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文檔簡介
第一章X線成像
X線成像的基本原理-X線成像基礎
(一)x線的產生
1895年,德國科學家倫琴發(fā)現(xiàn)了這種具有很高能量,肉眼看不見,但能穿透不同物質,能
使熒光物質發(fā)光的射線。X線是真空管內高速行進的電子流轟擊鋁靶時產生的。X線發(fā)生裝置主
要包括X線管、變壓器和操作臺。X線管為?高真空的二極管,杯狀的陰極內裝著燈絲,陽極
由呈斜面的鴇靶和附屬散熱裝置組成。降壓變壓器為向X線管燈絲提供電源。操作臺主要為調
打電壓、電流和曝光時間而設置的電壓表、電流表、時計及其調節(jié)旋鈕等。
X線的發(fā)生過程是向X線管燈絲供電、加熱,在陰極附近產生自由電子,當向X線管兩極提
供高拉電時,陰極與陽極問的電勢差陡增,電子以高速由陰極向陽極行進,轟擊陽極鴿靶而發(fā)生
能量轉換,其中1%以下的能量轉換為X線,99%以上轉換為熱能。X線主要由X線管窗口發(fā)
射,熱能由散熱裝置散發(fā)。
(二)x線的特性
X線屬于電磁波。波長范圍為0.0006?50nm。用于X線成像的波長為0.008?
0.031nm(相當于40~150kV時)。在電磁輻射譜中,居7射線與紫外線之間,比可見光的波
長短,肉眼看不見。此外,X線還具有以下幾方面與X線成像和X線檢查相關的特性:
穿透性:X線波長短,具有強穿透力,能穿透可見光不能穿透的物體,在穿透過程中有一定程度
的吸收即衰減。X線的穿透力與X線管電壓密切相關,電壓愈高,所產生的X線波長愈短,穿
透力也愈強;反之其穿透力也弱。X線穿透物體的程度與物體的密度和厚度相關。密度高,厚度
大的物體吸收的多,通過的少。X線穿透性是X線成像的基礎。
熒光效應:X線激發(fā)熒光物質,如硫化鋅鎘及鴿酸鈣等,使波長短的X線轉換成波長長的可見
熒光,這種轉換叫做熒光效應。熒光效應是透視檢查的基礎。
感光效應:涂有溟化銀的膠片,經X線照射后,感光而產生潛影,經顯影、定影處理,感光的
濱化銀中的銀離子(A礦)被還原成金屬銀(Ag),并沉積于膠片的膠膜內。此金屬銀的微粒,在
膠片上呈黑色。而未感光的澳化銀,在定影及沖洗過程中,從X線膠片上被洗掉,因而顯出膠
片片基的透明木色。依金屬銀沉積的多少,便產生了黑至白的影像。所以,感光效應是X線攝
影的基礎。
電離效應:X線通過任何物質都可產生電離效應??諝獾碾婋x程度與空氣所吸收X線的量成正
比,因而通過測量空氣電離的程度可測x線的量。X線射人人體,也產生電離效應,可引起生物
學方面的改變,即生物效應,是放射治療的基礎,也是進行X線檢查時需要注意防護的原因。
(三)x線成像基本原理
X線之所以能使人體組織在熒屏上或膠片上形成影像,一方面是基于X線的穿透性、熒光效
應和感光效應;另一方面是基于人體組織之間有密度和厚度的差別。當X線透過人體不同組織
結構時,被吸收的程度不同,所以到達熒屏或膠片上的X線量即有差異。這樣,在熒屏或X線
片上就形成明暗或黑白對比不同的影像。
1.X線成像的基本條件X線影像的形成,基于以下三個基本條件:首先,X線具有一定的
穿透力,能穿透人體的組織結構;第二,由于被穿透的組織結構,存在著密度和厚度的差異,x
線在穿透過程中被吸收的量不同,以致剩余下來的x線量有差別;第三,這個有差別的剩余X
線,是不可見的,由于X線的熒光效應和感光效應,經過顯像過程,就能在熒光板或膠片上獲
得具有黑白對比、層次差異的X線影像。
2.不同組織結構的特點人體組織結構是由不同元素所組成,依各種組織單位體積內各元素量
總和的大小而有不同的密度。這樣不同的組織器官天然形成了不同的X線衰減的差別,這也是
人體x線成像的基礎。
3.不同密度組織與x線成像的關系人體組織結構在X線影像上的密度根據X線的吸收程度
可歸納為三類:屬于高密度的有骨組織和鈣化灶等;中等密度的有軟骨、肌肉、神經、實質器官、
結締組織以及體液等;低密度的有脂肪組織以及存在于呼吸道、胃腸道、鼻竇和乳突內的氣體等。
當厚度差別不大時,不同組織間密度的差別在X線影像中構成了亮度的差別,可以被我們識別。
當強度均勻的X線穿透厚度相等、密度不同的組織結構時,由于吸收程度不同,在X線膠片上(或
熒屏上)顯出具有不同層次灰度(黑白)差異的X線影像。胸部的肋骨密度高,對X線吸收多,照
片上呈高亮度;肺組織主要為氣體,密度低,X線吸收少,照片上呈低亮度。
密度不同的病變組織也可產生相應的病理X線影像。例如,肺結核病變可在低密度的肺組織
內產生中等密度的纖維性改變和高密度的鈣化灶,在胸片上,于肺的低亮度的背景上出現(xiàn)代表病
變的中等和高亮度改變。
4.不同厚度組織與x線成像的關系即使是同一種密度的組織結構,如果厚度有差別,吸收X
線量也會產生差別。較厚的部分,吸收X線總量多,透過的X線量少,較薄的部分則相反,于
是在X線片和熒屏上也顯示出灰度的差別。所以,X線影像中密度的差別不僅取決于組織器官
密度的差別,也與組織器官厚度有密切的關系。較厚的組織亮度增加,較薄的組織則亮度減低。
在分析X線影像時要同時考慮到密度和厚度的影響。
(四)x線圖像特點
1.灰階圖像X線圖像是由從黑到白不同灰度的影像所組成。這些不同灰度的影像是以密度來
反映人體組織結構的解劑及病理狀態(tài)。
人體組織結構的密度與X線圖像上影像的密度是兩個不同的概念。前者是指人體組織中單位體
積內物質的質量,而后者則指X線圖像上所示影像的灰度。但是物質密度與其本身的比重成正
比,物質的密度高,比重大,吸收的X線量多,在影像上呈高亮度。反之,物質的密度低,比
重小,吸收的X線量少,在影像上呈低亮度。因此,圖像上的亮度差別,雖然也與物體的厚度
有關,但主要是反映物質密度的高低。在工作中,通常用密度的高與低表達影像的灰度。例如用
高密度、中等密度和低密度分別表達高亮度、中等亮度和低亮度。當組織密度發(fā)生改變時,則用
密度增高或密度減低來表達影像的灰度改變。
2.重疊圖像X線圖像是X線束穿透某一部位的不同密度和厚度組織結構后的投影總和,是該
穿透路徑上各個結構影像相互會加在一起的影像。例如,正位X線投影中,既有前部,又有中
部和后部的組織結構。
