像前,要根據(jù)需要確定生成電影圖像的范圍、層厚和層間隔,并調(diào)整好窗寬和窗位。生成后可以適當?shù)乃俣然胤藕屯ㄟ^激光相機打印出膠片,也可以保存到硬盤或磁光盤中?！菜膱D像注釋和測量〔ImagesAnnotationandMeasurementProcessing注釋和測量是圖像分析的輔助功能。它可以在圖像上做文字、直線、折線、箭頭、圓、橢圓、矩形框等標注和在適當?shù)奈恢貌迦肟潭葮顺?；可以做長度、角度和直徑的測量；也可以測量圖像中某一點或某一興趣區(qū)的CT值,興趣區(qū)的大小可以任意調(diào)整,形狀可以選擇圓形、橢圓形、矩形或任意形狀,可以在圖像的任意位置設置一個或多個興趣區(qū)。測量結果中給出興趣區(qū)內(nèi)CT值的最大值、最小值、平均值和標準差。對圖像的輔助分析和處理功能詳見表2。表2圖像的輔助分析和處理功能后處理方法自動電影注釋測量濾過測CT值縮放移動鏡像灰階調(diào)整MPR〇〇〇〇〇〇〇〇〇CPR×〇〇××〇〇〇〇SVR〇〇×××〇〇〇×IVR〇〇×××〇〇〇〇MIP〇〇×××〇〇〇〇Min-IP〇〇×〇×〇〇〇〇X-rayProj×〇〇××〇〇〇〇SSD〇〇〇××〇〇〇×Texture-all〇〇〇××〇〇〇〇Texture-Exp〇〇〇××〇〇〇〇Fly-throughFly-around〇〇〇××〇〇〇×注：〇允許,×不允許三維圖像后處理三維容積重建圖3-2-11SVR重建屏幕遮蓋容積重建〔<ShadedVolumeRendering,>SVR：主要算法特點是利用采集矩陣中容積數(shù)據(jù)的全部體元,由灰階梯度法根據(jù)每個像元光源的方向和強度進行遮蓋,以8種顏色表達不同的像元值,針對每個像元值調(diào)整其透過度。圖像主要的特點是分辨率高,可以同時顯示軟組織、血管和骨骼,三維空間解剖關系清晰,色彩逼真、任意旋轉角度、操作簡便和適用范圍廣,是目前多層面螺旋CT三維圖像后處理中最常用的技術之一。圖3-2-11所示為生成SVR圖像的操作屏幕界面。裝入〔load原始圖像數(shù)據(jù)后,在顯示方式菜單中選擇"ShadedVol",在條件菜單中選擇相應的重建部位或器官項〔每一個項目中均提供預設的CT值見表3,即可得到該部位或器官的初步圖像。然后,根據(jù)需要可用"平面剪輯-Clliping"、"斜面剪輯-Clliping"、"切割-Cutting"、"鉆洞-Drilling"和"電子分離-Seed"等工具對圖像進一步加工處理,以使病變和周圍的組織最大限度地、完整、清晰地顯示出來。最后,用"不透過度曲線-Opacity"調(diào)整圖像中不同組織的清晰度、偽彩色、光照亮度,并選擇"圖像高質量方式-Qualitymode",即可得到最終的圖像?！沧哉J為理想效果的設定值可以存儲在菜單中,以供下次直接選用。圖3-2-11SVR重建屏幕表3條件菜單中的預設CT值部位或器官預設CT值表面顯示域值動態(tài)范圍下限值〔HU上限值〔HU下限值〔HU上限值〔HUCT-骨250204802048CT-軟組織-2002048-3002048CT-腦血管902048-256512CT-胸部、皮膚-700-200-1100512CT-腹部、肝臟、盆腔-1202048-512512CT-軟組織、血管1002048-512512MR-腦,FE_T13502048502048MR-血管3002048502048MR-3D_FASE,MRCP40020485020483D-血管402048122048SVR圖像主要適用于顯示以下器官和系統(tǒng)的病變：骨骼系統(tǒng)：SVR圖像可以立體、直觀和清晰地顯示正常顱骨、軀干骨和四肢骨的生理性突起〔如：棘、粗隆、結節(jié)和嵴等、凹陷〔如：窩、溝和壓跡等、空腔〔如：腔、竇、管、道、孔等和膨大〔如：頭、頸和髁等,以及關節(jié)的骨性結構〔如：關節(jié)頭和關節(jié)盂等的形態(tài)。