1、 X线成像基础 数字X线成像基础 CT成像基础 磁共振成像基础 影像诊断常用对比剂2X线成像基础 X线成像的基本原理 X线检查技术 X线分析及诊断 X线检查中的防护3X线成像的基本原理 X线的发现 X线的产生 X线的特性 X线成像的基本原理 X线图像的特点4X线的发现及产生 X线的发现1895年，德国物理学家伦琴(Roentgen WC)在研究阴极射线时，偶然发现了X射线，并为他妻子的手摄下了有史以来第一张X线透视照片，开创了放射诊断学的新纪元。至今，X线检查技术已成为常规临床检查工具，非常普及，并在其基础上发展出X线数字减影成像技术和计算机辅助X线断层成像技术（X-CT）。567X线的发现及
2、产生 X线的产生 X线是真空管内高速行进的电子流轰击钨靶时产生的。X线发生装置主要包括X线管、变压器和操作台。X线管为一种高真空的二极管，杯状的阴极内装着灯丝，阳极由呈斜面的钨靶和附属散热装置组成。高压发生器向X线管两端提供高压电。降压变压器向X线管灯丝提供电源。操作台主要包括调节电压、电流和曝时间而设置的电压表、电流表、时计及其调节旋钮等。X线的发生过程是向X线管灯丝供电、加热，在阴极附近产生自由电子，当向X线管两极提供高压电时，阴极及阳极间的电势差陡增，电子以高速由阴极向阳极行进，轰击阳极钨靶而发生能量转换，其中1%以下的能量转换为X线，99%以上转换为热能。X线主要由X线管窗口发射，热能
3、由散热装置散发。89X线成像的基本原理 X线的发现 X线的产生 X线的特性 X线成像的基本原理 X线图像的特点10X线的特性 X线属于电磁波，波长范围为0.0006-50nm。用于X线成像的波长为0.008-0.031nm（相当于40-150KV时）。在电磁辐射谱中，居射线及紫外线之间，比可见光的波长（380-780nm）短，肉眼看不见。此外，X线还具有以下几方面与X线成像和X线检查相关的特性：穿透性 荧光效应 感光效应 电离效应1112X线的特性 穿透性 X线波长短，具有强穿透力，能穿透可见光不能穿透的物体，在穿透过程中有一定程度的吸收即衰减。X线的穿透力及X线管电压密切相关，电压越高，所产
4、生的X线波长越短，穿透力也越强，反之其穿透力也弱。X线穿透物体的程度与物体的密度和厚度相关，密度高，厚度大的物体吸收的多，通过的少。X线穿透性是X线成像的基础。13X线的特性 荧光效应 X线激发荧光物质，如硫化锌镉及钨酸钙等，使波长短的X线转换成波长长的可见荧光，这种转换称为荧光效应。荧光效应是透视检查的基础。1415X线的特性 感光效应 涂有溴化银的胶片，经X线照射后，感光而产生潜影，经显影、定影处理，感光的溴化银中的银离子（Ag）被还原成金属银（Ag），并沉积于胶片的胶膜内。此金属银的微粒，在胶片上呈黑色。而未感光的溴化银，在定影及冲洗过程中，从X线胶片上被洗掉，因而显出胶片片基的透明本色
5、。依金属银沉积的多少，便产生了黑至白的影像。所以，感光效应是X线摄影的基础。1617X线的特性 电离效应 X线通过任何物质都可产生电离效应。空气的电离程度及空气所吸收X线的量成正比，因而通过测量空气电离的程度可测得X线的量。X线射入人体，也产生电离效应，可引起生物学方面的改变，即生物效应，是放射治疗的基础，也是进行X线检查时需要注意防护的原因。18X线成像的基本原理 X线的发现 X线的产生 X线的特性 X线成像的基本原理 X线图像的特点19X线成像的基本原理 X线之所以能使人体组织在荧屏上或胶片上形成影像，一方面是基于X线的穿透性、荧光效应和感光效应；另一方面是基于人体组织之间有密度和厚度的差
6、别。当X线透过人体不同组织结构时，被吸收的程度不同，所以到达荧屏或胶片上的X线量产生差异。这样，在荧屏或X线片上就形成明暗或黑白对比不同的影像。20X线成像的基本原理 X线成像的基本条件 X线具有一定穿透力，能穿透人体组织结构。被穿透的组织结构存在着密度和厚度的差异，X线在穿透过程中被吸收的量不同，以致剩余下来的X线量有差别。有差别的剩余X线是不可见的，由于X线的荧光效应和感光效应，经过显像过程，就能在荧光板或胶片上获得具有黑白对比、层次差异的X线影像。21X线成像的基本原理 不同组织结构的特点 人体组织结构是由不同元素所组成，依各种组织单位体积内各元素量总和的大小而有不同的密度。这样不同的组