3.錐形x線束對圖像的影響x線束是從x線管向人體作錐形投射的,因此,x線影像有一定
程度的放大和使被照體原來的形狀失真,并產生伴影。伴影使X線影像的清晰度減低。
X線檢查技術-X線成像基礎
人體組織結構的密度不同,這種組織結構密度上的差別,是產生x線影像對比的基礎,稱之為
自然對比。對于缺乏自然對比的組織或器官,可人為地引入一定量的在密度匕高于或低于它的物
質,使之產生對比,稱之為人工對比。自然對比和人工對比是X線檢查的基礎。
(一)普通檢查包括熒光透視和攝影。熒光透視簡稱透視。一般透視須在暗室內進行,透視
前須對視力行暗適應。采用影像增強電視系統(tǒng),影像亮度明顯增強,效果好。透視可轉動患者體
位,改變方向進行觀察;了解器官的動態(tài)變化,如心、大血管搏動、膈運動及胃腸蠕動等;操作
方便;費用低;可立即得出結論。但影像對比度及清晰度較差,難于觀察密度與厚度差別小的器
官以及密度與厚度較大的部位,例如頭顱、脊柱、骨盆等。缺乏客觀記錄也是一個缺點。
X線攝影迄今為止,仍然是應用最廣泛的影像檢查方法??臻g分辨力和密度分辨力均明顯優(yōu)
于熒光透視,而且膠片就是很好的客觀記錄。不僅使密度、厚度差別較大的組織顯影,也能使密
度、厚度差別較小的病變顯影。為了立體定位和避免不同組織相d遮擋,常需從互相垂直的兩個
方位攝影,例如正位及側位。不能反映動態(tài)變化是其主要缺點。所以,胃腸等需要動態(tài)觀察的檢
查仍需要熒光透視,但是記錄瞬間變化還要攝片保留。
(二)特殊檢查
1.體層攝影普通X線片上,?部分影像因與其前、后影像重疊,而不能顯示。體層攝影則可
獲得某一選定層面上結構的影像,而選定層面以外的結構則在投影過程中被模糊掉。體層攝影常
用于明確平片難于顯示、重疊較多和處于較深部位的病變,用于了解病變內部結構有無破壞、空
洞或鈣化、邊緣是否銳利以及病變的確切部位和范圍等。該法已被CT取代。
2.軟線攝影采用能發(fā)射軟X線,即波長長的X線鋁靶管球,用以檢查軟組織,特別是乳腺的
檢查。
3.高電壓攝影即高千伏攝影,是采用120千伏以上的電壓進行攝片,一般為120?200千
伏。X線機必須有小焦點的X線管、濾線器和特殊的計時器裝置。由于管電壓提高到150?200
千伏,必須有高比值隔板配合,才能滿足高電壓攝影要求。由于穿透力強,主要用途是顯示那些
在常規(guī)攝影中被高密度組織或病變遮擋的正常組織或病理改變。例如可將被骨骼、縱隔或者大量
的胸腔積液遮蓋的肺內病灶顯示出來,同時還可顯示體層攝片不能清晰顯示的小病灶。高千伏攝
影可縮短曝光時間,減少X線管負荷和減少患者皮膚照射量。
其他特殊檢查方法還有放大攝影,采用微焦點和增大人體與照片距離以顯示較細微的病變。
(三)造影檢查目的是增加不同組織之間、正常組織與病理組織之間的密度差別。主要用于更
好地顯示那些缺乏自然對比的不同組織結構或病理改變.可將密度高于或低于該組織的一種物質
引入組織內或其周圍間隙.使之產生密度差別以在影像上被識別,稱為造影檢查。引入的物質稱
為對比劑(舊稱造影劑)o詳見影像診斷常用對比劑章。
(四)x線檢查方法的選擇X線檢查方法的選擇.應該在了解各種X線檢查方法的適應證、禁忌
證和優(yōu)缺點的基礎上,根據臨床初步診斷和診斷需要來決定。一般應當選擇安全、準確、簡便而
又經濟的方法。因此,應首先用普通檢查。再考慮造影檢查。但也非絕對.例如胃腸檢查首先就
要選用領劑造影。有時兩三種檢查方法都是必須的,例如對于某些先天性心臟病,準備手術治療
的患者,
不僅需要胸部平片,還需作心血管造影。對于可能發(fā)生一定反應和有一定危險的檢查方法,選擇
時更應嚴格掌握適應證,不可濫用,以免給患者帶來損失。
X線分析與診斷-X線成像基礎
x線診斷是重要的臨床診斷方法之一。診斷以x線圖像為基礎,因此需要對x線影像進行認真、
細致的觀察,分辨正常與異常。并了解X線影像所反映的正常與病理的解剖特點。綜合X線各
種病理表現(xiàn),聯(lián)系臨床資料,包括病史、癥狀、體征及其他臨床檢查結果進行分析推理,才可能
提出比較正確的X線診斷。為了作出正確的x線診斷,在分析和診斷中應遵循一定的原則和步
驟。
觀察分析X線圖像時,首先應注意投照技術條件。例如,攝影位置是否準確,攝影條件是
否恰當,即照片質量是否滿足X線診斷需要。為了不致于遺漏重要X線征象.應按一定順序,
全面而系統(tǒng)地進行觀察。例如,分析胸片時,應注意胸廓、肺、縱隔、膈及胸膜,并應結合臨床.著
重對其中某一方面的觀察。在分析肺部時,應從肺尖到肺底,從肺門到肺周依次進行觀察。在分
析骨關節(jié)時,應依次觀察骨骼、關節(jié)及軟組織。在分析骨骼時,則應注意骨皮質、骨松質及骨髓
腔等。否則很易被引人注目的部分所吸引.忘記或忽略觀察其他部分,而這部分恰好是更重要而
必須觀察的部分。在觀察分析時,應注意區(qū)分正常與異常。為此,應熟悉正常解剖和變異的X
線表現(xiàn)。這是判斷病變X線表現(xiàn)的基礎。
觀察異常X線表現(xiàn),應注意觀察受檢器官或結構的形態(tài)和密度變化。發(fā)現(xiàn)病變,應注意分
析下列要點:①病變的位置和分布;②病變的數目;③病變的形狀;④病變的邊緣;⑤病變的密
度;⑥鄰近器官和組織的改變;⑦器官功能的改變。在分析判斷時.需找出一個或一些有關鍵意
義的X線表現(xiàn),并提出一個或幾個疾病來解釋這些表現(xiàn),也就是提出初步的X線診斷。
提出初步的X線診斷,還必須結合臨床資料進行綜合分析。因為病變具有特征性X線改變
者不多,多數情況,X線表現(xiàn)并無特征,同樣的X線影像可以在不同的疾病中出現(xiàn),即所謂“異
病同影”,如在胸部照片上,肺炎和浸潤性肺結核均為滲出性病變,呈密度高、邊緣模糊的片狀
影,兩者表現(xiàn)相同。另外,同一疾病也可因發(fā)展階段不同或類型不同而出現(xiàn)不同的X線表現(xiàn),
即所謂“同病異影”,例如肺癌多呈腫塊狀影,但可因壞死而出現(xiàn)空洞,致表現(xiàn)不同。還應指出,
X線檢查雖然是重要的臨床診斷方法之一,但還有其他方面的限制,例如在疾病的早期,進行X