對長骨、短骨、扁骨和不規(guī)則骨,特別是對顯示解剖結構和關系復雜的腕關節(jié)、踝關節(jié)、肘關節(jié)、肩關節(jié)、髖關節(jié)和脊柱及其附件的骨折,關節(jié)脫位,畸形以及骨腫瘤等病變的位置、程度、范圍和與周圍組織器官的毗鄰關系,對骨科和整形外科制定手術方案、預測手術的可能性及評估手術的愈后等都具有很高的臨床應用價值〔圖3-2-12,17。圖3-2-12下頜骨肉瘤SVR圖像圖3-2-13頸椎結核SVR圖像圖3-2-14肋骨骨折SVR圖像圖3-2-12下頜骨肉瘤SVR圖像圖3-2-13頸椎結核SVR圖像圖3-2-14肋骨骨折SVR圖像采集數(shù)據(jù)要求：1擺正體位；2采集層厚<2.0mm/每層,重疊重建間隔≤0.5mm；3選用骨骼重建函數(shù)FC30；4對手、腳掌骨及關節(jié)等部位在確保掃描范圍足夠的情況下,盡量采用小視野放大掃描；5胸鎖關節(jié)、肩關節(jié)及髖關節(jié)等部位重建圖像時須選用RASP參數(shù)以除去偽影干擾；6頜面部掃描時病人應取張口位〔或咬牙墊；7對骨骼腫瘤需了解周圍軟組織受侵及范圍和程度時須注射對比劑。圖3-2-15腰椎骨折SVR圖像圖3-2-16撓骨小頭骨折SVR圖像圖3-2-17骨巨細胞瘤復發(fā)SVR圖像圖3-2-15腰椎骨折SVR圖像圖3-2-16撓骨小頭骨折SVR圖像圖3-2-17骨巨細胞瘤復發(fā)SVR圖像圖像后處理技術要點：1準確選擇預設CT值的上下限〔見表3,尤其是對較薄的扁骨〔如：肩胛骨重建時應特別慎重以免造成人為的骨質缺損或破壞的假象；2必要時可用Clipping、Cutting等工具除去掃描托架、固定石膏等影像的干擾和〔,清晰地顯露病變；3對骨關節(jié)可用Seed技術施行電子關節(jié)分離,以便更清楚地觀察關節(jié)頭和關節(jié)盂；4適當調(diào)整偽彩色和遮蓋光線的強度,以使圖像更清晰、色彩更逼真；5在判斷解剖結構復雜或細小的骨折縫隙和游離碎片時需要借助MPR圖像準確定位；6多角度旋轉圖像盡可能清晰、完整地顯示病變部位以及與鄰近結構的三維空間關系。血管系統(tǒng)：SVR作為MS-CTA的主要后處理技術在血管系統(tǒng)特別是對動脈血管系統(tǒng)病變可以清晰、確切地顯示大范圍復雜血管的完整形態(tài)、走行和病變,圖像立體感強,能以多角度直觀地顯示病變與血管、血管之間以及血管與周圍其它器官之間的三維空間解剖關系,其診斷價值已經(jīng)被臨床醫(yī)生認可。對大動脈血管病變?nèi)纾簞用}瘤、動靜脈畸形、狹窄、梗塞、閉塞、夾層和血管壁的鈣化等的診斷已經(jīng)基本取代了〔可以避免DSA檢查。對腦動脈瘤的診斷〔,國、內(nèi)外有關研究報告證實〔認為3D-CTA具有很高的準確性、敏感性和特異性,可以確切地檢出瘤體直徑<3mm的腦動脈瘤。作為一種快速和非創(chuàng)傷性檢查手段,可以準確地顯示瘤體的位置、形態(tài)和大小,評價瘤頸部與瘤體、載瘤動脈和周圍血管之間的空間關系,模擬手術入路為選擇適當?shù)氖中g治療方案提供直觀、可靠的依據(jù),可以作為腦動脈瘤的首選影像學診斷方法。