7、织器官天然形成了不同的X线衰减的差别，这也是人体X线成像的基础。22X线成像的基本原理 不同密度组织及X线成像的关系 根据X线的吸收程度可归纳为三类 高密度：骨组织和钙化灶；中等密度：软骨、肌肉、神经、实质器官、结缔组织及体液；低密度：脂肪组织、气体。当厚度差别不大时，不同组织间密度的差别在X线影像中构成了亮度的差别。当强度均匀的X线穿透厚度相等、密度不同的组织结构时，由于吸收程度不同，在X线胶片上或荧光屏上显出具有不同层次灰度差异的X线影像 密度不同的病变组织也可产生相应的病理X线影像。2324X线成像的基本原理 不同厚度组织及X线成像的关系 即使是同一种密度的组织结构，如果厚度有差别，吸收
8、X线量也会产生差别。较厚的部分，吸收X线总量多，透过的X线量少，较薄的部分则相反，于是在X线片和荧屏上也显示出灰度的差别。所以，X线影像中密度的差别不仅取决于组织器官密度的差别，也与组织器官厚度有密切关系。较厚的组织亮度增加，较薄的组织则亮度减低。在分析X线影像时要同时考虑到密度和厚度的影响。2526X线成像的基本原理 X线的发现 X线的产生 X线的特性 X线成像的基本原理 X线图像的特点27X线图像的特点 灰阶图像 X线图像是由从黑到白不同灰度的影像所组成。这些不同灰度的影像是以密度来反映人体组织结构的解剖及病理状态。人体组织结构的密度及X线图像上影像的密度是两个不同的概念。前者是指人体组织
9、中单位体积内物质的质量，而后者则指X线图像上所示影像的灰度。但是物质密度与其本身的比重成正比，物质的密度高，比重大，吸收的X线量多，在影像上呈高亮度。反之，物质的密度低比重小，吸收的X线量少，在影像上呈低亮度。因此，图像上的亮度差别，虽然也与物体的厚度有关，但主要是反映物质密度的高低。在工作中，通常用密度的高与低表达影像的灰度。例如用高密度、中等密度和低密度分别表达高亮度、中等亮度和低亮度。当组织密度发生改变时，则用密度增高或密度减低来表达影像的灰度改变。28X线图像的特点 重叠图像 X线图像是X线束穿透某一部位的不同密度和厚度组织结构后的投影总和，是该穿透路径上各个结构影像相互叠加在一起的影
10、像。例如，正位X线投影中，既有前部，又有中部和后部的组织结构。29X线图像的特点 锥形X线束对图像的影响 X线束是从X线管向人体作锥形投射的，因此，X线影像有一定程度的放大和使被照体原来的形状失真，并产生伴影。伴影使X线影像的清晰度减低。30X线成像基础 X线成像的基本原理 X线检查技术 X线分析及诊断 X线检查中的防护31X线检查技术 概述 普通检查 特殊检查 造影检查 X线检查方法的选择32概述 人体组织结构的密度不同，这种组织结构密度上的差别，是产生X线影像对比的基础，称之为自然对比。对于缺乏自然对比的组织或器官，可人为地引入一定量的在密度上高于或低于它的物质，使之产生对比，称之为人工对
11、比。自然对比和人工对比是X线检查的基础。33X线检查技术 概述 普通检查 特殊检查 造影检查 X线检查方法的选择34普通检查荧光透视 优点 可转动患者体位，改变方向进行观察；了解器官的动态变化；操作方便；费用低；可立即得出结论。缺点 影像对比度及清晰度较差，难于观察密度及厚度差别小的器官，以及密度与厚度较大的部位；缺乏客观记录。摄影 优点 空间及密度分辨力均明显优于荧光透视；胶片是很好的客观记录；不仅使密度、厚度差别较大的组织显影，也能使密度、厚度差别较小的病变显影。缺点 不能反映动态变化是主要缺点，其他如费用高、操作复杂等。35X线检查技术 概述 普通检查 特殊检查 造影检查 X线检查方法的
12、选择36特殊检查体层摄影可获得某一选定层面上结构的影像，而选定层面以外的结构则在投影过程中被模糊掉。常用于明确平片难于显示、重叠较多和处于较深部位的病变，用于了解病变内部结构有无破坏、空洞或钙化、边缘是否锐利，以及病变的确切部位和范围等。软线摄影采用能发射软X线，即波长长的X线钼靶球管，用以检查软组织，特别是乳腺的检查。高电压摄影即高千伏摄影，是采用120KV以上的电压进行摄片，一般为120-200KV。X线机必须有小焦点的X线管、滤线器和特殊的计时器装置。由于管电压提高到120-200KV，必须有高比值隔板配合，才能满足高电压摄影要求。由于穿透力强，主要用途是显示那些在常规摄影中被高密度组织
13、或病变遮挡的正常组织或病理改变。例如可将被骨骼、纵膈或者大量的胸腔积液遮盖的肺内病灶显示出来，同时还可显示体层摄片不能清晰显示的小病灶。高千伏摄影可缩短曝光时间，减少X线管负荷和减少患者皮肤照射量。放大摄影采用微焦点和增大人体及照片距离以显示较细微的病变。37X线检查技术 概述 普通检查 特殊检查 造影检查 X线检查方法的选择38造影检查 造影检查的目的是增加不同组织之间、正常组织及病理组织之间的密度差别。主要用于更好地显示那些缺乏自然对比的不同组织结构或病理改变，可将密度高于或低于该组织的一种物质引入组织内或其周围间隙，使之产生密度差别而在影像上被识别，称为造影检查。引入的物质称为对比剂（旧