線檢查時,往往陽性發(fā)現(xiàn)不多或無陽性發(fā)現(xiàn),如急性化膿性骨髓炎,在起病后10天以內,甚至
兩周.雖然臨床癥狀已很明顯,但X線仍不能作出診斷。另一種情況是X線檢查不能使病變顯
影,如支氣管內膜結核.盡管痰菌陽性,但也不能從照片上作出診斷。因此,如不緊密結合臨床,
即容易貽誤診斷。
X線診斷與臨床結合,除應了解病史、體征和治療經過外,還應注意以下要點:①年齡:年
齡對疾病性質的判斷有重要性,如肺門淋巴結增大是兒童原發(fā)性肺結核的典型表現(xiàn),但在老年人,
則常為肺癌的X線征象;②性別:有些疾病的發(fā)生率常有性別上的差別,如胃癌的發(fā)生,男性
多于女性;③職業(yè)史和接觸史:職業(yè)史與接觸史是診斷職業(yè)病的主要依據,如矽肺、工業(yè)性氟骨
癥的診斷,均應具備特殊的職業(yè)史和接觸史;④生長和居住地區(qū):這對診斷地方病時,有重要價
值,如包蟲病多發(fā)生于西北牧區(qū);而血吸蟲病則以華東和中南湖區(qū)一帶較常見;⑤結合其他重要
檢查:如生化檢查、病理組織檢查等.以達到正確的診斷。
X線診斷結果基本上有三種情況:①肯定性診斷.即經過X線檢查??梢源_診。②否定性
診斷,即經過X線檢查,排除了某些疾病。但應注意它有一定限度,因病變從發(fā)生到出現(xiàn)X線
表現(xiàn)需要一定時間,在該時間內X線檢查可以是陰性;病變與其所在器官組織間的自然對比也
會影響X線征象的顯示。因此,要正確評價否定性診斷的意義。③可能性診斷,即經過X線檢
查,發(fā)現(xiàn)了某些X線征象,但不能確定病變性質,因而列出幾個可能性。遇到這種情況,根據
需要可進行別的影像學檢查;其他的臨床實驗室、內鏡和活檢等檢查;隨診觀察;試驗性治療,
即經過治療來觀察疾病演變情況。
X線檢查中的防護-X線成像基礎
(-)X線防護的意義
X線穿透人體將產生?定的生物效應。若接觸的X線量超過容許輻射量,就可能產生放射
反應,甚至放射損害。但是.如X線輻射量在容許范圍內,一般則少有影響。因此,不應對X
線檢查產生疑慮或恐懼,而應重視防護,如控制X線檢查中的輻射量并采取有效的防護措施,
合理使用X線檢查。避免不必要的X線輻射,以保護患者和工作人員的健康。要特別重視孕婦、
小兒患者的防護。
(二)放射防護的方法和措施
包括主動防護與被動防護。
主動防護的目的是盡量減少X線的發(fā)射劑量。措施包括選擇恰當的X線攝影參數,應用影
像增強技術、高速增感屏和快速X線感光膠片。限制每次檢查的照射次數.除診治需要外不要
在短期內作多次重復檢查。被動防護的H的是使受檢者盡可能的少接受射線劑量。具體措施可以
采取屏蔽防護和距離防護原則。前者使用原子序數較高的物質,常用鉛或含鉛的物質,作為屏障
以阻擋不必要的X線,通常采用X線管殼、遮光筒和光圈、濾過板?;颊叻矫?,在投照時,應
當限制照射范圍。對照射野相鄰的性腺,應用鉛橡皮加以遮蓋。放射線工作者方面,注意利用熒
屏后的鉛玻璃、鉛屏、鉛橡皮圍裙、鉛橡皮手套作為防
護。墻壁主要是防止X線對室外人的傷害等。
第二章DR
計算機X線攝影(computedradiography,CR)和數字x線攝影
(digitalradiography,DR)原理及臨床應用-數字X線成像基礎
(一)計算機X線攝影(computedradiography,CR)原理及臨床應用
1.CR成像原理CR攝影脫離了傳統(tǒng)的屏膠系統(tǒng),不再把X線信息記錄在膠片上,而是應用磷
光體構成的影像板(imageplate,IP)替代膠片吸收穿過人體的x線信息。記錄在IP上的影像
信息經過激光掃描讀取,然后經過光電轉換。把信息輸人計算機系統(tǒng)重建成數字矩陣,再顯示出
數字化圖像。CR的應用實現(xiàn)了常規(guī)X線攝片從近百年的模擬成像向數字化成像的轉變。使X
線攝影也可以具備其他數字化圖像的各種優(yōu)勢。
2.CR的圖像處理由于是數字圖像.CR影像經圖像處理系統(tǒng)處理,可以根據不同的臨床要求在
一定范圍內調節(jié)圖像。這是優(yōu)于常規(guī)X線照片之處。圖像處理主要包括:灰階處理、窗位處理、
數字減影處理和X線吸收率減影處理等。
(1)灰階處理:通過圖像處理系統(tǒng)的調節(jié),使數字信號轉換為黑白影像,并在人眼能辨別的范圍
內選擇合適的密度,以達到最佳的視覺效果。這有利于觀察不同的組織結構。例如胸部可得到兩
幀分別顯示肺和縱隔的最佳圖像。
(2)窗位處理:即在一定的灰階范圍內,以某??數字信號為中心零點,即窗中心,使一定灰階范
圍內的組織結構,依其對x線吸收率的差別,得到最佳的顯示,同時可對這些數字信號進行增
強處理。窗位處理可提高影像對比,有利于顯示組織結構,如骨小梁的顯示。
(3)數字時間減影處理:選擇血管造影CR圖像中的一幀無對比劑的數字化圖像為蒙片和一幀有
對比劑的作為減影對,行數字減影處理,可得到DSA圖像.但減影速度慢。
(4)X線吸收率(能量)減影處理:用兩個不同的X線攝影條件攝影,得兩幀CR圖像,選擇其中
任何一幀作成負片與另一幀作為減影對進行減影處理,則可消除某些組織。例如對胸部行減影處
理可消除肋骨影像,以利于觀察肺野。
3.CR的優(yōu)、缺點
優(yōu)點:
(1)實現(xiàn)常規(guī)X線攝影信息數字化;
(2)提高圖像的密度分辨力;
(3)多信息顯示,通過后處理技術,可以分別顯示不同層次的影像信息;
(4)輻射劑量降低;
(5)實現(xiàn)X線攝影信息的數字化儲存、調閱及傳輸。
缺點:
(1)時間分辨力較差;
(2)空間分辨力不足。4.CR的臨床應用CR胸片通過后處理技術,可分別建立顯示縱隔結構、
肺內結構和骨骼結構的影像。能量減影可以去除肋骨對肺組織的遮擋,對肺內滲出性和結節(jié)性病
變的檢出率都高于傳統(tǒng)的X線成像,但由于空間分辨力的不足,顯示肺問質與肺泡病變不及傳
統(tǒng)的X線圖像。
CR在觀察腸管積氣、氣腹和結石等含鈣病變優(yōu)于傳統(tǒng)X線圖像。胃腸雙對比造影在顯示胃小
區(qū)、微小病變和腸黏膜皺裳上,CR優(yōu)于傳統(tǒng)的X線造影??坦墙Y構、關節(jié)軟骨及軟組織的顯示