近年來,有許多文獻報道主張用3D-CTA取代或部分取代DSA診斷腦動脈瘤?！矆D3-2-18,23〔。采集數(shù)據(jù)要求：1采集層厚≤3.0mm/每層；2重疊重建間隔≤2.0mm；3選用軟組織重建函數(shù),如FC=10/43；4對比劑用量1.0-2.0ml/kg；5注射速率2.5-3.0ml/sec.；6延遲時間15-20sec.,必要時可用對比劑跟蹤技術〔Sure-Start；7掃描方向自下而上〔同血流一致；8對Willis環(huán)動脈瘤掃描范圍自第一頸椎向上10cm,并盡量采用放大掃描技術。圖像后處理技術要點：〔以腦動脈瘤診斷為例。1準確選擇預設CT值的上下限〔見表3,過高或過底均會影像病變〔血管顯示的清晰度和真實性。但是,適當提高〔降低下限值可以〔顯示微細血管,如在鑒別后交通動脈是〔的動脈瘤還是〔和起始部漏斗樣擴張〔時,逐漸改變〔降低域值后,動脈瘤仍保持圓頂,而漏斗樣擴張則變成錐形〔,尖端會有后交通動脈顯現(xiàn)；2用Clipping圖3-2-18大腦中動脈瘤SVR圖像圖3-2-19無名動脈瘤SVR圖像圖3-2-20弓降部動脈瘤SVR圖像圖3-2-21動脈導管未閉SVR圖像圖3-2-22髂總動脈瘤SVR圖像圖3-2-23下肢膿腫SVR圖像或Cutting等工具除去下矢狀竇、直竇和大腦大靜脈以及顱骨等影像的干擾；3從前后、后前、左右側位和頭側和腳側位仔細觀察血管形態(tài)查找動脈瘤；4適當調(diào)整偽彩色和遮蓋光線的強度,以使圖像更清晰、色彩更逼真；5在疑有直徑<2.0mm的動脈瘤時需要借助Fly-around技術輔助判定；6多角度旋轉圖像盡可能清晰、完整地顯示瘤頸部與瘤體、載瘤動脈和周圍血管之間的三維空間關系；〔。7對于后交通動脈瘤,也可行3D-MRA檢查會更好地顯露動脈瘤的全貌,而無顱底骨的干擾。影響后處理圖像質量的主要因素：〔1數(shù)據(jù)采集層厚：薄層〔<3mm采集數(shù)據(jù)可提高其分辨率?！?對比劑劑量：適當?shù)膶Ρ葎﹦┝俊?00ml左右可保證血管中有較高的對比劑濃度,使血管影像特別是細小血管的影像更清晰、更真實?！?對比劑注射速率：注射速率應>3.0ml/s,以避免掃描期間血管中對比劑被血流稀釋,使其濃度保持較高的峰值狀態(tài)?！?延遲時間：它是數(shù)據(jù)采集成敗的關鍵。過早開始掃描,血管內(nèi)的對比劑〔濃度尚未達到峰值、未充分與血液混合均勻；反之,對比劑則被血流稀釋且過多地進入靜脈和血管周圍〔周身組織,從而影響靶血管的成像質量。〔5心臟每搏輸出量和循環(huán)時間：心臟功能和循環(huán)時間有個體差異,最佳延遲時間也會不同。因此,在制定掃描計劃前應了解病人的心臟功能狀況,以便根據(jù)具體情況調(diào)整延遲時間〔,最好應用造影劑示蹤技術?！?肩部骨偽影：弓上分支血管受肩部骨偽影的影響較大。因此,在掃描計劃中應選擇RASP參數(shù)以除去骨偽影的干擾。泌尿系統(tǒng)：SVR圖像可以清晰地顯示經(jīng)對比劑強化的腎臟、腎盞和腎盂的完整形態(tài),以及全程輸尿管的走行和梗阻、狹窄部位和狹窄程度,并能以多角度直觀地顯示腎臟、輸尿管與周圍血管以及骨骼之間的解剖關系〔圖3-2-24。