14、称造影剂）。39X线检查技术 概述 普通检查 特殊检查 造影检查 X线检查方法的选择40X线检查方法的选择 X线检查方法的选择，应该在了解各种X线检查方法的适应证、禁忌证和优缺点的基础上，根据临床初步诊断和诊断需要来决定。一般应当选择安全、准确、简单便而又经济的方法。因此，应首先用普通检查，再考虑造影检查。但也非绝对，例如胃肠检查首先就要选用钡剂造影。有时两三种检查方法都是必需的，例如对于某些先天性心脏病，准备手术治疗的患者，不仅需要胸部平片，还需要作心血管造影。对于可能发生一定反应和有一定危险的检查方法，选择时更应严格掌握适应证，不可滥用，以免经患者带来损伤。41X线成像基础 X线成像的基本
15、原理 X线检查技术 X线分析及诊断 X线检查中的防护42X线分析及诊断 首先应注意投照技术条件；避免遗漏重要X线征象。应按一定顺序，全面而系统地进行观察；注意区分正常及异常。为此，应熟悉正常解剖和变异的X表现。这是判断病变X线表现的基础；观察异常X线表现。应注意观察受检器官或结构的形态和密度变化；提出初步的X线诊断，还必须结合临床资料进行综合分析。X线诊断结果基本上有三种情况：肯定性诊断 否定性诊断 可能性诊断43X线成像基础 X线成像的基本原理 X线检查技术 X线分析及诊断 X线检查中的防护44X线检查中的防护 X线防护的意义 放射防护的方法和措施45X线防护的意义 X线穿透人体将产生一定的
16、生物效应。若接触的X线超过容许辐射量，就可能产生放射反应，甚至放射损害。但是，如X线辐射量在容许范围内，一般则少有影响。因此，不应对X线检查产生疑虑或恐惧，而应重视防扩，如控制X线检查中的辐射量并采取有效的防护措施，合理使用X线检查，避免不必要的X线辐射，以保护患者和工作人员的健康。要特别重视孕妇、小儿患者的防护。46放射防护的方法和措施主动防护 目的是尽量减少X线的发射剂量。措施包括选择恰当的X线摄影参数、应用影像增强技术、高速增感屏和快速X线感光胶片。限制每次检查的照射次数，除诊治需要外不要在短期内作多次重复检查。被动防护 目的是使受检者尽可能少接受射线剂量。具体措施可以采取蔽防护和距离防
17、护原则。前者使用原子序数较高的物质，常用铅或含铅的物质，作为屏障以阻挡不必要的X线，通常采用X线管壳、遮光筒和光圈、滤过板。患者方面 限制照射范围，对照射野相邻的性腺，应用铅橡皮加以遮盖放射工作者方面 注意利用荧屏后的铅玻璃、铅屏、铅橡皮围裙、铅橡皮手套作为防护。墙壁主要是防止X线对室外人的伤害。47 X线成像基础 数字X线成像基础 CT成像基础 磁共振成像基础 影像诊断常用对比剂48数字X线成像基础 计算机X线摄影成像原理及临床应用 CR的摄影成像原理 CR的图像处理 CR的优点及缺点 CR的临床应用 数字X线摄影原理及临床应用 DR的成像原理 DR的优势与不足49计算机X线摄影成像原理及临
18、床应用 CR的摄影成像原理 用磷光体构成的影像板（IP）替代胶片吸收穿过人体的X线信息，该信息经过激光扫描读取，经光电转换，把信息输入计算机系统重建成数字矩阵，再显示出数字化图像。5051计算机X线摄影成像原理及临床应用CR的图像处理 灰阶处理：有利于显示不同组织结构；窗位处理：有利于显示某种组织结构；数字时间减影处理：可得到数字减影血管造影图像（DSA），但减影速度慢；X线吸收率（能量）减影处理：消除某些组织，如对胸部行减影处理可消除肋骨影像，以利于观察肺野。52计算机X线摄影成像原理及临床应用 CR的优点及缺点 优点：实现常X线摄影信息数字化；提高图像的密度分辨力；多信息显示，通过后处理技
19、术，可以分别显示不同层次的影像信息；辐射剂量降低；实现X线摄影信息的数字化储存、调阅及传输。缺点：时间分辨力较差；空间分辨力不足。53计算机X线摄影成像原理及临床应用 CR的临床应用 通过后处理技术，可分别建立显示纵隔结构、肺内结构和骨骼结构的影像；能量减影可以去除肋骨对肺组织的遮挡，对肺内渗出性和结节性病变的检出率都高于传统的X线成像，但由于空间分辨力的不足，显示肺间质及肺泡病变不及传统的X线图像；在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统X线图像。胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠黏膜皱襞上，CR优于传统的X线造影。对骨结构、关节软骨及软组织的显示优于传统的X线成像。54数字X线成