優(yōu)于傳統(tǒng)的X線成像。在一張肌肉骨骼系統(tǒng)的照片匕只需曝光一次,通過后處理系統(tǒng)的處理,
即可分別得到清晰的骨骼和肌肉影像。由于CR系統(tǒng)照片的空間分辨力低于傳統(tǒng)x線照片,可能
會使對病變骨骼的微細結構的觀察受到限制,但可以通過CR系統(tǒng)的直接放大攝影得到改善。
(二)數字x線攝影(digitalradiography,DR)原理
1.DR成像原理與CR相比,同為數字化攝影,但成像方式不同。DR接收X線的既不是普通
膠片,也不是需要經激光掃描讀取信息的成像板,而是各種類型的平板探測器,它們可以把X
線直接轉化成電信號或先轉換成可見光,然后通過光電轉換,把電信號傳輸到中央處理系統(tǒng)進行
數字成像。由于不再需要顯定影處理,也不需要把成像板送到讀取系統(tǒng)進行處理,而是直接在熒
光屏上顯示圖像,檢查速度大大提高。
平板探測器包括以下幾種方式。
(1)電荷耦合器件(CCD)陣列方式采用近百個性能一致的CCD整齊排列在同一平面上,每一
CCD攝取一定范圍的熒光影像,并轉換成數字信號,再由計算機進行處理、形成一幅完整的圖
像。CCD探測器雖然量子檢測效率不高,但是其噪聲系數較低.動態(tài)范圍較大。
(2)直接方式(非晶體硒)
直接把X線轉換成電信號,然后傳輸到計算機系統(tǒng)組成數字圖像。
(3)間接方式(非晶體硅)
先把x線轉換成可見光,然后經過光電二極管完成光電轉換,再傳輸到計算機系統(tǒng)組成數字圖
像。有人認為,由于多?道轉換成可見光的步驟,增加了可見光的散射而降低了分辨力:但是反
方認為間接方式平板的量子檢測效率要高于直接方式平板。
與CR圖像一樣,DR圖像也可以進行多種后處理技術的處理以適應不同的臨床要求。
2.與CR相比,DR的優(yōu)勢與不足
(1)優(yōu)勢:空間分辨力進一步提高、信噪比高、成像速度快、曝光量(輻射劑量)進一步降低、探
測器壽命更長。
(2)不足:CR可以與任何一種常規(guī)X線設備匹配,DR則難以與原X線設備匹配、對于一些特
殊位置的投照,不如CR靈活。
第三章CT成像
CT成像原理與設備-CT成像基礎
(-)CT的成像原理與方式
CT與常規(guī)X線攝影一樣,它的成像也是利用了X線的原理。X線穿過人體各組織后會發(fā)生
衰減,主要是因為能量被吸收(同時也有散射的緣故)。不同的組織會有不同衰減系數,也就是說
不同的組織會有不同的X線衰減程度,而所有的應用X線的成像技術和模式都是以此為基礎的。
目前所應用的投影方式X線成像技術可分為兩類,模擬成像和數字成像,CT則是應用數字成像
的典型。
1.數字成像所謂數字成像實際上就是將模擬信號數字化,也就是把連續(xù)變化的模擬曲線變化給
予相應的具體值,形成離散而非連續(xù)的數字值。這些數字以行和列的排列形式組成數字矩陣,然
后將數字矩陣轉化為可視圖像的像素矩陣,每個像素根據數字矩陣中相應的數字以不同的亮度
(即灰階)表現(xiàn)出來。
在X線數字成像中,一種是模擬圖像數字化;另一種是將獲得信息由模擬量直接轉換成數
字(模數轉換)量,然后成像,如CR和DR。CT和這些數字成像又有所不同,并非直接測量而
是經過不同方式的計算方法使每個像素數字化,是個間接過程。
與模擬成像相比,數字成像的優(yōu)勢很多,可以進行高保真的存儲(磁帶及光盤)和傳輸(電纜、
電話及衛(wèi)星),并且隨時可以高保真的調閱,這是膠片存儲所不及的??梢赃M行圖像后處理(改變
對比度、灰階和圖像大小,計算距離、面(體)積、測量像素或感興趣區(qū)的密度值以及二維三維甚
至四維的圖像重建);軟組織對比度分辨力(密度分辨力)也明顯高于模擬成像,它的不足之處是
空間分辨力較模擬圖像低得多,目前最多為1024X1024矩陣。
2.CT掃描模式
(1)斷層掃描CT的X線球管發(fā)出的X射線與常規(guī)x線攝影的不同,在準直器的作用下,X射線
呈有一定厚度的筆形或扇形束穿過相同厚度的人體斷層,到達對面替代常規(guī)X線攝影中膠片感
光顆粒和熒光屏作用的檢測器(detector),檢測器的作用是將穿過人體不同組織后衰減的X線
的強度轉換成不同電流強度的電信號通過輸送電纜送人計算機。這個X線束用不同的運動方式
(直線或旋轉)以脈沖形式依次從不同投射角度穿過人體的同?解剖斷層,檢測器符所得數據依次
送人計算機,由計算機計算出這一斷層矩陣中每一個像素的密度值(CT值)組成數字矩陣.再以
灰階形式顯示在監(jiān)視器上。一個斷層掃描完畢,掃描床移動使另一個斷層對準x線束再進行掃
描。螺旋掃描出現(xiàn)之前所有的CT機器都是這?種掃描方式,螺旋掃描問世后將這種斷層掃描方
式稱為常規(guī)CT掃描以與螺旋掃描相區(qū)分。
斷層掃描主要有以下三種運算方法:①反投影法(backprojection),亦稱綜合法(summation
method);②迭代法(interactivemethods).包括代數重建法(algebraicreconstruction)、
逐線校正法(ray-by-raycorrection),逐點校正法(point-by-pointcorrection);③解析
法(analyticmethods),包括二維傅立葉轉換法(two-dimensionalFourieranalysis)A濾波
反投影法(filteredback-projection)和褶積反投影法(convolutedback-projection)。在上
述三種重建方法中,由于運算量較小、圖像質量較高,解析法的使用最多。
(2)螺旋掃描:滑環(huán)技術是上世紀70年代末開始采用的新技術。滑環(huán)時代之前,含有X線球管
的旋轉部分與靜止部分之間的饋電和信號傳輸是靠電纜來完成的,電纜的有限長度限制了球管的
旋轉運動,使球管的運動只能是雙向往返式,無法向?個方向進行連續(xù)掃描。所謂滑環(huán)裝置,就
是用類似發(fā)電機上碳刷作為旋轉部分,帶有凹槽的滑環(huán)作為固定部分,代替電纜來進行固定部分
與旋轉部分之間的饋電和信號傳輸。省卻了電纜,使球管可以向個方向連續(xù)旋轉。