膽道系統(tǒng)：與臨床膽道系統(tǒng)影像學檢查方法"T"型管造影、經(jīng)皮肝穿膽道造影〔PTC、經(jīng)內(nèi)鏡逆行胰膽管造影〔ERCP、常規(guī)靜脈膽道造影、彩色超聲多普勒和磁共振膽道造影〔MRCP等比較,SVR是一種無創(chuàng)、無損傷和無痛苦的<膽道造影><MS-CTC>后處理方法。經(jīng)靜脈注射或滴注對比劑膽影葡胺后可以多角度、直觀、完整地顯示膽道系統(tǒng)的三維解剖形態(tài),適于顯示膽影膽管樹的分布狀態(tài),能準確地定位膽道梗阻、狹窄部位、膽囊息肉和解剖變異等〔圖3-2-25。<>采集數(shù)據(jù)要求：1①采集層厚2.0-3.0mm/每層；2②重疊重建間隔1.0mm；3③選用軟組織重建函數(shù),如FC=10/43；4④對比劑膽影葡胺用量30ml；5⑤靜脈慢速滴注射〔20-30min.滴完為宜；6⑥延遲時間30-60min.；7⑦當病人膽紅素明顯升高時〔>40mmol/L,須增減對比及用量1.5倍圖3-2-24輸尿管狹窄SVR圖圖3-2-25左右；8⑧當病人總膽紅素>85.5mmol/L時,應采用靜脈注射血管增強對比劑100-130ml,注射速率2-3ml/s,延遲時間60-70s。圖像后處理技術要點：①準確選擇預設CT值的上下限〔見表3；2②必要時可用Clipping、Cutting等工具除去骨骼及腸道等影像的干擾；3③適當調(diào)整偽彩色和遮蓋光線的強度,以使圖像更清晰、色彩更逼真；4④借助MPR圖像可準確定位解剖結構復雜或細小的病灶；5⑤多角度旋轉圖像以便盡可能清晰、完整地顯示病變部位以及與鄰近結構的三維空間關系。圖3-3-26前顱窩底腦膜瘤SVR圖像圖3-3-26,27甲狀腺癌SVR圖3-3-28肺癌SVR圖像腫瘤：應用SVR多曲線調(diào)整〔FreesettingMulti-ThresholdvaluesCurve技術可以將經(jīng)對比劑強化的各系統(tǒng)和器官的腫瘤在同一幅三維圖像上同時獲得骨、血管和軟組織的影像,能夠對腫瘤準確地定位、完整地顯示病灶本身的狀態(tài)以及與周圍組織器官和血管的毗鄰關系和受侵及、擠壓移位等情況。經(jīng)處理后的圖像可以對病變進行任意角度的旋轉,多方位觀察和分析。為了清晰地顯示病灶的隱蔽部分,可對圖像進行剪裁、切割、鉆洞和制作自動電影,為臨床醫(yī)生對疾病做出正確的判斷提供更加豐富的影像學信息〔圖3-3-26,28。圖3-3-26前顱窩底腦膜瘤SVR圖像圖3-3-26,27甲狀腺癌SVR圖3-3-28肺癌SVR圖像采集數(shù)據(jù)要求：1①采集層厚根據(jù)不同部位和病變大小適當選擇〔一般層厚應小于3.0mm/每層；2②重建函數(shù)應選擇FC10/43；3③采用重疊重建。圖像后處理技術要點：1①準確調(diào)整多曲線；2②針對不同組織的CT值設置偽彩色；3③對解剖結構復雜或小病灶應借助MPR圖像。密度容積重建〔IVR：IVR圖像利用全部體元的深度和透過度信息成像,主要適用于觀察腹部和肺部CT值差別較小的組織器官〔圖3-2-29,30。采集數(shù)據(jù)要求和圖像后處理技術要點與SVR相同。圖像后處理技術要點：1準確調(diào)整多曲線；2適當調(diào)整窗寬和窗位。圖3-2-29肺IVR圖像圖3-2-30大腦IVR圖像最大密度投影〔MIP：MIP是利用容積數(shù)據(jù)中在視線方向上密度最大的全部像元值成像的投影技術之一。