螺旋CT技術的臨床應用

1整理ppt2整理ppt3整理ppt4整理ppt第五節(jié)螺旋CT的臨床應用5整理ppt課前復習6整理ppt7整理ppt8整理ppt9整理ppt10整理ppt11整理ppt12整理ppt13整理ppt14整理ppt15整理ppt16整理ppt17整理ppt18整理pptCT螺旋掃描又稱CT容積掃描（volumetricCTscan)，是采用滑環(huán)技術，X線球管或X線球管和探測器不間斷360°旋轉(zhuǎn)，連續(xù)產(chǎn)生X線，并進行數(shù)據(jù)采集；同時，檢查床沿縱軸方向勻速移動使掃描軌跡呈螺旋狀的掃描方式。19整理ppt20整理ppt多層CT一次掃描獲得4層圖像21整理ppt螺旋掃描的參數(shù)選擇與常規(guī)CT相似，球管電壓80kV～140kV；球管電流50mA～450mA；掃描時間最長可連續(xù)曝光100s；掃描時X線束的厚度即層厚由準直器的寬度決定，層厚1mm～10mm，檢查床移動速度1mm/s～20mm/s（球管旋轉(zhuǎn)360°的時間為1s）。螺旋掃描與常規(guī)CT不同，檢查床移動速度與掃描層厚可有不同的組合，這種組合以螺距（pitch）來表示，螺距等于球管旋轉(zhuǎn)一周（1s）檢查床移動的距離與掃描層厚的比值。22整理ppt掃描范圍為檢查床每秒移動的距離與X線球管連續(xù)曝光時間之積。例如，用10mm的層厚，曝光時間30s，螺距1.0掃描，掃描范圍為300mm；當螺距改為2.0時，同樣的層厚和曝光時間，掃描范圍則達600mm。因此，螺距越大，每次屏氣所能掃描的范圍就越長，但以減少數(shù)據(jù)采集量為代價。一般認為螺距以1.0時圖像質(zhì)量最好。23整理ppt為了獲取較理想的原始容積數(shù)據(jù)，理論上，最好選擇盡可能小的層厚和檢查床的移動速度，盡可能大的球管電壓和電流，以及盡可能小的圖像重建間隔。但實際操作中往往受到螺旋CT機性能的限制，同時病人亦會受到過多的X線照射；因此，螺旋掃描時，一般根據(jù)掃描部位和掃描范圍選擇層厚和檢查床的移動速度，球管電壓和電流則略低于普通掃描。24整理ppt螺旋掃描的優(yōu)點是掃描速度快，可進行連續(xù)快速掃描成像，大多數(shù)檢查能夠在病人一次屏氣的時間內(nèi)完成，這樣可減少呼吸偽影，避免小病灶因呼吸幅度不一致而漏診；同時縮短危重病人的檢查時間，增加單位時間內(nèi)病人的檢查數(shù)；更重要的是一次注射對比劑后就可分別完成器官不同時期的多期掃描，例如肝臟動脈期、門靜脈期和平衡期的掃描，有利于病灶的檢出和定性。由于獲取容積數(shù)據(jù)，可重建出高質(zhì)量的多軸面圖像和三維立體圖像。25整理ppt一、CT透視CT透視（CTfluoroscopy）為CT圖像的實時顯示。它是應用螺旋CT機快速連續(xù)掃描、快速圖像重建和連續(xù)圖像顯示的技術，球管每旋轉(zhuǎn)60°(1/6轉(zhuǎn)）就能重建出一幅新圖像，每幅圖像的重建時間僅0.17s，當CT機以連續(xù)方式掃描時，監(jiān)視器上同時顯示類似電影的動態(tài)CT圖像。26整理pptCT透視時掃描床的移動及機架的傾斜可分別由掃描室和操作室人員控制，透視圖像同時在掃描室和操作室的監(jiān)視器上顯示，雖然圖像沒有存人硬盤，但掃描轉(zhuǎn)換器可將它們轉(zhuǎn)換成N制式信號存于錄像帶中，利用貯存的原始數(shù)據(jù)，在透視完成后可進行圖像重建。CT透視應用的X線參數(shù)為球管電壓120kV，電流30mA～50mA，附加一個濾線柵，以減少X線劑量。27整理ppt層厚1mm～10mm，顯示野有18cm、24cm、32cm和40cm，圖像矩陣512x512。目前最長的透視時間可達100s，但常限制在50s內(nèi)，隨時為常規(guī)掃描提供儲備。