螺旋掃描是在滑環(huán)技術應用的基礎上發(fā)展起來的一項新的掃描方式。掃描過程中,X線球管圍繞
機架連續(xù)旋轉曝光,曝光的同時檢查床同步勻速移動,探測器同時采集數據,由于掃描軌跡呈螺
旋線,故稱螺旋掃描。螺旋掃描的特點是將傳統(tǒng)常規(guī)CT的二維采集數據發(fā)展為三維采樣。這種
采樣完全不同于常規(guī)CT的采樣,常規(guī)CT中采樣時患者(檢查床)靜止不動,因而是一次二維采
樣。采樣完成后檢查床運動一段距離,再進行另一層面的二維采樣。兩次采樣之間存在間隔。螺
旋掃描則不同,球管連續(xù)旋轉曝光的同時,檢查床也在勻速運動,直至掃描完預定范圍,由于掃
描的軌跡呈螺旋狀,所以稱之為螺旋掃描。螺旋掃描是整個掃描區(qū)域連續(xù)不問斷的三維采樣,又
稱為容積或體枳采樣,然后自三維數據中再重建出二維斷層圖像。所以螺旋掃描又稱體積或容積
掃描(volumescanning),這種采樣為數據的后處理帶來了更大的靈活性。由于螺旋掃描的軌
跡呈螺旋狀,與常規(guī)CT的掃描方式不同,掃描一周的起點與終點不在同一點上,這樣在圖像重
建時采用的方法亦不同,它采用的是內插法,又稱差補法(interpolation)。
螺旋掃描與常規(guī)斷層掃描相比,有兩大優(yōu)勢。第一是“快”,即掃描速度快。例如常規(guī)斷層掃描一
個掃描周期大約10秒,如果掃描范圍為100mm,層厚為10mm,全部掃描時間需要100秒。
如果用螺旋掃描,旋轉一周為1秒,螺距為1,層厚和掃描范圍不變,僅僅需要10秒,快了
10倍。因此螺旋掃描可以大大縮短患者的檢查時間,患者免去長時間平臥在檢查床上的痛苦和
長時間的待診帶來的煩惱。“快”還可以使整個掃描區(qū)域內的動態(tài)增強掃描成為現(xiàn)實,而常規(guī)CT
只能在一或幾層內完成動態(tài)掃描,這就為許多病變的診斷與鑒別診斷帶來更多更有意義的信息。
“快”還能在允許的掃描時間內覆蓋更長的范圍,例如可以?次屏息完成肝、胰腺甚至腎臟的掃描。
螺旋掃描的第二個優(yōu)勢是“容積數據”,由于孔徑的限制,CT掃描只能獲得人體的橫斷層解剖圖
像,前后左右的關系十分明了。但是上下解剖關系的顯示始終是CT的缺陷。"容積數據”可以在
工作站上進行圖像后處理,重組成高質量的冠狀、矢狀、斜位甚至曲面圖像,彌補了只能橫斷掃
描的缺陷。還可以進行三維圖像的重建,使我們能夠立體地觀察病變。常規(guī)CT在胸腹部掃描中
常常遇到一個難題,即患者無法做到每次屏息的呼吸幅度完全一致,雖然掃描床的移動非常精確,
實際獲得的每兩層面之間縱軸方向的連續(xù)性很差,對于較小的病灶很容易在兩次掃描之間漏掉。
這是實際應用中非常令人頭痛的事?!叭莘e采樣”是在一次屏息中獲得的連續(xù)數據,不會再產生上
述問題。
(-)CT設備
1.掃描部分
(1)高壓發(fā)生器:它的作用是為X球管產生X線提供穩(wěn)定的直流高壓,CT、球管大約需要120?
140kV的直流高壓。隨著各種技術的發(fā)展,高壓發(fā)生器的性能越加穩(wěn)定,體積亦越來越小。早
些時候的常規(guī)X-CT、及高壓滑環(huán)CT的高壓發(fā)生器位于掃描架(gantry)之外,對其體積的要求
不是很高。而具備螺旋掃描功能的低壓滑環(huán)CT則需配備放置在掃描架之內的小巧的高頻高壓發(fā)
生器。
(2)X線球管:作用是發(fā)射X線。
(3)準直器:準直器是位于球管前方,通過可調節(jié)窗口決定X線寬度的裝置,使X線呈有一定
厚度的扇形束狀,調節(jié)窗I」的寬度可變換X線束的厚度,決定掃描的層厚。
(4)探測器:它的作用是接收衰減后的X線并將其轉化成為電信號。新一代的固體探測器已有開
發(fā),如稀土陶瓷探測器轉換率高達99.99%,余輝也非常短,適合高速掃描的要求。
(5)掃描架和掃描床:掃描架內裝沿軌跡運動的X線球管,球管對面是成排的探測器(或與球管
同時運動,或固定在掃描架上),二者之間是掃描孔,球管(或與探測器一起)圍繞掃描孔旋轉并
發(fā)射X線,對位于掃描孔內的被掃描物體進行掃描。常規(guī)CT及高壓滑環(huán)CT、掃描架內不裝備
高壓發(fā)生器,而低壓滑環(huán)CT則要將小巧的高壓發(fā)生器安裝在掃描架內的旋轉部分。掃描床上載
被掃描物體,可作垂直和平行兩相運動,掃描時調整好高度,并將被掃描物體送人掃描孔,到達
預定掃描位置。斷層掃描時,掃描床固定不動,掃描間隙移動到下一層掃描位置。螺旋掃描時,
掃描床勻速前進或后退。掃描床的要求一是移動精度,H前最先進掃描床的移動精度可達
0.5mmo另一要求是舒適程度。
2.計算機部分CT機具有兩個計算機系統(tǒng),-是主計算機系統(tǒng),一是陣列處理器。計算機部
分是CT的“心臟”,承擔著如下任務:①掃描程序的控制;②信號的接收和處理;③圖像的重建
以及圖像的后處理。硬件的配置要求盡量快的計算速度和盡量大的容量,以用最快的速度計算出
高質量的圖像。
3.圖像顯示及存儲部分
(1)顯示器:用于CT圖像的顯示,目前已采用高分辨力的大屏幕彩色監(jiān)視器,以適應高分辨力
圖像,很多新的CT已經采用高質量的液晶顯示屏幕,使得監(jiān)視器變得更薄、更輕便。
(2)存儲器:重建圖像的暫時存儲一直是硬盤存儲,有利于隨時調閱及圖像后處理?,F(xiàn)在多用磁
光盤或小型磁帶作為永久存儲。
(三)操作控制部分
1.在控制臺上可以進行掃描范圍的確定,各種掃描條件(層厚、間隔、kV、MAS及視野)和掃
描方式(常規(guī)或螺旋)的選擇。
2.圖像后處理,包括圖像的調閱及圖像的后處理,如各種二維及三維重建,各種血管成像以及
CT值和距離、面積的測定,窗寬窗位的調節(jié)等??梢詫D像轉輸到獨立工作站去處理,獨立工
作站具有另一臺圖像處理計算機,可以獨立進行各種圖像后處理,不再會影響掃描。
3.照相系統(tǒng)
(四)多層螺旋CT
1.原理與構造特點
(1)縱軸多排探測器:單層螺旋CT的Z軸方向只有一排探測器,多層螺旋CT改變?yōu)榫哂卸?2?