20、像基础 计算机X线摄影成像原理及临床应用 CR的摄影成像原理 CR的图像处理 CR的优点及缺点 CR的临床应用 数字X线摄影原理及临床应用 DR的成像原理 DR的优势与不足55数字X线摄影原理及临床应用 DR成像原理 DR接受X线的是各种类型的平板探测器，它们可以把X线直接转化成电信号或先转换成可见光，然后通过光电转换，把电信号传输到中央处理系统进行数字成像。由于不再需要显定影处理，也不需要把成像板送到读取系统进行处理，而是直接在荧光屏上显示图像，检查速度大大提高。56数字X线摄影原理及临床应用 平板探测器包括以下几种方式 电荷耦合器件（CCD）阵列方式：采用近百个性能一致的CCD整齐排列在同
21、一平面上，每一CCD摄取一定范围的荧光影像，并转换成数字信号，再由计算机进行处理、形成一幅完整的图像。CCD探测器虽然量子检测效率不高，但是其噪声系数较低，动态范围较大。直接方式（非晶体硒）：直接把X线转换成电信号，然后传输到计算机系统组成数字图像。间接方式（非晶体硅）：先把X线转换成可见光，然后经过光电二极管完成光电转换，再传输到计算机系统组成数字图像。有人认为，由于多一道转换成可见光的步骤，增加了可见光的散射而降低了分辨力；但是反方认为间接方式平板的量子检测效率要高于直接方式平板。57数字X线摄影原理及临床应用 DR的优势及不足 优势：空间分辨力进一步提高、信噪比高、成像速度快、曝光量（辐
22、射剂量）进一步降低、探测器寿命更长。不足：CR可以与任何一种常规X线设备匹配，DR难以与原X线设备匹配，对于一些特殊位置的投照，不如CR灵活。5859 X线成像基础 数字X线成像基础 CT成像基础 磁共振成像基础 影像诊断常用对比剂60 HounsfieldHounsfield于于20042004年年8 8月月1212日在英国逝世，享年日在英国逝世，享年8484岁岁61CT成像基础 CT成像原理及设备 CT图像特点 CT基本概念 常规扫描技术 特殊扫描 图像后处理 影像图像质量的因素 CT分析与临床应用62CT成像原理及设备 CT的成像原理及方式 CT设备 多层螺旋CT 电子束CT63CT的成
23、像原理及方式数字成像 所谓数字成像实际上就是将模拟信号数字化（数字矩阵），A/D；数字矩阵转化为可视图像的像素矩阵，D/A；每个像素根据数字矩阵中相应的数字以不同的亮度表现出来。CT扫描模式 断层扫描（轴位扫描）CT最初的扫描模式，螺旋扫描出现之前。床静止不动，脉冲形式发射X线；随着多层CT的发展，又开始重新应用，又称为步进式扫描，同样是扫描时扫描床静止不动，但由原来的二维采集改为三维采集，最常用的是心脏门控扫描。螺旋扫描 滑环技术，球管连续旋转曝光的同时检查床同步匀速移动，扫描轨迹呈螺旋状，故称螺旋扫描；两大优势：扫描速度快；容积数据。电影扫描 被扫描物体静止不动，球管围绕扫描床连续旋转曝光
24、，图像的解剖位置相同，图像之间是时间差别，主要用来进行增强后的动态扫描。6465 常规CT扫描模式66单层螺旋多层螺旋67CT成像原理及设备 CT的成像原理及方式 CT设备 多层螺旋CT 电子束CT68CT设备扫描部分 高压发生器 X线球管 准直器：层厚，球管侧及探测器侧 探测器：接收衰减后的X线并将其转化成为电信号 扫描架和扫描床计算机部分 主计算机系统：CT“心脏”扫描程序控制；信号的接收和处理；图像的重建以及图像的后处理 阵列处理器图像显示及存储部分操作控制部分 扫描范围、扫描条件及扫描模式的选择；图像后处理；照相系统。6970准直器71准直器准直器探测器探测器扇形扇形X X线束线束72
25、CT成像原理及设备 CT的成像原理及方式 CT设备 多层螺旋CT 电子束CT73多层螺旋CT原理及构造特点 纵轴多排探测器 锥形X线束 多个数据采集通道 球管旋转一周可以获得多辐图像多层螺旋CT的优势 降低球管消耗 覆盖范围更长：256层螺旋CT可以在1秒左右，以亚毫米的薄层，完成整个胸部的扫描。检查时间更短：320层CT可以用0.5秒完成亚毫米层厚的肝脏扫描。也可以在一个心动周期完成0.625毫米层厚的心脏扫描。扫描层厚更薄：大大提高Z轴方向的空间分辨力。图像后处理功能更强：增加Z轴空间分辨力，达到各向同性扫描，获得空间分辨力明显提高的各种重组或重建图像。74单层螺旋CT机：薄扇形X射线束单