28整理pptCT透視主要用于非血管性介人，例如CT導引下經(jīng)皮穿刺活檢或引流等，能在CT掃描的同時觀察針尖的位置與病灶的關系，操作者可以實時快速、準確地調(diào)整穿刺針的方向和深度，直至命中目標。29整理pptCT透視引導下的穿刺能較好地實時顯示內(nèi)臟器官、血管和病灶的關系，與普通CT引導的穿刺比較，明顯提高了穿刺的準確性，特別是小病灶活檢的準確性。準確的穿刺減少了穿刺的次數(shù)，使病人更安全，同時穿刺過程中的并發(fā)癥亦能及時發(fā)現(xiàn)和處理。30整理pptCT透視是對病人同一區(qū)域連續(xù)掃描，局部X線照射量較大；操作者曝露在X線下操作；穿刺針的金屬偽影；重建偽影；圖像顯示延遲和穿刺方向受限等問題有待今后進一步解決。31整理ppt實時增強監(jiān)視是指增強掃描時對靶器官的CT值進行監(jiān)視，根據(jù)CT值的變動來自動觸發(fā)預定的掃描程序。方法是先對檢查器官進行平掃，然后設定好增強的掃描程序，選一個監(jiān)測的興趣區(qū)并設定觸發(fā)增強掃描的CT值閾值，開始注射對比劑時即對該區(qū)的CT值進行掃描監(jiān)視，當對比劑到達該區(qū)時CT值會突然升高，當達到預設闌值時將觸發(fā)預定的掃描程序而自動啟動掃描。32整理ppt增強掃描時，對比劑到達不同器官的動脈和靜脈時間不同，同時病人心輸出量和心率亦會影響對比劑到達各個器官的時間，掃描者難以捕捉到理想的掃描時間進行準確的動脈期和靜脈期掃描，只能根據(jù)經(jīng)驗來確定開始掃描時間，而實時增強監(jiān)視功能可準確地確定開始掃描的最佳時間，使掃描時間與增強同步。33整理ppt二、動態(tài)增強34整理ppt三、二維和三維重建技術及影像后處理（一）三維重建技術是指在特定的工作站上應用計算機軟件將螺旋掃描所獲的容積數(shù)據(jù)進行后處理，重建出直觀的立體圖像。35整理ppt目前，較為成熟和常用的后處理重建技術有四種：即多層面重建（multiplanereconstructions;MPR）、多層面容積重建（multiplanevolumereconstructions;MPVR）、表面遮蓋顯示（surfaceshadeddisplay,SSD）和CT仿真內(nèi)窺鏡成像術（CTvirtualendoscopy;CTVE）。其中MPR屬二維其余均屬三維重建技術。36整理ppt1．二維和三維重建技術(1)MPR和曲面重建：MPR是在橫斷面CT圖像上按需要任意劃線，然后沿該劃線將一系列橫斷層面重組，即可獲得該劃線平面的二維重建圖像，包括冠狀面、矢狀面和任意角度斜位面圖像。螺旋掃描時的層厚和螺距對多層面圖像重建的圖像質(zhì)量有明顯的影響，層厚越薄，重建圖像越清晰；層厚和螺距選擇不當，較易造成階梯狀偽影。37整理pptMPR應用的是容積數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于常規(guī)CT的重建圖像。MPR可較好地顯示組織器官內(nèi)復雜解剖關系，有利于病變的準確定位。曲面重建（curvedplanarreconstruction,CPR）是指在容積數(shù)據(jù)的基礎上，沿感興趣器官劃一條曲線，計算指定曲面的所有像素的CT值，并以二維的圖像形式顯示出來。38整理ppt曲面重建將扭曲重疊的血管、支氣管等結(jié)構(gòu)伸展拉直顯示在同一平面上，較好地顯示其全貌，是MPR的延伸和發(fā)展。39整理ppt(2)MPVR：是將不同角度或某一平面選取的原始容積資料，采用最大、最小或平均密度投影法進行運算，得到重組二維圖像的方法。這些二維圖像可從不同角度觀察和顯示。1）最大密度投影：最大密度投影（maximumintensityprojection;MIP）是通過計算機處理，對被觀察的CT掃描體積進行數(shù)學線束透視投影，每一線束所遇密度值高于所選閾值的象素，被投影在與線束垂直的平面上重組成二維圖像，其投影方向可任意選擇。