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文檔簡介
1、CT診斷學¤總論 鄖陽醫(yī)學院影像學教研室 陳倫剛,,計算機體層成像 (Computed Tomography,簡稱CT),CT發(fā)展史CT設備及成像原理CT圖象特點CT檢查技術CT圖像的分析與診斷CT的臨床應用,CT發(fā)展史,CT是現代航天技術、電子技術、計算
2、機技術和數學相結合的產物,為臨床提供了一個嶄新的無創(chuàng)傷、無痛苦的影象診斷手段。,1917年由澳大利亞數學家Radon證明了CT的數學基礎,即任何物體可以從它的投影無限集合來重建其圖象。 1963年由美國科學家Cormack發(fā)明了用X線投影數據重建圖象。 1969年由英國工程師Hounsfield基于這些理論制成了第一臺頭顱CT機。 1974年由美國工程師Ledley設計出了全身CT機。
3、 1979年Hounsfield和Cormack教授一起獲得了諾貝爾醫(yī)學生理學獎。 分辨率,CT發(fā)展史,CT設備,CT機基本結構 1、 掃描裝置:由X線管(發(fā)射X線),探測器(接收X線)及準直器(位于X線管前方,它調節(jié)X線束的寬度)組成。 2 、計算機系統(tǒng):是CT機的神經中樞和心臟。擔負操縱整個掃描過程,處理和運算掃描數據,進行圖像的重建和顯示等重要工作。 3、
4、 外圍設備:包括顯示終端(掃描圖像的顯示終端和顯示各種程序文件、指令等文字材料的計算機終端)和資料存儲設備(磁盤機、磁帶機和軟盤機等)兩大類。,,,,掃描方式 探測器元素 探測器數 掃描時間 矩陣第一代 平移/旋轉式 碘化鈉 1~2個 3~5分/層 256×256
5、 已淘汰第二代 平移/旋轉式 二氟化鈉 3~30個 10~40秒/層 256×256 已淘汰第三代 旋轉/旋轉式 氙
6、氣 300個 2~10秒/層 256×256 或512×512 第四代 旋轉/靜止 BGO晶體 1~4千個 1~4秒/層 512×512 或固定
7、 或高效稀土陶瓷 或1024×1024 (當球管連續(xù)旋轉、床勻速前進時形成螺旋CT) 第五代 超快速或電子束CT,以偏轉電子束、多鎢靶來產生X線進行掃 描,掃描時間縮至50ms/層,34 層/秒,拓寬了CT在心血管 方面的臨床應用,但價格昂貴。,,,第一代,,,,平移-旋轉,,,
8、第二代,平移-旋轉,,,第三代,旋轉-旋轉,第四代,旋轉-靜止,旋轉—固定,,第五代 電子束CT,CT成像原理,CT基本原理為X線管發(fā)出的X線束(高度準直)對人體檢查部位一定厚度的層面進行斷面掃描,由探測器接收、測定透過該層面的X線量,然后經放大并轉換為電子流,再經模/數轉換器(A/D)轉換成數字,輸入計算機儲存和計算,得到該層面各單位容積(體素)的X線吸收值,后經數/模轉換器(D/A)在陰極射線管影屏上轉成CT圖像
9、。臨床上將此圖像再攝于膠片上或用其他的介質存儲。因此,CT圖像是計算機計算出的圖像。,,體素,,。,CT的進展,CT機沿用至今,無論從技術設計,硬件結構和軟件功能等方面均有很大的進展。 機械運動方式:平移-旋轉→旋轉-旋轉→滑環(huán)運轉(螺旋)。 機型的發(fā)展:頭顱CT機(幾分鐘/層)→全身CT機(幾秒/層)→螺旋CT機、電子束CT機(16層以上/秒)。 CT掃描方式的進展:間
10、隔層面式掃描和采樣(普通CT)→連續(xù)容積式掃描和采樣(SCT. EBCT)。,,,CT的進展,CT檢查技術的進展:平掃,增強→動態(tài)增強→雙期或多期增強,后處理重建。 學科發(fā)展:單純CT診斷→CT診斷+ CT介入。 形成如下優(yōu)勢: 1、提高了掃描速度;2、提高病變密度測量; 3、提高了病變發(fā)現率;4、可能減少造影劑用量; 5、在造影劑最高時成像;6、層厚
11、、間隔重建可 變;7、可行多層面及三維重建。,CT成像的優(yōu)越性,傳統(tǒng)X線影像是把具有三維的立體解剖結構攝成二維的平面圖像,影像互相重疊,密度分辨率不高。CT克服了這些缺點,它具有以下優(yōu)點: 1 、CT圖像能顯示真正的斷面圖像;無組織結構重疊,解剖關系明確。 2、CT圖象清晰,密度分辨率高;照射范圍局限,X線散射小,可顯示X線照片無法顯示的器官和病變。因此病變檢出率和診斷準確性高