26、排探测器单一数据采集通道一个旋转周期仅得 一幅图象多层螺旋CT机：锥形X射线束多排探测器多套数据采集通道每一个旋转周期可得 多幅图象7576CT成像原理及设备 CT的成像原理及方式 CT设备 多层螺旋CT 电子束CT77电子束CT 原理及构造特点 又称超高速CT，采用先进的电子束技术，从阴极的电子枪发出电子束并加速形成高能电子束，通过磁性偏转线圈使电子束以极快的速度在201度弥形阳极靶面上扫描一遍，产生X线束，再折射到靶面对面的控测器上，以电子束移动代替球管的旋转，扫描束度产生一个飞跃，最快可达到几十毫秒。应用特点 极快的扫描速度非常适合进行心脏的扫描，可以获得不同心动周期的清晰图像，可以测定
27、心脏功能。可对冠状动脉壁的钙化进行量的测定以推断其狭窄程度。目前电子束CT在临床上主要用于心脏疾病、急症（燥动）患者及小儿的颅脑和体部扫描。78 第五代第五代CTCT扫描机扫描机(EBCT)(EBCT)79CT成像基础 CT成像原理及设备 CT图像特点 CT基本概念 常规扫描技术 特殊扫描 图像后处理 影像图像质量的因素 CT分析与临床应用80CT图像特点 及常规X线摄影比较的优势 CT值 窗口技术81及常规X线摄影比较的优势 断层显示解剖 CT是断层图像，可以把常规X摄影所遮挡的解剖或病理结构显示得非常清晰，所以被称为影像学发展史上的一次革命。高软组织分辨力 模拟成像密度分辨力仅26灰阶，数
28、字成像密度分辨力可达210-212灰阶，而且可通过窗宽窗位的调整，使全部灰阶通过分段得到充分的显示，弥补了人肉眼观察分辨灰阶的限制。建立了数字化标准 CT值的测量使我们在诊断过程中有了相对统一的标准。82CT图像特点 及常规X线摄影比较的优势 CT值 窗口技术83CT值概念：CT值是CT图像测量中用于表示组织密度的统一计量单位，称为亨氏单位（Hounsfield unit）。公式解析：代表分度因数，按照亨氏分度，分度因数为1000；M为各种不同组织的X线衰减系数；W为水的衰减系数。例：水的衰减系数为1，骨的衰减系数（B）约为2.0，空气的衰减系数（A）为0.0013，近于0，l CT值的应用（
29、绝对CT值及相对CT值）HuCT01000111值水）（）（值WWMCTHuCT10001000112）（值骨HuCT10001000110值空气CT值的定义是以水为标准，其它组织及之比较后得出。8485CT图像特点 及常规X线摄影比较的优势 CT值 窗口技术86窗口技术概念：窗口技术是数字图像所特有的一种显示技术，它利用一幅图像可用不同的灰度差别在监视器上显示这一优势，来分别观察不同的组织差别。CT可用同一幅图像，只需在监视器上调节出不同的窗宽和窗位，就可分别观察不同组织。监视器上CT图像的亮度变化是以灰阶形式显示的，由于人裸眼对于灰阶的分辨只能达到十六级，所以目前CT图像的亮度灰阶也只用十
30、六级，一般不再升至三十二级或更高。一般CT机可显示的CT值范围为-1000+1000,共2000个密度等级,而人的裸眼仅能识别16个灰阶,若把2000个CT值分成16个灰阶,则:200016=125(HU)。此式说明,如果不同的CT值的差异125HU即在同一灰阶中,人眼无法分辨,而人体正常组织及病变组织的CT值有时仅差几个灰阶(35HU)。这样就给分清病变带来困难,因此需要把要观察组织的CT值集中到人眼能分辨的范围内,使图像黑白度适宜。窗口技术就是利用窗位和窗宽来选择感兴趣的CT值范围,并将其转换成16个灰阶,而小于或大于该CT值范围的结构则变成全黑或全白。每一灰阶的CT值范围为:窗宽16,窗
31、宽、窗位之间有密切的关系,两者调节应协调与匹配。调节窗宽主要影响对比度,窗宽大,图像层次多,组织对比减少,细节显示差;反之窗宽小,图像层次减少,对比增强,细节显示佳。调节窗位主要影响图像亮度,窗位升高,图像变黑,反之变白。87窗口技术窗宽 是指监视器中最亮灰阶所代表CT值及最暗灰阶所代表CT值的跨度；如：最亮设为2000Hu，最暗设为0Hu，窗宽是2000；最亮设为1000Hu，最暗设为-1000Hu，窗宽是？；调节窗宽主要影响对比度,窗宽大,图像层次多,组织对比减少,细节显示差;反之窗宽小,图像层次减少,对比增强,细节显示佳。窗位是指窗宽上限所代表CT值与下限所代表CT值的中心值；如：上限为