40整理ppt41整理pptMIP在臨床上常用于顯示具有相對較高密度的組織結(jié)構(gòu)，例如注射對比劑后顯影的血管、明顯強化的軟組織腫塊等，當組織結(jié)構(gòu)的密度差異較小時，MIP的效果不佳。2）最小密度投影：最小密度投影（minimumintensityprojection;MinlP）是對每一線束所遇密度值低于所選閾值的象素投影重組二維圖像。主要用于氣道的顯示。42整理ppt3）平均密度投影：平均密度投影（averageintensityprojection;AIP）的方法也與MIP相似，是對每一線束所遇密度平均值象素重組二維圖像。此法因組織密度分辨率較低，臨床上很少應用。43整理ppt(3)SSD：是通過計算被觀察物體的表面所有相關象素的最高和最低CT值，保留所選CT閾值范圍內(nèi)象素的影像，但超出限定CT閾值的象素被透明處理后重組成三維圖像。此技術用于骨骼系統(tǒng)（顱面骨、骨盆、脊柱等）、空腔結(jié)構(gòu)（支氣管、血管、膽囊等）、腹腔臟器（肝臟、‘腎臟等）和腫瘤的顯示，其空間立體感強，解剖關系清晰，有利于病灶的定位。44整理ppt由于受CT值閾值選擇的影響較大，容積資料丟失較多，常失去利于定性診斷的CT密度，使細節(jié)顯示不佳。閾值高時易造成管腔狹窄的假象，分支結(jié)構(gòu)顯示少或不能顯示；閾值低則邊緣模糊。(4)CTVE：是利用計算機軟件功能，將螺旋CT容積掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)進行后處理，重建出空腔器官內(nèi)表面的立體圖像，類似纖維內(nèi)窺鏡所見。45整理ppt螺旋CT連續(xù)掃描獲得的容積數(shù)據(jù)重建出立體圖像是CT內(nèi)窺鏡成像的基礎，在此基礎上調(diào)整CT值閾值及透明度，使不需要觀察的組織透明度變?yōu)?00%，從而消除其偽影；而需要觀察的組織透明度變?yōu)?，從而保留其圖像（例如充氣管腔CT值選擇在一200Hu～700Hu，其透明度為0）。再調(diào)節(jié)人工偽彩，即可獲得類似纖維內(nèi)窺鏡觀察的仿真色彩。46整理ppt利用計算機遠景投影軟件功能調(diào)整視屏距、視角、透視方向及燈光，以管道內(nèi)腔為中心，不斷縮短物屏距（調(diào)整Z軸），產(chǎn)生目標物體不斷靠近觀察者和逐漸放大的多幅圖像。隨后以每秒15幀連續(xù)重顯這些圖像，達到電影回放速度，即可產(chǎn)生類似纖維內(nèi)鏡進動和轉(zhuǎn)向的動態(tài)觀察效果。CTVE目前多用于觀察氣管、支氣管、大腸、胃、鼻腔、鼻竇、鼻咽、喉、膀朧和主動脈等。47整理ppt2．三維重建技術容積掃描參數(shù)螺旋CT連續(xù)掃描獲得的容積數(shù)據(jù)是三維重建技術的基礎，為了獲得理想的容積數(shù)據(jù)，掃描時要求盡可能薄的層厚、小的螺距、小的掃描野、高的電壓和電流，同時在一次屏氣內(nèi)完成靶器官的掃描。一般采用的掃描參數(shù)為球管電壓120kV～135kV，電流200mA～240mA，掃描野180mm～300mm，檢查床移動速度2mm～6mm/s，層厚1mm～3mm，掃描范圍50mm～240mm，根據(jù)掃描范圍選擇螺距1～2；掃描時間25s～40s。48整理ppt掃描時病人屏氣，如果掃描時間較長，超過25s，則需分設兩處相連或相互重疊5mm的螺旋掃描程序，在兩處掃描程序間隔10s讓病人呼吸。49整理ppt掃描結(jié)束后將容積掃描的原始數(shù)據(jù)重建出部分重疊的多幅橫斷面圖像，重建圖像間隔為0.6mm～1.7mm，選擇數(shù)字最好為所用掃描層厚的非整除數(shù)。50整理ppt重建圖像用平滑功能平滑兩次后傳送至工作站，在工作站再將橫斷圖像轉(zhuǎn)變?yōu)槿莘e數(shù)據(jù)資料，利用不同的后處理功能重建三維圖像。