12、。 3、 檢查方便、迅速而安全,無創(chuàng)傷,無痛苦。,,,,CT圖象特點,CT圖像 1、CT圖像在顯示屏上用由黑到白的不同灰階度表示,黑表示低吸收區(qū),即低密度區(qū),如腦室;白表示高吸收區(qū),即高密度區(qū),如顱骨。這與X線照片圖像一致。 2、CT的密度分辨力高,人體軟組織的密度差別很小時,也能形成對比而成像。這是CT的突出優(yōu)點。所以CT能更好的顯示由軟組織構成的器官,如腦、脊髓、縱隔、肺、
13、肝、膽、胰、脾、腎及盆腔器官等。,CT圖象特點,二 CT值 X線圖像可反映正常與病變組織的密度,如高密度和低密度,但沒有量的概念。CT圖像不僅以不同灰度顯示其密度的高低,而且還可依組織對X線的吸收系數說明其密度高低的程度,具有一個量的概念。 CT值代表X線穿過組織被吸收后的衰減值。每種物質的CT值等于該物質的衰減相比之后乘以1000 即:某物質CT值=1000×(u—u水)/ u水,CT
14、圖象特點,其單位名稱為HU(Hounsfield Unit)。 人體組織的CT值范圍從空氣的-1000HU到骨皮質+1000HU,共有2000個CT值。 空氣的CT值最低為-1000HU; 脂肪的CT值為-50~-100; 水的CT值為0(±10)HU; 軟組織的CT值為20~50HU; 骨皮質的CT值最高,為1000HU。,,CT圖
15、象特點,窗寬(WW)與窗位(WL) 人體組織在CT上表現出2000個不同的灰度,層次甚多,人眼不能分辨出如此微小的灰度差別,一般只能分辨出16個灰度。當兩種組織的CT值相差125HU以上(2000/16=125)以上時,人眼才能分辨出來。而人體軟組織的CT值多數+20~+70HU之間,相差不足125HU。為了提高組織結構細節(jié)的顯示,使CT值差別小的組織能分辨,CT機在設計上引入了窗寬與窗位進行調整,稱為窗
16、口技術。,CT圖象特點,窗寬 是指CT圖像上所包含的CT值范圍。在此CT值范圍內的組織結構按其密度高低從白到黑分為16個灰階供觀察對比。例如:窗寬選定為80HU,則其CT值的差別在5HU (80/16=5)以上即可分辨出來。因此窗寬的寬窄直接影響到圖像的對比度和清晰度。 窗位或稱窗中心 由于不同組織的CT值不同,要想觀察它的細微結構,最好以該組織的CT值為窗位。窗位是指窗寬上下限的平均數。,不同窗寬、窗
17、位的CT圖象,,WW1000 WL-650,WW500 WL35,CT圖象特點,四 部分容積效應及周圍間隙現象 在同一掃描層內含有兩種以上不同密度的物質時,圖像的CT值則是這些物質的CT值的平均數,它不能如實地反應其中任何一種物質的CT值,這種物理現象稱為部分容積效應。 同一病灶,依所在器官(周圍背景)不同,所測定的CT值有所變化,這種現象稱為稱為周圍間隙現象。,CT圖象特點,五
18、空間分辨率和密度分辨率 CT的分辨率分空間分辨率和密度分辨率,是判斷CT性能和說明圖像質量的兩個指標。 空間分辨率 是指對物體結構大?。◣缀纬叽纾┑蔫b別能力,通常用每厘米內的線對數(LP/cm)或用可辨別最小物體的直經(mm)來表示,它與構成圖像的像數有關,像數小而多,則空間分辨率就大,圖像細致清楚。,CT圖象特點,2 密度分辨率 表示CT設備對密度差別的分辨能力,以%
19、表示。如果CT的密度分辨率為0.5%,則表示兩種物質的密度差別等于或大于0.5%時,即可分辨出來,而密度差小于0.5%時,則CT圖像上無法鑒別出來。 密度分辨率與每個系統(tǒng)容積所得到的光子數有關,光子數越多,密度分辨率越高。CT的密度分辨率遠遠高于X線照片。,CT圖象特點,六 圖像偽影 CT圖像上可出現各種各樣的偽影,應當認識,以免造成誤診或解釋上的困難。 偽影出現的常見原因及表現:
20、 (1) 病人運動或掃描器官自身的運動影,常表現為高低密度相伴行的條狀偽影; ( 2) 兩種鄰近結構密度相差懸殊的部位,如骨嵴、鈣化、空氣或金屬異物與軟組織鄰近處,常表現為星芒狀或放射狀偽影; (3)CT機故障,表現為環(huán)形或同心圓偽影。,CT檢查技術,一 普通CT掃描 1 、平掃 是指不使用任何造影劑的CT掃描方法。包括連續(xù)掃描、間隔掃描、重疊掃描、薄層掃描(層厚小于