32、75Hu，下限为-25Hu，窗宽为？Hu，窗位就是？Hu；上限是100Hu，下限为0Hu，窗宽是？Hu，窗位就是？；调节窗位主要影响图像明暗度,窗位升高,图像变黑,反之变白。总之，窗宽确定所观察图像中CT值变化的跨度，窗位决定观察变化的区域。88窗口技术 窗口技术的应用 由于监视器的灰阶级别一定，从理论上讲，窗宽越窄，密度分辨力越高，反之。以灰阶16、出血为例 WW160Hu，两种组织间CT值差别超过10Hu，人眼即可在监视器上看出灰度差别，如新鲜出血时，血肿及正常脑实质的密度差在20-60Hu之间，容易分别。WW1600Hu，两种组织间的差别必须超过100Hu，人眼才能分辨出二者亮度差别，无
33、法看到血肿与正常脑组织间的亮度差别。WW100Hu，WL25Hu，监视器上所有CT值超过 Hu（亮度上限）及低于 Hu的组织，都为最亮及最暗而无灰度差别，虽然软组织分辨力达到10Hu，但观察范围仅限于CT值从 Hu到 Hu的组织，密度高于 Hu和低于 Hu的组织在图像上无法区分。急性硬膜下血肿的CT图像中，假设WW100Hu，WL35Hu，亮度上限则为 Hu，而此时血肿的密度在90Hu左右，已超过亮度上限临近颅骨的CT值早已超过窗宽上限，此时二者都是最高亮度没有了差别，会因无法分辨二者而漏诊。若将窗宽改为180Hu，窗位不变，脑组织、血肿及颅骨三者清晰可辨。89窗口技术 窗口技术的应用 窗位的
34、选择 一般要及需要显示的组织相近，这样比显示组织密度高的病变与比这一组织密度低的病变，都能有亮度差别而容易分辨。如脑组织CT值在25-40Hu，显示脑组织病变的窗位一般为30-35Hu，这样诸如出血及梗死等病变都能显示在同一窗口的图像上。窗宽的选择 既能覆盖病变密度变化范围，又能显示正常与病变组织间最小差别为宜。如骨的密度变化一般都以上百个CT值为计算，且变化幅度大，故窗宽要宽，以2000Hu以上为宜，脑组织病变与正常脑组织大多仅差几个或几十个CT值，所以窗宽要窄，多在80-120Hu之间。90脑组织窗(90,40)骨窗(1500,350)肺窗(1600,650)纵隔窗(300,40)91CT
35、成像基础 CT成像原理及设备 CT图像特点 CT基本概念 常规扫描技术 特殊扫描 图像后处理 影像图像质量的因素 CT分析与临床应用92CT基本概念 像素及体素 准直宽度与层厚 矩阵与像素 螺距 重建间隔93像素及体素 像素是指构成数字图像矩阵的基本单元。由于X线束以一定厚度穿过人体，所以CT（或MRI）图像实际上代表了一定厚度的人体断层，体素是指代表一定厚度的三维的体积单元。实际上像素是体素在成像时的体现。9495CT基本概念 像素及体素 准直宽度与层厚 矩阵与像素 螺距 重建间隔96准直宽度及层厚 准直宽度是指X线束的宽度，层厚是指CT断层图像所代表的实际解剖厚度。在常规断层扫描中，层厚就
36、等于准直宽度（X线束的厚度），也就是X线束穿过人体的厚度。在螺旋扫描中实际图像代表的层厚可以及准直宽度（X线束的宽度）不一致。这是由于在螺旋扫描中，球管和扫描床的同时移动，造成实际层厚要大于准直宽度。在多层螺旋CT中，准直宽度是覆盖多个探测器的整个X线束的宽度，不是指针对每一个探测器的X线宽度。9798CT基本概念 像素及体素 准直宽度与层厚 矩阵与像素 螺距 重建间隔99矩阵及像素 轴位扫描中，矩阵的计算仅仅是在XY平面上，即仅仅在图像的横断分辨力上。只涉及像素在横轴上的边长，并不涉及像素的高度（层厚）。螺旋扫描由于要进行不同方位的图像重组或三维重建，横断图像的矩阵已经不能表示纵轴上的空间分
37、辨力。要重视纵轴上的矩阵，像素的高度（层厚）起着极其重要的作用。高度越小，纵轴空间分辨力越高，目前的多层螺旋CT像素高度已经可以达到横断图像像素的边长，即成为正立方体。这样的图像我们称为各向同性图像，在纵轴上的矩阵可以达到及横轴完全一致，这时，任何方位的重组图像的质量完全相同。100矩阵及像素101CT基本概念 像素及体素 准直宽度与层厚 矩阵与像素 螺距 重建间隔102螺距 定义：在螺旋扫描中，及常规方式扫描的一个不同是产生了一个新概念：螺距（pitch），它是球管旋转一周扫描床移动距离与准直器宽度之间的比，具体公式为：螺距=球管旋转360度床移动距离（mm）/准直器宽度（mm）103螺距
38、应用增加扫描距离 如果准直器宽度等于床的移动距离，即螺距为1。如果准直器宽度大于床的移动距离，螺距就小于1，反之则螺距大于1。因此可以看出，螺距越大单位时间扫描覆盖距离越长。例如，准直器宽度为10mm，螺距为1时，旋转一周1秒，旋转10周扫描距离为100mm，螺距为1.5时，同样10秒扫描距离增加到？mm。这对于一次屏息的大范围扫描很有帮助，因为只需要增加螺距即可在同一扫描时间内尽可能地多增加扫描距离。104螺距 应用减少扫描时间 相同的扫描范围，可以通过增大螺距来缩短扫描时间。例如同样扫描范围150mm，10mm准直宽度，旋转一周1秒，当螺距为1时，需要扫描15秒，螺距为1.5时，仅用？秒扫