51整理pptCT血管造影時，則需用高壓注射器按體重1.5ml/kg～2ml/kg，從肘靜脈注射水溶性碘對比劑，注射速度3ml/s～4ml/s，用實時增強監(jiān)視功能設定目標器官的CT值來觸發(fā)預定的掃描程序或于開始注射對比劑后22s～27s開始掃描。52整理ppt（二）CT三位重建技術的臨床應用1.CT血管造影CT血管造影(CTangiography;CTA)是經(jīng)周圍靜脈快速注入水溶性碘對比劑，在靶血管對比劑充盈的高峰期，用螺旋CT對其進行快速容積數(shù)據(jù)采集，由此獲得的圖像再經(jīng)計算機后處理技術（通常采用MIP或SSD處理技術），重建成三維血管影像。53整理pptCTA是一種新的少創(chuàng)傷的血管造影術，可清楚顯示較大動脈的主干和分支；清晰地顯示動脈與腫瘤的關系，從不同角度觀察動脈瘤的形態(tài)、大小、位置、蒂部和血栓等情況。MIP對血管的形態(tài)、走向、分布和管壁鈣化顯示較好，但無法區(qū)分重疊的骨骼、鈣化和已充盈對比劑的動脈和靜脈。54整理ppt因此，MIP重建術前，必須預先在橫斷面圖像上用人工或自動、半自動的方法去除有可能與被觀察的血管相重疊并且密度等于或高于被觀察血管的結(jié)構(gòu)，這樣重建出來的MIP圖像就非常清晰。但此過程較費時，同時會造成部分解剖信息的丟失。由于部分容積效應，橫斷圖像上水平走向血管在MIP重建圖像上的顯示比相同大小的垂直走向血管要淡，尤其是小于掃描層厚的水平走向血管。55整理pptMIP法CT血管造影56整理pptSSD對顯示血管壁的表面，血管的立體走向，以及與鄰近結(jié)構(gòu)的空間關系比較直觀，但所顯示的灰階不完全是X線衰減值的反映，因此，難以區(qū)分血管壁鈣化和顯影的管腔。另外，由于部分容積效應，橫斷圖像上水平走向的血管在SSD重建圖像上的顯示比相同大小的垂直走向的血管要小，尤其是小于掃描層厚的水平走向血管。57整理ppt(1)腦底動脈環(huán)CTA：非外傷性蛛網(wǎng)膜下腔出血的原因常是顱內(nèi)囊狀動脈瘤破裂，而前交通動脈、頸內(nèi)動脈和大腦中動脈是動脈瘤的好發(fā)部位。CTA亦能顯示DSA可發(fā)現(xiàn)的破裂動脈瘤，并明確動脈瘤的蒂和載瘤動脈，同時可了解腦底動脈環(huán)的類型。不僅能發(fā)現(xiàn)小至2mm的動脈瘤，還能了解附壁血栓和鈣化情況。58整理pptCTA檢查速度快，創(chuàng)傷小，因此使早期診斷成為可能。但CTA對較小的顱內(nèi)動脈分支顯示欠佳。59整理ppt(2)胸腹部大血管CTA：胸腹部大血管因其管徑較大，最適合作CTA檢查。CTA能清楚顯示血管的大體解剖形態(tài)，可靠地顯示主動脈2～4級分支，對血管畸形、血管狹窄、血管閉塞和動脈瘤可得到與DSA類似的圖像，能夠精確測量動脈的大小、與腎動脈開口間的距離，有利于制定外科手術計劃。因為CTA掃描時間短，即使急性破裂或接近破裂的不穩(wěn)定動脈瘤和急性動脈夾層的病人也能檢查。60整理ppt2.CTVE為非侵入性檢查，病人安全且無痛苦，尤其適用于不能承受纖維內(nèi)鏡檢查的病人。CTVE與纖維內(nèi)鏡比較，具有以下優(yōu)點：①從不同角度或從狹窄或阻塞的遠端觀察病灶，這對于喉CTVE成像尤為重要，因為纖維內(nèi)鏡不能觀察聲門結(jié)構(gòu)以下，而CTVE則可以觀察；②觀察到纖維內(nèi)鏡無法到達的管腔，如血管、鼻竇內(nèi)腔等；61整理ppt③幫助引導纖維內(nèi)鏡活檢及治療；④可改變透明度，透過管腔觀察腔外情況。但CTVE亦有其局限性：首先，CTVE觀察到的只是病變的影像，缺乏組織特異性，且不能進行活檢；其次，對扁平病灶的檢測敏感性較低。另外CTVE不能對管腔內(nèi)膜的顏色變化及細節(jié)情況進行觀察，對結(jié)腸內(nèi)殘留的糞塊無法與息肉和腫塊區(qū)分，腸腔充氣不足也造成觀察困難。62整理ppt肝右后葉癌3DCT成像