64)組排探測器陣列,不同廠家的探測器排數和構造不同。
(2)錐形X線束:單層螺旋通過準直器后的x線束為薄扇形,因為對面z軸方向只有一排探{貝
4器接收信號,所以,x線束的寬度等于層厚。多層螺旋由于對面z軸方向是具有多個通道的多
排探測器,X線束的寬度等于多(2?64)個層厚之和,改變?yōu)殄F形X線束,最厚可達40mm。
提高了X線利用率。
(3)多個數據采集通道:單層螺旋僅有?組通道采集數據,目前的多層螺旋則根據層厚的不同把
多排探測器組合成不同的若干組,目前最多可以達到64組輸出通道。64組通道在掃描過程中,
同時分別對各自連接的探測器接收的X線所產生的電信號進行采集、輸出。
(4)球管旋轉一周可以獲得多幅圖像:單層螺旋?個旋轉周期只能獲得一幅圖像,目前的多層螺
旋一個采樣周期可獲得2?64幅圖像。
2.多層螺旋CT的優(yōu)勢
(1)降低球管消耗:常規(guī)和單層螺旋CI、球管旋轉一周僅能獲得一幅圖像。多層螺旋CT球管發(fā)
射同等量的x射線,可以獲得2?64層圖像,使得x線的利用率提高到單層掃描的2?64倍。
(2)覆蓋范圍更長:由于探測器側具有4?64個數據采集通道,使用同樣的層厚、同樣的掃描時
間,使在一次屏息內完成更長范圍的掃描成為可能。目前64層螺旋可在20秒左右,以亞毫米
的薄層,完成自胸廓上口到恥骨聯(lián)合整個軀干的掃描。
(3)檢查時間更短:多層螺旋則使掃描時間又進一步縮短。在保持原來的層厚,覆蓋原來一樣的
長度,相當于同樣螺距的條件下,掃描時間明顯縮短。64層CT可以在10秒以內完成亞毫米
層厚的肝臟掃描。64排CT可以在5秒內完成0.625毫米層厚的心臟掃描。
(4)掃描層厚更?。河捎诰哂??64個數據采集通道,可以在一次屏息掃描中,同樣的掃描時間,
保持原來覆蓋長度的條件下,采用更薄的層厚完成檢查,大大提高了Z軸方向的空間分辨力。
(5)圖像后處理功能更強:多層CT多采用更薄的層厚進行檢查,增加了Z軸方向的空間分辨力,
可以達到各向同性掃描。使我們在掃描后的圖像后處理工作中獲得空間分辨力明顯提高的各種重
組或重建圖像。
(五)電子束CT(electronicbeamCT,EBCT)
1.原理與構造特點又稱超高速CT(ultrafastCT,UFCT)。它的結構與常規(guī)(第三、四代)CT
有很大不同。X線的產生做了重大改革,不是用普通的旋轉陽極球管,而是采用先進的電子束技
術,從陰極的電子槍發(fā)出電子束并加速形成高能電子束.通過磁性偏轉線圈使電子束以極快的速
度在201弧形陽極靶面上掃描一遍,產生X線束,再折射到靶面對面的探測器上,以電子束移
動代替球管的旋轉,掃描速度產生一個飛躍,最快可達到兒十毫秒。
2.應用特點電子束CT的最大優(yōu)勢就是其極快的掃描速度,非常適合進行心臟的掃描,可獲
得不同心動周期的清晰圖像。不僅能對心臟形態(tài)學的改變進行診斷,而且可以測定心臟功能???/p>
對冠狀動脈壁的鈣化進行量的測定以推斷其狹窄程度。進行冠狀動脈CT血管成像。目前電子束
CT在臨床上主要用于心臟疾病、急癥(躁動)患者及小兒的顱腦和體部掃描。
CT圖像特點-CT成像基礎
(一)與常規(guī)x線攝影比較的優(yōu)勢
1.斷層顯示解剖常規(guī)X線攝影是重疊成像,很多低密度的結構被高密度的結構所遮蓋,許多
厚度低的結構被厚度大的結構所遮擋,而無法分辨。CT是斷層圖像,可以把常規(guī)X線攝影所遮
擋的解剖或病理結構顯示得非常清晰,所以被稱為影像學發(fā)展史上的?次革命。
2.高軟組織分辨力模擬成像的X線膠片密度分辨力僅僅有26灰階,數字成像的密度分辨力可
達2M12?;译A。而且可通過窗寬窗位的調整,使全部灰階通過分段得到充分的顯示,彌補了人
肉眼觀察分辨灰階的限制。可以顯示許多密度差別很小的結構,這樣對不同正常組織間的分辨力
和正常組織與病理組織之間的分辨能力明顯提高。有利于分清各種正常解剖結構,病理組織和正
常組織。
3.建立了數字化標準常規(guī)X線攝影膠片中的密度差別,只能依靠觀片醫(yī)生的經驗以及與鄰近組
織結構的對照,沒有一個數字化的標準。由于是數字成像,CT值的測量使我們在診斷過程中有
了相對統(tǒng)的標準,我們可以通過組織的絕對CT值和CT值的動態(tài)變化認定組織的性質,從而
大大提高了診斷的準確程度。例如,CT值是OHu的組織大多是水樣液體,-50Hu的組織多是
脂肪。
(-)CT值
1.概念CT值是CT圖像測量中用于表示組織密度的統(tǒng)一計量單位,稱為亨氏單位(Hounsfield
unit)。CT值的計算式如下:
CT值二四需九
ptW
a代表分度因數(scalingfactor),,在早期的EMI分度法中為500;IT前已統(tǒng)一為亨氏
(Hounsfield)分度,分度因數為1000。
pM為各種不同組織的X線衰減系數;
右為水的衰減系數。
具體算法舉例:
如水的衰減系數(即M值)為1.代入公式,可計算出水的CT值
水的CT值=\^X1000==OHu
骨皮質的衰減系數JB)約為2.0,代人公式:
骨的(21值=、」入1000=10001411
空氣的衰減系數JA)為0.0013.近于0,故以0計算,代入公式:
空氣的CT值=丈廿X1000=-1000Hu
CT值的應用使得原僅靠肉眼比較來判斷的密度差別轉變?yōu)榱炕容^,從而保證了密度差別觀察
的精確性和統(tǒng)?性。這是數字圖像的又一大優(yōu)勢。CT值的具體應用大體可分為幾個方面:
2.應用
(1)絕對CT值的應用:通過組織的CT值辨認不同組織的性質。如肉眼觀察都是低密度的組織,
測CT值為-30至?1OOHu左右大多是脂肪組織,CT值在OHu左右多為水樣組織,CT值在?