39、描时间。105螺距 应用密度分辨力降低 螺距的增大使得同样扫描范围内的光子量减少，180度内插法也减少光子量，这样就使得当螺距大于1时，量子噪声明显增加，密度分辨力降低，减弱了软组织的对比度，然而对骨组织影响不大，因为本身骨及周围的软组织就具有很好的对比度。106螺距 应用螺距的选择 实际扫描中，要针对不同的要求选择适当的螺距。当扫描大血管时，主要是观察对比剂的充盈情况，就要在极短时间内（对比剂充盈良好时）完成扫描，血管的直径较大，可以用较大的螺距，牺牲的密度分辨力不会对大血管病变的诊断产生决定性的影响。当观察颅内血管结构时，不仅要求高的空间分辨力而且要求高的密度分辨力，此时的螺距就应当选择小
40、于1，以利于细小血管的显示。107108CT基本概念 像素及体素 准直宽度与层厚 矩阵与像素 螺距 重建间隔109重建间隔（Reconstruction interval）当螺旋扫描的容积采样结束后，二维图象可以从Z轴上的任何一点开始重建，而且数据可以反复使用。这样就出现了一个新的概念：重建间隔。其定义是每两层重建图象之间的间隔。例如：扫描范围为100mm，准直宽度为10mm，如果重建间隔为10mm，将获得类似常规断层扫描的10幅图象，如果重建间隔为5mm，将获得20幅10mm层厚图象，产生数据交叉重叠的图象。110小于层厚（10幅）等于层厚（8幅）大于层厚（5幅）层厚111重建间隔（Reco
41、nstruction interval）同样扫描范围内，重建间隔越小，重建出的图象数量越多。当然每幅图象的重建时间一样，重建间隔的增加势必增加整个图象重建的时间，即总重建时间等于重建层数乘以每层重建时间。理论上螺旋扫描后重建间隔可以任意设定。重建间隔是采集数据后的处理，不会影响到扫描时间，只会改变重建时间和重建图像祯数，重建间隔的缩小意味着重建图像数量的增多和重建时间的延长。常规断层也可以获得重叠图象，但是需要减少层间距进行重叠扫描，无疑增加了辐射量，螺旋扫描的重建间隔减少并不增加额外的辐射量，这是二者的主要区别之一。减小重建间隔的一个优势是降低部分容积效应的影响，例如，层厚10mm，病灶直径
42、也是10mm，重建间隔等于层厚时，一旦病灶正好落入两层之间，要么病灶被遗漏，要么病灶的显示密度不真实，可能误诊或漏诊。缩小重建间隔则会避免这种机会的发生。缩小重建间隔的另一个优点是提高MPR及三维重建图像的质量，如果重叠3050%，会明显改善MPR和三维重建图像如MIP、SSD、VR、VE的图像质量。112重建间隔（Reconstruction interval）文献报道，重叠超过50%后，对三维后处理图像的质量不会进一步改善，因此，建议重建间隔最多不要超过重叠50%，否则只会增加图像数量和计算机及观察图像者的负担，并无效益。113螺距及重建间隔的区别 重建间隔及螺距的区别主要有以下几点：螺距
43、是扫描参数，只能在扫描前设定，重建间隔是后处理参数，可以在扫描前设定，也可以在扫描后选择，而且可以有多种选择重复重建图像。重建间隔的缩小并不能提高图像质量，因为它不能影响空间和密度分辨力，但是可以减少部分容积效应的影响。螺距的增大则意味着每个象素吸收的光子量将减少，图像质量肯定下降，反之则会提高图像质量。当层厚和扫描范围一定时，增大螺距可以缩短扫描时间。当层厚和扫描时间固定后，增大螺距可以延长扫描范围。而重建间隔的增加既不能变更扫描时间，也无法改变扫描范围。二者都会影响到三维重建图像的质量。螺距的改变通过影响轴位图像的质量间接影响后处理图像，重建间隔的改变则是由于直接影响纵轴空间分辨力来影响后
44、处理图像的质量。114115CT成像基础 CT成像原理及设备 CT图像特点 CT基本概念 常规扫描技术 特殊扫描 图像后处理 影像图像质量的因素 CT分析与临床应用116常规扫描技术 各部位扫描常规 高分辨力扫描 靶扫描 增强扫描117各部位扫描常规 颅脑 头颈部 胸部：层厚5mm 上腹部：层厚5mm 泌尿生殖系统：层厚5mm 骨关节系统118常规扫描技术 各部位扫描常规 高分辨力扫描 靶扫描 增强扫描119高分辨力扫描 概念：着重提高空间分辨力的扫描方式。具体条件是应用高mAs、薄层厚（1-2mm）、大矩阵及骨重建算法。这样条件扫描出的图像较常规扫描的空间分辨力明显提高，组织边缘勾画锐利。应
