计算机体层摄影总论课件.ppt

1、TwinqCT是近代飞跃发展的计算机技术和是近代飞跃发展的计算机技术和 X线线检查技术相结合的产物。检查技术相结合的产物。q 1971年英国年英国Hounsfield工程师研制成功工程师研制成功第一台头颅第一台头颅CT机。同年机。同年10月月4日，成功日，成功地检查了第一例病人。地检查了第一例病人。CT诊断价值高、诊断价值高、方便、快捷、无痛苦、无创伤，是放射方便、快捷、无痛苦、无创伤，是放射诊断领域中的重大突破。诊断领域中的重大突破。Hounsfield因此因此而获得了而获得了1979年的诺贝尔医学生物学奖。年的诺贝尔医学生物学奖。q1974年美国年美国Ledcey工程师设计了全身工程师设计

2、了全身CT机，机，1975年第一台全身年第一台全身CT机问世。目前，机问世。目前，CT装置在设计和功能上都有了很大的改装置在设计和功能上都有了很大的改进和发展，特别是螺旋进和发展，特别是螺旋CT和超高速和超高速CT的临床应用，诊断效果越来越好，临床的临床应用，诊断效果越来越好，临床应用也日趋普遍。应用也日趋普遍。rCT图像是人体断面的组织密度分布图。图像是人体断面的组织密度分布图。r以以X线为投射源，探测器接收衰减的线为投射源，探测器接收衰减的X线，线，经模数转换经模数转换,输入计算机处理输入计算机处理,得到扫描得到扫描断面数字矩阵，数模转换，用黑白不断面数字矩阵，数模转换，用黑白不同的灰度等

3、级在荧光屏上显示出来。同的灰度等级在荧光屏上显示出来。rCT图像清晰，密度分辨率高，无断面以图像清晰，密度分辨率高，无断面以外组织结构干扰等特点。外组织结构干扰等特点。r体素：体素：某一部位一定某一部位一定厚度的体层图像厚度的体层图像,以一以一个个CT值代表这个小单值代表这个小单元的密度，这小单元元的密度，这小单元称为体素。称为体素。r象素：组成象素：组成CT图像的图像的基本单元被称之为象基本单元被称之为象素。素。r象素实际上是体素在象素实际上是体素在成像时的表现。成像时的表现。r 矩阵是一个数矩阵是一个数学概念，它表示学概念，它表示一个横成行、纵一个横成行、纵成列的数字阵列，成列的数字阵列，

4、矩阵越大，图像矩阵越大，图像清晰度越高。清晰度越高。r空间分辨率：对物体大小（几何尺寸）的鉴别能空间分辨率：对物体大小（几何尺寸）的鉴别能力。常用每厘米内线对数或者可辨别最小物体的力。常用每厘米内线对数或者可辨别最小物体的直径（直径（mm）来表示。）来表示。r空间分辨率与被测物体间的密度差别有关，密度空间分辨率与被测物体间的密度差别有关，密度差别小则空间分辨率也会相应减少，影响空间分差别小则空间分辨率也会相应减少，影响空间分辨率的辨率的 主要因素为探测器的几何尺寸，探测器之主要因素为探测器的几何尺寸，探测器之间的间隙和总的间的间隙和总的 原始数据。原始数据。r密度分辨率：又称低对比分辨率，是对

5、密度分辨率：又称低对比分辨率，是对密度差别的分辨能力，以百分比表示，密度差别的分辨能力，以百分比表示，如如CT的密度分辨率为的密度分辨率为0.35，即表示两，即表示两个物质的密度差大于个物质的密度差大于0.35时，时，CT即可即可将其分辨出来。噪声和信噪比是影响密将其分辨出来。噪声和信噪比是影响密度分辨率的重要因素。度分辨率的重要因素。CT较普通较普通X线高线高1020倍。倍。rCT值：值：X线吸收系数线吸收系数（衰减系数（衰减系数值）。值）。换算成换算成CT值，表达组值，表达组织 密 度 的 单 位织 密 度 的 单 位 H u（Hounsfield Unit）。）。水 为水 为 0，骨 皮

6、 质，骨 皮 质1 0 0 0 H U,空 气空 气-1000HU。l某物质的CT值=1000（u该物质-u水）/u水r指荧屏图像上所显示的指荧屏图像上所显示的16个灰阶的个灰阶的CT值范围。值范围。r如窗宽如窗宽2000HU用用16个灰个灰阶来反映，则每个灰阶阶来反映，则每个灰阶是是125Hu（2000/16）。）。r 如窗宽如窗宽200，则每个灰，则每个灰阶是为阶是为12.5Hu（20016），即组织的），即组织的CT值差值差别大于别大于12.5Hu就能分辨。就能分辨。r相当于所显示的灰阶的中相当于所显示的灰阶的中心观察某一组织结构细节心观察某一组织结构细节时，以该组织的值为中心时，以该组