因為成像數(shù)據(jù)源自三維容積數(shù)據(jù),因而可以隨意改變投影的方向；因為成像數(shù)據(jù)取自三維容積數(shù)據(jù)中密度最大的像元值,因而其主要的優(yōu)勢是可以較真實地反映組織的密度差異,清晰確切地顯示經(jīng)對比劑強化的血管形態(tài)、走行、異常改變和血管壁的鈣化程度以及分布范圍,對長骨、短骨、扁骨等的正常形態(tài)和骨折、腫瘤、骨質疏松等病變造成的骨質密度的改變也非常敏感。此外,對體內(nèi)異常的高密度異物的顯示和定位也具有特別的作用。由于以上特點,MIP作為一種有效的常規(guī)三維圖像后處理技術廣泛地用于顯示血管、骨骼和軟組織腫瘤等病變〔圖3-2-31,35。MIP的缺點是對密度接近且結構相互重疊的復雜解剖部位不能獲得有價值的圖像；圖像缺乏空間深度感,難以顯示顱內(nèi)走行復雜的動、靜脈血管之間和與顱骨之間的三維空間關系。克服上述缺點的主要方法是用Clipping、Cutting、Seed或Segmentation等技術去除靶器官以外的組織影像的干擾和對圖像進行適當角度的旋轉。圖3-2-31胸廓MIP圖像圖3-2-32腰椎MIP圖像圖3-2-33動脈內(nèi)支架圖3-2-34腹主動脈瘤MIP圖像最小密度投影〔Min-IP：Min-IP是利用容積數(shù)據(jù)中在視線方向上密度最小的像元值成像的投影技術。由于人體內(nèi)的組織器官中氣道和經(jīng)過特殊處理〔清潔后充氣的胃腸道等的CT值最低〔-1000HU,所以Min-IP主要用于顯示大氣道、支氣管樹和胃腸道等中空器官的病變〔圖3-2-35。圖像后處理技術要點：1用Clipping對圖像進行適當?shù)那懈钜员闳コ衅鞴僦車趋篮蛙浗M織影像的重疊干擾；2適當?shù)卣{(diào)整窗寬、窗位,以清晰顯示中空器官內(nèi)的病變以及與周圍組織之間的對比關系。圖3-2-35支氣管樹Min-IP圖像X-線模擬投影〔X-rayProj：X-rayProj是利用容積數(shù)據(jù)中在視線方向上的全部像元值成像的投影技術。重建后的圖像效果類似于普通X-線攝影,故稱為X-線模擬投影。但是與普通X-線攝影比較主要優(yōu)勢是：1可進行多角度、多方位投影；2可用Clipping、圖3-2-35支氣管樹Min-IP圖像Cutting、Seed和Segmentation技術去除與靶器官重疊的組織器官影像的干擾；3可利用原始數(shù)據(jù)做回顧行后處理。X-rayProj主要用于骨骼病變的顯示〔圖3-2-36。圖3-2-36顱骨X-rayProj透明化X-線模擬投影〔4D：4D圖像實際上是由X-rayProj技術衍生出來的以透明方式顯示的圖像。它主要用于顯示中空器官和骨骼等表面組織結構密度明顯高于內(nèi)部組織密度的器官。因此,經(jīng)過透明化處理的X-rayProj圖像在顯示氣道、食道、胃腸道、膽道、血管和長骨、扁骨等骨骼病變方面有一定的優(yōu)勢〔圖3-2-37,40。圖像后處理技術要點：1用Segmentation技術去除靶器官〔骨骼除外以外的組織,再調(diào)整CT值的上下限以至只保留圖3-2-36顱骨X-rayProj靶器官表面的影像；2在X-rayProj界面中適當調(diào)整窗寬、窗位直至獲得具有明顯透明效果的圖像。圖3-2-37,圖3-2-37,38,39,40腹主動脈瘤、肋骨骨折、脛骨骨折和結腸4D圖像三維表面重建遮蓋表面顯示〔SSD：SSD是應用最早的三維圖像后處理技術。與SVR〔對全部容積數(shù)據(jù)進行遮蓋成像不同的是SSD是對高于所設定域值的表面數(shù)據(jù)進行遮蓋計算機軟件模擬的光源成像的。