21、0.5cm)、靶掃描等。 一般層厚為1.0cm,盡量不使用間隔掃描。 2、增強掃描 是經血管內注入水溶性含碘造影劑后再進行掃描的檢查方法。目的是提高病變組織同正常組織的密度差,以顯示平掃上未被顯示或顯示不清的病變;通過病變有無強化和強化類型,對病變組織性質做出判斷。,CT檢查技術,注入方法有多種。 常用的造影劑有離子型(60%~76%泛影葡胺)和非離子型( Ultravist
22、 、Omnipaque等);前者價廉,有一些副反應;后者無明顯副反應,但價格較貴。 劑量約50~100毫升(1.5-2.0ml/kg). 3 、造影掃描 是在對某一器官或結構進行造影后再行掃描的方法。 常用的方法有:脊髓造影CT、腦池造影CT、膽囊造影CT、膝關節(jié)造影CT等。,,,平掃,增強,CT檢查技術,二 高分辨力CT掃描 高分辨力CT(HRCT)是
23、指在較短時間內,取得良好空間分辨力CT圖象的掃描技術。 對CT機有如下要求: 1、 固有空間分辨力小于0.5mm; 2、圖象重建用高空間分辨力算法; 3、薄層掃描,層厚為1~1.5mm; 4、 矩陣用512×512。 HRCT可清楚顯示微小的結構及密度差大的組織如肺間質、聽骨鏈等,明顯優(yōu)于普通CT。,CT檢查技術,三
24、CT的新技術 1、多層面重建技術及曲面重建技術 2、多層面容積重建技術:包括最大強度投影,最小強度投影和平均強度投影 ; 3、表面覆蓋法重建技術(SSD); 4、仿真內窺鏡技術(CTVE); 5、容積重建術。 1屬二維重建技術,2~5屬三維重建技術。,SCT 三維重建,SCT三維重建(透明法處理),聽骨鏈仿真內鏡,SCT三維重建(表面
25、覆蓋),SCT三維重建(透明法),SCT血管造影(CTA),SCT多期掃描,CT圖像分析與診斷,1、了解掃描的技術與方法; 2、窗口技術; 3、仔細觀察每一幅圖像,然后通過思維而構成某一器官或結構的立體圖像; 4、以形態(tài)和密度兩方面分析每一器官。 形態(tài)方面主要觀察器官的大小、形態(tài)、輪廓。 密度方面要觀察有無一致性或
26、局限性密度增高或減低。病灶密度低于所在器官或結構,稱低密度灶;病灶密度高于所在器官或結構,稱高密度灶;病灶密度與所在器官或結構相等,稱等密度灶;,CT圖像分析與診斷,若病灶兼有高、低、等密度,稱為混雜密度灶。 5、對于增強掃描,要與平掃圖像對比觀察,分析病灶有無強化、強化程度及強化形式,以利于定性診斷; 6、 全面而細致的觀察,辨別正常或異常; 發(fā)現異常時,經過分析,以影像表現為基礎提出初步的
27、病理改變,有時需要提出幾個可能; 7 、結合臨床資料,綜合分析,以期得出比較正確的診斷。,CT診斷的臨床應用,原則:掌握優(yōu)勢,合理應用。 1、中樞神經系統(tǒng)疾病的CT診斷價值較高,應用普遍。 2、頭頸部疾病的CT診斷也很有價值,應用較普遍。 3、胸部疾病的CT診斷,隨著高分辨率CT的應用,日益顯示出它的優(yōu)越性。 4、 心臟及大血管CT診斷價值的大小取決于
28、CT裝置。多層螺旋CT及電子束CT有獨到之處。,CT診斷的臨床應用,5 、 腹部及盆腔疾病的CT檢查,應用日益廣泛。螺旋CT對急腹癥檢查既快捷、無痛苦,敏感性又高。 6、骨骼肌肉系統(tǒng)疾病,多可通過簡便、經濟的X線檢查確診,使用CT檢查較少。但CT對顯示骨變化的細節(jié)、軟組織變化及關節(jié)等均較X線為優(yōu)。 CT是20世紀70年代發(fā)展起來的一項新的影象技術,由于其對臨床診斷有獨到的價值,普及速
29、度非???;雖然檢查費較昂貴,但是現已普及到,CT診斷的臨床應用,縣級,甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)級醫(yī)院。尤其螺旋CT的普及速度出人意料。隨著設備檔次的提高和影像學工作人員的不斷探索研究,CT的臨床應用越來越廣泛,適應癥越來越寬闊,基本上涵蓋了全身各部位,人體各系統(tǒng)。在以往認為的應用盲區(qū)也逐步得到了開拓應用,如胃腸道及心血管。一些器官結構的顯示能達到微細解剖結構,如HRCT顯示肺小葉等。隨著多層螺旋CT的應用,CT功能成像的研究取得了一定
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