45、用：观察骨的细微结构，如显示颞骨岩部内半规管、耳蜗、听小骨等结构；观察肺内微细结构及微小病灶结构，如显示早期小叶间隔的改变或各肿小气道改变。120常规扫描技术 各部位扫描常规 高分辨力扫描 靶扫描 增强扫描121靶扫描 定义：靶扫描（target scan）是指感兴趣区的放大扫描，即先设定感兴趣区，作为扫描视野，然后扫描。可提高空间分辨力。扫描后的放大并不能提高空间分辨力。靶扫描的结果是放大区域内成一矩阵，同样的矩阵，扫描范围越小，像素越小，空间分辨力越高。这样对放大区域内的组织，靶扫描图像空间分辨力明显高于普通扫描后图你放大的同一区域。122常规扫描技术 各部位扫描常规 高分辨力扫描 靶扫描
46、 增强扫描123增强扫描 常规增强扫描 时相扫描 小剂量试验 由于个体差异，同样的时相扫描，不同的患者，延迟时间常常相差很多。难以用一个统一的标准来要求。所以，常常选择好一个层面，注射小剂量对比剂连续扫描，画出时间密度曲线，找到峰值，就能确定这个患者的最佳延迟时间。CT值监测激发扫描 一种软件功能，即事先设定靶血管，用CT透视模式扫描，一旦靶血管内的CT值到达设定的阈值，自动启动扫描。这样既能保证精确的延迟时间，又省略了小剂量试验的麻烦。124125CT成像基础 CT成像原理及设备 CT图像特点 CT基本概念 常规扫描技术 特殊扫描 图像后处理 影像图像质量的因素 CT分析与临床应用126特殊
47、扫描 血管成像扫描 灌注扫描 CT椎管（脑池）造影 胃肠充气扫描 CT透视127血管成像扫描 血管内注射对剂后，在靶血管内对比剂充盈最佳的时间内进行螺旋扫描，然后利用图像后处理技术重组出二维或三维的血管影像，称为CT血管成像或CT血管造影（CTA）动脉成像：应用合适的注射速率使用高压注射器从外周静脉注射对比剂，然后在靶动脉充盈最佳的时间内进行扫描，所得数据进行图像后处理。静脉成像：有两种方式。一是外周静脉注射对比剂等到靶静脉充盈时扫描，例如门静脉成像；二是直接注射对比剂同时扫描，例如肢体静脉成像。冠状动脉成像：同时应用心电门控技术和CT值监测激发扫描技术，在高速注射对比剂后扫描心脏。然后对不同
48、时相进行后处理，选择合适的图像进行二维或三维后处理，重建出冠状动脉影像。已经成为冠状动脉狭窄筛选的最佳方法。128129130131132133特殊扫描 血管成像扫描 灌注扫描 CT椎管（脑池）造影 胃肠充气扫描 CT透视134灌注扫描 方法 经静脉高速注射对比剂后，对选定层面进行快速扫描，用固定层面的动态数据记录对比剂首次通过受检组织的过程。然后根据不同的要求，应用不同的计算机程序，将对比剂首过过程中，每个像素所对应体素密度值（CT值）的动态变化进行后处理，得出从不同角度反映血流灌注情况的参数，根据这些不同的参数组合，组成新的数字矩阵，最后通过数模转换，用灰阶或伪彩色（大多应用伪彩色）形成反
49、映不同侧面的CT灌注图像。主要有组织血流量（CBF）、组织血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、峰值时间（TTP）等测量指标。每一种图像可以从一个侧面反映灌注情况。135灌注扫描 临床应用 超急性期脑梗死的诊断：脑灌注CT成像可在急性脑梗死的超早期（小于2小时），在其引超形态学改变之前，就能发现明显的脑组织血液灌注障碍，清楚地显示出缺血性病灶的范围、程度。肿瘤灌注：肝肾功能评价：心肌灌注：有助于诊断早期心肌缺血，确认心肌缺血的部位及范围。136137特殊扫描 血管成像扫描 灌注扫描 CT椎管（脑池）造影 胃肠充气扫描 CT透视138CT椎管（脑池）造影 方法：CT椎管（脑池）造影（CTM）
50、的具体做法是在腰3/4或腰4/5作椎管穿刺，抽出及将要注射对比剂量相等的脑脊液，然后缓缓注入对比剂。腰段扫描：注入椎管内对比剂3-5ml（300mgI/ml），平卧2-3分钟再俯卧2-3分钟后即可进行扫描。胸段扫描：注入8-10ml，头低足高位5-10分钟。颈段扫描：注入10-12ml，头低足高位10-12分钟。脑池（室）造影：注10-12ml，头低足高30-60分钟 当椎管内梗阻较严重时，延迟时间要适当延长。需要强调的是对比剂的选择，不仅一定是非离子对比剂，而且一定要用说明书上明确标明用于蛛网膜下腔的；千万不要把只能用于血管内的对比剂用于蛛网膜下腔注射，否则极有可能发生严重副反应，甚至导致死