冠狀面正面觀，肝右后葉病灶（紫紅色，箭示）被正常

肝右前葉（橙色）所遮擋63整理ppt3DCT圖像旋轉(zhuǎn)180°后，可清楚

地觀察到肝右后葉病灶（紫紅色）64整理ppt正常人盆骨組織3DCT成像骨盆的結(jié)構(gòu)顯示逼真65整理ppt

正常人3DCT多組織成像在3DCT圖像上，除骨骼（白色）外，還可見動脈（紅色）、靜脈（藍色）及腹壁軟組織（橙色）66整理ppt

同一例正常人3DCT多組織成像用切割刀切開腹壁軟組織后，可見深面的膀胱（藍綠色、箭示）及骼總動脈及分叉部67整理ppt

右縱隔旁神經(jīng)纖維瘤，下頸及胸部3DCT成像可見甲狀腺（綠色），肺組織（淺藍色）、頸部大血管及鎖骨下動靜脈，深部的腫瘤被遮蓋68整理ppt同一病例，3DCT圖像用“矩形切割刀”開窗后，可見紅線構(gòu)成的“矩形”切割刀（箭頭示），在“矩形”窗內(nèi)，切割開的肺組織，深面的主動脈弓，右側(cè)頭臂干及腫瘤瘤體（黃色）69整理ppt70整理ppt