SSD主要用于骨骼和血管、氣道、膽囊等中空器官的顯示。它的主要缺點是：1成像過程僅利用表面數(shù)據(jù),故丟失信息較多；2成像過程中如域值設置不當會造成一定的假象〔圖3-2-41,44。Texture-All：在整個靶器官表面顯示原始圖像〔圖3-2-45。Texture-Exp：在靶器官被切割的表面顯示原始圖像〔圖3-2-46。圖3-2-41大腦中動脈瘤SVR圖像圖3-2-42大腦中動脈瘤SSSD圖像圖3-2-43額及和面骨骨折SVR圖像圖3-2-44額及和面骨骨折SSSD圖像圖3-2-45前顱窩底腦膜瘤TextureALL圖像圖3-2-46前顱窩底腦膜瘤TextureExp圖像三維圖像后處理工具平面剪輯〔Clliping：用鼠標點選"Clliping"圖標,再分別拉動在屏幕上顯示的紅、綠、藍色參考直線就可以沿X、Y、Z軸對圖像做6個方向任意深度的切割剪輯〔圖3-2-47。圖3-2-47Clliping屏幕斜面剪輯〔ObliqucClliping：用鼠標點選"Obl.Clliping"圖標,再點擊"Cut"和"Rotate"按鈕,并分別向上、下、左、或右推動鼠標就可以對圖像做不同方向切面的切割剪輯,通過拉動"Depth"滑塊可以調(diào)整切割的深度〔圖3-2-48。圖3-2-47Clliping屏幕切割〔Cutting：用鼠標點選"Cutting"圖標,再點選"不規(guī)則折線"圖標,并選擇"Include"或"Exclude",然后用鼠標在圖像上點圈一封閉曲線〔點擊鼠標右鍵使曲線閉合,之后點擊"Apply"圖標即可獲得封閉曲線以內(nèi)或以外的圖像。圖3-2-48Obl.Clliping屏幕鉆洞〔Drilling：用鼠標點選"Drilling"圖標,屏幕上即顯示出參考圖像"Ref.Image"。此時可拖動鼠標在"A"或"B"圖像區(qū)畫出一矩形框〔框的形狀和面積即為洞口的大小,同時在"Ref.Image"上顯示的矩形框表示洞的深度,可用鼠標拖動此矩形框以調(diào)整深度。選擇不同的"ViewingAngle"可改變"Ref.Image"的觀察方向。然后,點擊"Apply"即可完成鉆洞。應用該工具可以模擬手術入路。圖3-2-48Obl.Clliping屏幕電子分離〔Seed：進入組織器官分離〔Segmentation界面,此時屏幕分為"原始圖像區(qū)-Orig"、"合成圖像區(qū)-Binary"、"原始圖像+合成圖像區(qū)-Orig+Binary"和"結果圖像區(qū)-Result"等四個區(qū)。點擊"ExtractOptions"即打開"Seed"屏幕,再點選"3D"、"Include",然后用鼠標點擊"Result"區(qū)圖像的某一點,與此點不相連的組織器官的圖像即被除去；相反如點選"Exclude",則除去與此點相連的組織器官的圖像。應用該工具可以實施電子關節(jié)分離〔圖3-2-49,53。圖3-2-49環(huán)椎圖3-2-50肩胛骨圖3-2-51髖臼圖3-2-52下頜窩圖3-2-53下頜骨MSCT仿真內(nèi)窺鏡CT仿真內(nèi)窺鏡是20世紀90年代初由ViningDJ、GelfandDW和BechholdRE等首次報道并用于檢查結腸病變的一種特殊的三維圖像后處理技術。由于應用該技術重建后的圖像效果類似于纖維內(nèi)窺鏡所見,所以被稱為CT仿真內(nèi)窺鏡。