7、织的值为中心观察。观察。r例如脑例如脑CT值约值约35Hu，选，选窗位就是窗位就是35Hu，而窗宽，而窗宽100Hu，16个灰阶范围即个灰阶范围即为为-1585Hu。CT值在值在-15Hu与与85Hu的组织则以的组织则以不同灰阶显示出来。不同灰阶显示出来。l用窗位和窗宽选择感兴趣的CT值范围，并将其转换成16个灰阶，以达到最佳的显示组织和病变的目的。l为了显示组织密度差异小的病变需要用窄窗宽。r被扫描物体中并不存在而图像中却显示出来的各被扫描物体中并不存在而图像中却显示出来的各种不同类型的影像。种不同类型的影像。r分两大类：分两大类：r1、与病人有关：呼吸、肠蠕动、心跳、颅底、与病人有关：呼吸

8、、肠蠕动、心跳、颅底（射线硬化伪影（射线硬化伪影beam hardening artifact）、）、体体内异物。内异物。r2、与设备有关：机器故障或性能造成。、与设备有关：机器故障或性能造成。躁动伪影躁动伪影 异物伪影异物伪影 设备伪影。设备伪影。r同一扫描层面内含同一扫描层面内含有两种以上不同密有两种以上不同密度的物质时，其所度的物质时，其所测测CT值是它们的值是它们的平均值，因而不能平均值，因而不能如实反映其中任何如实反映其中任何一种物质的一种物质的CT值，值，这种现象为部分容这种现象为部分容积效应。积效应。CT成像可归纳为成像可归纳为3个步骤：个步骤：1X线扫描数据的收集，模拟数字转线

9、扫描数据的收集，模拟数字转换，送入计算机。换，送入计算机。2扫描数据处理和图像重建。扫描数据处理和图像重建。3图像的显示图像的显示(数字数字/模拟转换模拟转换)及贮存及贮存CT装置主要由：装置主要由：扫描机架扫描机架 检查床检查床 X线发生系统线发生系统 X线探测器线探测器 计算机及阵列处理器计算机及阵列处理器 图像显示、存贮及输出设备图像显示、存贮及输出设备 操作控制系统操作控制系统1X线管：旋转阳极线管：旋转阳极X线管，焦点的有效面积增线管，焦点的有效面积增大，热容量大，可耐受较大的管电流。大，热容量大，可耐受较大的管电流。2探测器：将探测器：将X线信号转变为电信号。线信号转变为电信号。探

10、测器有固体和气体两种类型。烯土陶瓷探探测器有固体和气体两种类型。烯土陶瓷探测器，具有灵敏度高，一致性好，目前多层螺测器，具有灵敏度高，一致性好，目前多层螺旋旋CT多使用。多使用。3准直器准直器准直器准直器4模数（模数（AD）转换器）转换器r检查床主要功能是将病人的检查部位检查床主要功能是将病人的检查部位 送送入扫描孔。入扫描孔。r 常规常规CT以步进方式水平移动，以步进方式水平移动，r 螺旋螺旋CT则作水平匀速运动。则作水平匀速运动。r高压发生器主要为高压发生器主要为X线管提供高压线管提供高压r计算机系统计算机系统主计算机：负责控制整个系统的运行，包括主计算机：负责控制整个系统的运行，包括机架

11、、床的运动、机架、床的运动、X线的产生、数据的产生、线的产生、数据的产生、数据收集以及各部件间的信息交换数据收集以及各部件间的信息交换阵列处理器则负责图像重建。阵列处理器则负责图像重建。r显示屏显示屏：调节窗宽和窗位使病灶显示更：调节窗宽和窗位使病灶显示更加清晰，符合诊断的要求，加清晰，符合诊断的要求，r图像永久保存图像永久保存：多幅或激光照相机摄片。多幅或激光照相机摄片。存贮在存贮在MOD、CD上，上，PACS系统，存贮在系统，存贮在PACS网上共享。网上共享。常分传统常分传统CT、螺、螺旋旋CT及电子束及电子束CT （一）第一代（一）第一代CT 旋转平移旋转平移,线束，线束，旋转旋转180

12、。扫描速。扫描速度慢，探测器少度慢，探测器少,数数据少，已被淘汰。据少，已被淘汰。（二）第二代二）第二代CT 与第一代与第一代CT机机没有本质的差别没有本质的差别,扇形扇形X线束，探测线束，探测器器 （三）第三代（三）第三代CT 300800枚探枚探测器测器,扇形排列，扇形排列，X线管与探测器同步线管与探测器同步旋转。以秒计。用旋转。以秒计。用于全身检查于全身检查 （四）第四代（四）第四代CT 探测器可达千探测器可达千余枚，环形排列且余枚，环形排列且固定不动，固定不动，X线管线管可在环内作可在环内作360旋转旋转,扫描时间扫描时间25秒。秒。（五）第五代（五）第五代CT 称超快速称超快速 CT