1000HU左右多為氣體組織。顱內高密度病灶,CT值大于94Hu(即血細胞壓積100%,血腫
內全是紅細胞已無血清存在時血腫的最高CT值)時,可以排除血腫,考慮為鈣化。
通過CT值的測量對比,可以確認異常表現(xiàn)的存在。如有時骨密度的減低單靠肉眼難以確
認,通過與相同部位正常骨組織CT值的比較,可明確是否有密度減低存在。
(2)相對CT值的應用:通過增強前后CT值的對比,可確切了解該組織有無血供及血供程度如
何。通過上述差別,分辨不同的正常組織,發(fā)現(xiàn)異常組織的存在,確認病變組織的性質。例如區(qū)
分肝實質與肝內血管,肺門的腫大淋巴結與正常血管,區(qū)分病變組織的壞死和活體成分等。
(三)窗口技術
1.概念富旦技術是數字圖像所特有的一種顯示技術,它利用一幅圖像可用不同的灰度差別在
監(jiān)視器上顯示這一優(yōu)勢,來分別觀察不同的組織差別。這一點在模擬成像的常規(guī)X線照片上無
法體現(xiàn),如胸部照片,要想分別了解骨的變化和肺組織的變化就要用不同的投照條件分別曝光兩
次,得到兩張分別用于觀察骨和肺的照片。CT則可用同一幅圖像,只需在監(jiān)視器上調節(jié)出不同
的窗寬和窗位,可分別觀察骨的改變和肺組織的變化。監(jiān)視器上CT圖像的亮度變化是以灰階形
式顯示的,由于人裸眼對于灰階的分辨只能達到十六級,所以目前CT圖像的亮度灰階也只用十
六級,一般不再升至三十二級或更高。數字圖像中用以代表像素CT值的亮度是人為設置的,這
樣在窗口技術中就出現(xiàn)了兩個新的概念:窗寬(windowwidth)和窗位(windowlevel),后者
又稱窗水平。窗寬是指監(jiān)視器中最亮灰階所代表CT值與最暗灰階所代表CT值的跨度,如窗寬
2000HU是指最亮灰階所代表CT值與最暗灰階所代表CT值的差是2000個Hu,最亮設為
2000HU,最暗設為OHu,窗寬是2000HU;最亮設為1000Hu,最暗設為-1000Hu,窗寬也
是2000HU。窗位是指窗寬上限所代表CT值與下限所代表CT值的中心值。如窗寬設為1OOHu,
上限為75Hu,邢艮為-25Hu,窗位就是25Hu;上限是100Hu,下隈OHu,窗位就是50Hu。
換句話說,窗寬確定所觀察圖像中CT值變化的跨度,窗位則決定觀察變化的區(qū)域。
2.應用由于監(jiān)視器的灰階級別一定,從理論上講,窗寬越窄,密度分辨力越高。以灰階為
16為例,當窗寬為160HU時,兩種組織間CT值差別超過1OHu,人眼即可在監(jiān)視器上看出
灰度差別,如新鮮腦出血時,血腫與正常腦實質的密度差在20?60Hu之間,上述窗寬時,CT
圖像中血腫與腦組織因有亮度差別而容易分辨;當窗寬改為1600HU時,兩種組織間CT值的
差別必須超過1OOHu,人眼才能在監(jiān)視器上分辨出二者有亮度差別,這時即使在同?個層面內
因窗寬太寬而無法看到血腫與正常腦組織間的亮度差別。但是窗寬越窄,監(jiān)視器所能顯示CT值
不同的范圍則小。如窗寬設為1OOHu,窗位25Hu,監(jiān)視器上所有CT值超過75Hu(亮度上限)
的組織,都為最亮而無灰度差別,所有CT值低于-25Hu的組織都為最暗也沒有了亮度差別,
這樣,雖然軟組織分辨力能達到1OHu,但觀察范圍僅限于CT值從-25Hu到75Hu的組織,
密度高于75Hu和低于-25Hu的組織在圖像上都無法區(qū)分。
在急性硬膜下血腫的CT圖像中,假設窗寬設為100HU,窗位設為35Hu,亮度上限則為
85l{u,此時血腫的密度在90Hu左右,已超過亮度上限,臨近顱骨的CT值早已超過窗寬上限,
此時二者都是最高亮度沒有了差別,會因無法分辨二者而漏診。當窗寬改為180HU,窗位不用
變,因上限超過血腫密度,腦組織、血腫及顱骨三者清晰可辨。
綜上所述,要觀察不同的組織或病變,需選擇適當的窗寬和窗位,選擇窗位?般要與需要
顯示的組織相近,這樣比顯示組織密度高的病變與比這一組織密度低的病變都能有亮度差別而容
易分辨。如腦組織的密度在25?40Hu之間。顯示腦組織病變的窗位?般為30?35Hu,這樣
比腦組織密度高的出血與比腦組織密度低的腦梗死都能顯示在同一窗口的圖像上。選擇窗寬要既
能覆蓋病變密度變化范圍,又能顯示正常與病變組織間最小差別為宜。如骨病的密度變化?般都
以上百個CT值來計算,且變化幅度較大,故窗寬要寬,以2000HU以上為宜;腦組織的病變
與正常腦組織大多僅差幾個或十兒個CT值,所以窗寬要窄,多在80?120HU之間。
CT的基本概念-CT成像基礎
(一)像素與體素
像素是指構成數字圖像矩陣的基本單元。由于X線束以一定厚度穿過人體,所以CT(或
MRI)圖像實際上代表了一定厚度的人體斷層,體素是指代表一定厚度的三維的體積單元。實際
上像素是體素在成像時的體現(xiàn)。
(二)準直寬度與層厚
準直寬度是指X線束的寬度,層厚是指CT斷層圖像所代表的實際解剖厚度。在常規(guī)斷層掃
描中,層厚就等于準直寬度(X線束的厚度),也就是X線束穿過人體的厚度。在螺旋掃描中實際
圖像代表的層厚可以與準直寬度(X線束的寬度)不致。這是由于在螺旋掃描中,球管和掃描床
的同時移動,造成實際層厚要大于準直寬度。
(三)矩陣與像素
非螺旋掃描中,矩陣的計算僅僅是在XY平面上,即僅僅在圖像的橫斷分辨力上。只涉及像
素在橫軸上的邊長,并不涉及像素的高度(層厚)。螺旋掃描由于要進行不同方位的圖像重組或三
維重建,橫斷圖像的矩陣已經不能表示縱軸上的空間分辨力。要重視縱軸卜一的矩陣,像素的高度
(層厚)起著極其重要的作用。高度越小,縱軸空間分辨力越高,目前的多層螺旋CT像素高度已
經可以達到橫斷圖像像素的邊長,即成為正立方體。這樣的圖像我們稱為各向同性圖像,在縱軸
上的矩陣可以達到與橫軸完全一致,這時,任何方位的重建或重組圖像的質量完全相同。
(四)螺距
1.定義在螺旋掃描中,與常規(guī)方式掃描的?個不同是產生了?個新概念:螺距(pitch),它是
球管旋轉一周掃描床移動距離與準直器寬度之間的比,具體公式為:螺距二球管旋轉360床移
動距離(mm)/準直器寬度(mm)
2.應用如果準直器寬度等于床的移動距離,即螺距為1。如果準直器寬度大于床的移動距離,
螺距就小于1,反之則螺距大于1。因此可以看出,螺距越大單位時間掃描覆蓋距離越長。例如,
準直器寬度為10mm,螺距為1時,旋轉一周1秒,旋轉10周掃描距離為100mm,螺距為
1.5時.同樣10秒掃描距離則增加到150mm。這對于一次屏息的大范圍掃描很有幫助,因
為只需增加螺距即可在同一掃描時間內盡可能地多增加掃描距離。同樣,相同的掃描范圍,可以
通過增大螺距來縮短掃描時間。例如同樣掃描范圍150mm,10mm準直寬度(層厚),旋轉?