同一病例，用扇形切割刀切開胸廓軟組織、肺組織及靜脈可見紅線構(gòu)成的“扇形”切割刀（短箭示），在切割開的“扇形”窗內(nèi)，可清晰地看到位于右側(cè)頭臂干，右鎖骨下動脈及肺組織深面的瘤體（長箭示）71整理ppt72整理ppt

同一病例，3DCT圖像選擇性組織顯示，除去胸廓及肺組織后，并旋轉(zhuǎn)至右側(cè)位可顯示腫瘤的整體形態(tài)，瘤體與主動脈及大血管分支無粘連。手術順利切除腫瘤。73整理ppt74整理ppt

右側(cè)頸部頸動脈體瘤3DCT成像正面觀察，下頜骨將右頸動脈分叉部的腫物遮擋，僅在右下頜下方見少許瘤體（橙紅色）。75整理ppt76整理ppt

同一病例，在后處理中將頭頸部骨骼冠狀面完整地剖開觀察可清晰地顯示瘤體呈“蔓狀”包繞右頸動脈分又部（箭示）77整理ppt78整理ppt

同一病例，在后處理中將頭頸部骨骼矢狀面完整剖開觀察可清晰地顯示右頸總動脈分叉部及位于其內(nèi)側(cè)的瘤體。79整理ppt80整理ppt

左側(cè)脛、腓骨多處粉碎性骨折3D圖像旋轉(zhuǎn)后從側(cè)面觀察骨折斷端的前后錯位情況81整理ppt82整理ppt

同一病例，脛腓骨的3D圖像旋轉(zhuǎn)到一定角度時，能觀察到脛骨的粉碎性骨折線（箭示）83整理ppt84整理ppt

垂體瘤3DCT圖像從上向下觀察，可見瘤體（黃色），能清楚地觀察腫瘤與大腦前、中、后動脈的關系。85整理ppt86整理ppt

同一病例，3DCT圖像旋轉(zhuǎn)角度觀察腫瘤與周邊大血管的關系，腫瘤侵犯大腦中動脈。87整理ppt88整理ppt

垂體微腺瘤3DCT圖像從上向下觀察，可見垂體前部4×5mm大小的微腺瘤（黃色，箭示），后部為正常垂體組織（橙紅色），雙側(cè)為海綿竇及大腦前、中動脈。89整理ppt90整理ppt

同一病例，3DCT圖像旋轉(zhuǎn)到冠狀面上觀察，可見微腺瘤位于垂體前、下部，高度為4mm，病灶與雙側(cè)海綿竇及前動脈關系顯示清91整理ppt92整理ppt

正常人側(cè)腦室3DCT成像3DCT圖像類似于側(cè)腦室的“鑄型圖”，能清楚見到側(cè)腦室體部、前、后及顳角（藍色）93整理ppt94整理ppt

同一病例，3DCT圖像從上向下觀察，可見側(cè)腦室體部與枕角（紫色）形態(tài)，大腦鐮的靜脈影顯示良好95整理ppt96整理ppt97整理ppt四、CTACTA是經(jīng)周圍靜脈快速注入水溶性有機碘對比劑，在靶血管對比劑充盈的高峰期，用螺旋CT對其進行快速容積數(shù)據(jù)采集，由此獲得的數(shù)據(jù)再經(jīng)計算機后處理，通常采用MIP、SSD和VR，重建成三維血管影像。98整理pptCTA是一種微創(chuàng)性血管造影術，可清楚顯示較大動脈的主干和分支的形態(tài)，清晰地顯示動脈與腫瘤的關系，從不同角度觀察動脈瘤的形態(tài)、大小、位置、蒂部和血栓等情況。99整理pptMIP對血管的形態(tài)、走行和管壁鈣化顯示較好，但無法區(qū)分重疊的骨骼、鈣