13、（ultrafast CT，UFCT）、电子束）、电子束CT（electron beam CT，EBCT）。主要组成部分）。主要组成部分为电子枪、聚焦线圈、偏为电子枪、聚焦线圈、偏转线圈、多排探测器群、转线圈、多排探测器群、高速移动的检查床和控制高速移动的检查床和控制系统。速度以毫秒计，冠系统。速度以毫秒计，冠状动脉的状动脉的CT血管造影和心血管造影和心脏造影等。脏造影等。（六）螺旋（六）螺旋CT（spiral CT，SCT或或helical CT）滑环技术滑环技术检查床匀速进入检查床匀速进入X线球管连续曝光线球管连续曝光容积容积CT扫描扫描螺距（螺距（pitch）:指在指在X线管旋转线管旋转

14、360度的度的时间内，床所移动的时间内，床所移动的距离，是螺旋扫描的距离，是螺旋扫描的一个重要参数。一个重要参数。螺旋螺旋CT有以下优势：有以下优势：1扫描速度快扫描速度快1020s内完成。内完成。2病灶检出率高病灶检出率高容积数据。容积数据。3多功能显示病灶多功能显示病灶三维重建和血管造三维重建和血管造 影图像，仿真内镜图像，。影图像，仿真内镜图像，。r螺旋螺旋CT的发展的发展当前当前CT发展的主流发展的主流单层单层秒机、秒机、1秒机、亚秒机秒机、亚秒机多层多层2层、层、4层、层、8层、层、16层层平板平板 （一）平扫（一）平扫（precontrast scan或或non-contrast

15、scan）不注射对比剂的扫描。）不注射对比剂的扫描。（二）增强扫描（二）增强扫描（post contrast或或contrast scan）注射对比剂后的扫描。可）注射对比剂后的扫描。可双期、三期和延迟扫描（双期、三期和延迟扫描（delay CT，DCT）。）。（三）造影扫描三）造影扫描 某一器官或结构进行造影再行扫描的某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，如脊髓造影方法，如脊髓造影CT、胆囊造影、胆囊造影CT等。等。（四）特殊扫描（四）特殊扫描 薄层扫描、重叠扫描薄层扫描、重叠扫描、靶区扫描、靶区扫描、高分辨率高分辨率CT扫描（扫描（high resolution CT，HRCT、动态扫描、

16、动态扫描 图像重建图像重建 技术技术CT三维图像重建三维图像重建 CT多平面重组多平面重组冠状、矢状、斜面及曲冠状、矢状、斜面及曲面面 CT血管造影（血管造影（CTA）CT仿真内镜成像（仿真内镜成像（CTVE）CT灌注成像（灌注成像（perfusion CT）图像重建图像重建 技术：技术：重建重建 CT三维图像三维图像l图像重建 技术：CT多平面重组冠状、矢状、斜面及曲面 图像重建 技术：CT血管造影（CTA）图像重建图像重建 技术：技术：CT仿真仿真内镜成像内镜成像（CTVE）From SuperiorFrom InferiorFrom Left Anterior图像重建图像重建 技术：技术

17、：CT灌注成像（灌注成像（perfusion CT）MTTCBFCBV （一）对比剂的分型（一）对比剂的分型 离子型离子型 60泛影葡胺（信谊）泛影葡胺（信谊）非离子型非离子型Ultravist（优维显）（优维显）omnipaque（欧乃派克）（欧乃派克）Bracco（碘必乐）（碘必乐）l 多为水溶性碘造影剂，均为三碘苯环的衍生物。（二）对比剂的作用原理及临床应用（二）对比剂的作用原理及临床应用携带的碘。碘对携带的碘。碘对X射线的高衰减性在射线的高衰减性在CT图像图像上表现为高密度，增加碘分布区与周围组织上表现为高密度，增加碘分布区与周围组织的密度对比度。的密度对比度。血管注入对比剂，大量分布

18、于血管内，很快血管注入对比剂，大量分布于血管内，很快进入组织细胞外液，并达到平衡。进入组织细胞外液，并达到平衡。CT平扫发现占位性病变，增强扫描，了解病平扫发现占位性病变，增强扫描，了解病变的血供，鉴别肿瘤性质。变的血供，鉴别肿瘤性质。血管性病变，增强扫描可直接显示畸形血管的血管性病变，增强扫描可直接显示畸形血管的情况，情况，椎管内注入对比剂椎管内注入对比剂CT扫描，清晰勾画出蛛网扫描，清晰勾画出蛛网膜下隙的形态、大小等，有利于椎管内病变的膜下隙的形态、大小等，有利于椎管内病变的定位、定性诊断。定位、定性诊断。上腹部上腹部CT扫描，常规口服对比剂充盈胃和小扫描，常规口服对比剂充盈胃和小肠，鉴别肠管和肿物。肠，鉴别肠管和肿物。（三）对比剂的给药途径（三）对比剂的给药途径 1静脉团注法（静脉团注法（blous injection）亦称）亦称 快速注射法快速注射法 2静脉滴注法静脉滴注法 3动脉注射动脉注射 4肠腔造影腹部空腔脏器检查肠腔造影腹部空腔脏器检查 5.胆系造影增强 6.蛛网膜下腔给药（四）对比剂反应（四）对比剂反应 离子型离子型死亡死亡0.00250.0074。威胁。威胁生命或严重反应为生命或严重反应为1300014530。非离子型非离子型过敏反应少，但价格昂贵。过敏反应少，但价格昂贵。