周1秒,當螺距為1時,需要掃描15秒,螺距為1.5時,僅用10秒掃描時間。螺距的增大
使得同樣掃描范圍內的光子量減少,180內插法也減少光子量,這樣就使得當螺距大于1時,
量子噪聲明顯增加,密度分辨力降低,減弱了軟組織的對比度。然而對骨組織影響不大,因為本
身骨與周圍的軟組織就具有很好的對比度。實際掃描中,要針對不同的要求選擇適當的螺距。當
掃描大血管時,主要是觀察對比劑的充盈情況,就要在極短時間內(對比劑充盈)良好時)完成掃
描,血管的直徑較大,可以用較大的螺距,犧牲的密度分辨力不會對大血管病變的診斷產生決定
性的影響。當觀察顱內血管結構時,不僅要求高的空間分辨力而且要求高的密度分辨力,此時的
螺距就應當選擇小于1,以利細小血管的顯示。
(五)重建間隔
1.定義當螺旋掃描的容積采樣結束后,二維圖像可以從任何?點開始重建,而且數據可以反
復使用。這樣就出現(xiàn)了一個新的概念:重建間隔。其定義是每兩層重建圖像之間的間隔。例如:
掃描范圍為100mm,準直寬度為10mm,如果重建間隔為10mm,將獲得類似常規(guī)斷層掃
描的10幅圖像,如果重建間隔為5mm,將獲得20幅10mm層厚圖像,產生數據交叉重疊
的圖像。
2.應用同樣掃描范圍內,重建間隔越小.重建出的圖像數量越多。當然每幅圖像的重建時間
一樣,重建間隔的增加勢必增加整個圖像重建的時間.即總重建時間等于重建層數乘以每層重建
時間。常規(guī)斷層也可以獲得重疊圖像,但是需要減少層間距進行重疊掃描,無疑增加了輻射量,
螺旋掃描的重建間隔減少并不增加額外的輻射量.這是二者的主要區(qū)別之一。減小重建間隔的一
個優(yōu)勢是降低部分容積效應的影響,例如,層厚10mm,病灶直徑也是10mm,重建間隔等于
層厚時,一旦病灶正好落人兩層之間,要么病灶被遺漏,要么病灶的顯示密度不真實,可能誤診
或漏診。縮小重建間隔則會避免這種機會的發(fā)生。縮小重建間隔的另一個優(yōu)點是提高MPR及三
維重建圖像的質量,如果重疊30%?50%,會明顯改善MPR和三維重建圖像如
MIP(maximumintensityproiection,最大密度投影)、SSD(surfaceshaded
display,表面遮蓋法)、VR(volumerenderina,容積再現(xiàn))、VE(virtualendoscopy,
仿真內窺鏡)的圖像質量。
常規(guī)掃描技術-CT成像基礎
(一)各部位掃描常規(guī)
1.顱腦顱腦CT檢查用橫斷位掃描,掃描基線為聽眥線或稱眶耳線(orbitomeatalline.OML),
即眼外眥與外耳道口的連線。如果著意觀察后顱凹,可以取聽眶上線或眉聽線,即眉弓上緣的中
點與外耳道口的連線。鞍區(qū)病變常常用冠狀位掃描,病人取仰臥或俯臥位,頭部過伸,仰臥時取
須頂位,俯臥時取頂須位.擺好位置后傾斜掃描機架,使冠狀掃描層面與OM線垂直。常規(guī)顱
腦掃描常不需要螺旋掃描,層厚5mm,層距5mm為最佳選擇。
2.頭頸部眼眶、副鼻竇、潁骨掃描常常需要加掃冠狀位。撅骨應當用HRCT模式。除撅骨外,
眶、副鼻竇、咽喉、甲狀腺掃描中發(fā)現(xiàn)異常要及時進行增強掃描。
3.胸部掃描范圍由肺尖至肺底界。如果發(fā)現(xiàn)腫瘤,則應當包括腎上腺區(qū),因為這是最常見的轉
移部位。必須用螺旋掃描,層厚不得厚于5mm,如果觀察肺間質改變,則需要用HRCT模式
重建肺窗觀察。發(fā)現(xiàn)肺及縱隔病灶后?定要再行增強掃描,用以區(qū)分病變和正常結構,鑒別病灶
的性質。
4.上腹部掃描范圍根據要求制定。層厚不宜超過5毫米,螺旋掃描是必要的。增強掃描尤其
是時相增強掃描時非常必要的。肝臟要進行肝動脈和門靜脈兩期掃描,必要時加掃延遲期。胰腺
要進行胰腺期和門脈期兩期掃描。
5.泌尿生殖系統(tǒng)注意平掃前不要做對比劑試驗.以免把腎盂內的對比劑誤認為是結石。螺旋掃
描模式,層厚不宜超過5毫米。發(fā)現(xiàn)病變后必須進行增強掃描。血尿患者必須延遲到腎盂內及
膀胱內充盈好對比劑,以檢出腎盂內或膀胱內小的病灶。
6.骨關節(jié)系統(tǒng)掃描范圍根據臨床要求,螺旋、薄層、高分辨力模式掃描是必要的。如果有軟組
織改變,應當增加增強掃描。
(-)高分辨力掃描
1.概念著重提高空間分辨力的掃描方式。具體條件是應用高mAs、薄層厚(1?2mm)、大矩
陣(>=大于等于512、512)及骨重建算法。這樣條件掃描出的圖像較常規(guī)掃描的空間分辨力明
顯提高,而且組織邊緣勾畫銳利。
2.應用HRCT主要用于:①觀察骨的細微結構,如顯示顆骨巖部內半規(guī)管、耳蝸、聽小骨等結
構;②觀察肺內微細結構及微小病灶結構,如顯示早期小葉間隔的改變或各種小氣道改變。
(三)靶掃描(targetscan)
1.定義感興趣區(qū)的放大掃描,即先設定感興斑區(qū),作為掃描視野,然后掃描。可提高空間分辨
力。
2.應用掃描后的放大并不能提高空間分辨力。靶掃描的結果是放大區(qū)域內成?
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