CT仿真內(nèi)窺鏡其成像原理主要是用"區(qū)帶跟蹤-Regiongrowing"法準確地識別中空器官的壁與相鄰組織之間的密度差,再根據(jù)所提取CT值的范圍用大量的微小多邊形生成仿真空腔圖像。應用該技術重建的圖像有兩種顯示方式,一種是利用Alatoview提供的軟件功能將觀察視線移入腔內(nèi)進行動態(tài)、實時的觀察氣餒？壁是否光滑、平整,是否存在管腔狹窄和閉塞,腔內(nèi)是否有異物阻塞等,即Fly-through顯示方式；另一種顯示方式是將觀察視線移到腔外面以觀察靶器官的外觀形態(tài)的變化和與周圍組織器官的三維空間關系,即Fly-around顯示方式。這種方式的重建技術也稱為"氣體鑄型"和"血液鑄型"。目前,CT仿真支氣管鏡主要用于鼻腔、鼻旁竇、氣管、支氣管、膽道、輸尿管、膀胱、結腸等中空器官病變的顯示。CT仿真血管鏡可用于顯示管腔內(nèi)是否存在附壁血栓、動脈瘤體內(nèi)是否有分隔或發(fā)出血管分支的開口,以及動脈夾層的真、假腔破口狀態(tài)等。"血液鑄型"對診斷腦動脈瘤特別是微小腦動脈瘤也具有顯著的優(yōu)勢〔圖3-2-54,68。圖3-2-54肺癌Fly-through網(wǎng)狀結構圖像圖3-2-55支氣管樹Fly-around圖像圖3-2-56胃癌Fly-around圖像圖3-2-57結腸Fly-through圖像圖3-2-58結腸Fly-around圖像圖3-2-59鼻旁竇Fly-through圖像圖3-2-60膽囊Fly-through圖像圖3-2-61膽囊Fly-around圖像圖3-2-62腹主動脈Fly-through圖像圖3-2-63髂總動脈瘤Fly-around圖像圖3-2-64前交通動脈瘤Fly-around圖像圖3-2-65前交通動脈瘤Fly-around圖像圖3-2-66左中動脈瘤Fly-around圖像圖3-2-67后交通動脈瘤Fly-around圖像圖3-2-68右后動脈瘤Fly-around圖像采集數(shù)據(jù)要求：1薄層采集,一般層厚為1.0-3.0mm/每層；2螺距3.5-5.5；3重建函數(shù)FC10/43；4通常采用重疊重建。圖像后處理技術要點：1仔細測量靶血管的CT值范圍,準確確定灌注時須給定的CT值上、下限參數(shù)。參數(shù)設置不當圖像會出現(xiàn)假象,進而造成假陽性或假陰性診斷結果；2根據(jù)靶器官體積的大小適當選擇灌注容積；3正確選擇灌注的起始點。MSCT仿真內(nèi)窺鏡的主要優(yōu)勢：1圖像清晰；2三維空間關系明確；3圖像可任意角度旋轉；4可以從各種方向和角度顯示腔內(nèi)的狀態(tài)；5可觀察到纖維內(nèi)窺鏡無法看到的如鼻旁竇內(nèi)和血管腔內(nèi)的情況；6原始圖像可以反復處理；7無創(chuàng)傷、無痛苦。主要局限性〔主要有：1其影像尚不能完全真實地表現(xiàn)腔內(nèi)活體組織物理特性狀態(tài)；2不能取活檢標本；3對腔內(nèi)病變?nèi)狈γ舾行院吞禺愋?。參考文獻周康榮等.《螺旋CT》,上海醫(yī)科大學出版社.1998,11KuhlmanJE,NeyDR,FishmanEK.Tow-dimensionalandthree-dimensionalimagingoftheinvivolung:combiningspiralcomputedtomographywithmulti-planarandvolumetrictechniques.JdigitImag,7:42-47,