电子医疗仪器简明CT诊断学.ppt

1 / 23,第十章 CT诊断学,2,CT诊断学,计算断层摄影（Computed Tomography），简称CT ,是电子计算机和X线相结合，应用到医学领域的重大突破，它使传统的X线诊断技术进入了计算机处理、电视图像显示的新时代。因此CT发明者Hounsfield荣获了诺贝尔医学奖。 1971年第一台CT制成，仅应用于颅脑检查，效果良好。1974年制成全身CT，检查扩大到胸、腹、脊柱及四肢。CT显示横断图像，避免重叠；密度分辨率高，图像清晰；方法简便、迅速、无创伤、无痛苦、无危险。所以得到广泛应用，促进了医学影像学的发展。,3 / 23,第一节CT机基本结构和工作原理,一、CT机的基本结构 包括扫描部分、计算机系统，图像显示与记录系统和中央控制台（图1）。 图1 CT 机的基本构造,4 / 23,二、CT 机的工作原理,CT机扫描部分主要由X线管和不同数目的探测器组成，用来收集信息。X线束对所选择的层面进行扫描，其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的吸收和衰减。探测器将收集到X线信号转变为电信号，经模数转换器（AD converter）转换成数字，输入计算机储存和处理，从而得到该层面各单位容积的CT值（CT number），并排列成数字矩阵（Digital matrix）（图2）。这些数字可储存于硬磁盘（Hard disk）、软磁盘（Floppy）和磁带（Magnetic tape,MT）中，也可用打印机印用。数字矩阵经数模（D/A）转换器在监视器上转为图像，即为该层的横断图像。图像可用多幅照相机摄于胶片上，供读片、存档和会诊用。 图2 数字矩阵,5 / 23,三、CT机的发展和类型,CT机按其适用范围分为头颅CT机和全身CT机。CT机的发展常用代（g eneration）来表示。 第一代CT机采取旋转平移方式（rotate/translate mode）进行扫描和收集信息。首先X线管和相对应的探测器作第一次同步平行移动。然后，环绕患者旋转1度并准备第二次扫描。周而复始，直到在180度范围内完成全部数据采集。由于采用笔形X线束和只有12个探测器，所采数据少，因而每扫一层所需时间长，图像质量差。 第二代CT机是在第一代CT的基础上发展而来。X线束改为扇形，探测器增多至30个，扩大了扫描范围，增多了采集的数据。因此，旋转角度由1度增至23度，缩短了扫描时间，图像质量有所提高，但仍不能完全避免患者生理运动所引起的伪影（Artifact）,6 / 23,第三代CT机的主要特点是控测器激增至300800个，并与相对的X线管只作旋转运动（rotate/rotate mode）。因此，能收集较多的数据，扫描时间在5s以内，使伪影大为减少，图像质量明显提高。 第四代CT机的特点是控测器进一步增加，高达10002400个并环状排列而固定不动，只有X线管围绕患者旋转，即旋转固定式（rotate/stationary mode）。它和第三代机的扫描切层都薄，扫描速度都快，图像质量都高。 第五代CT特点是扫描时间缩短到50ms，因而解决了心脏扫描。其中主要结构是一个电子枪，所产生的电子束（Electron beam）射向一个环形钨靶，环形排列的探测器收集信息。,7 / 23,图3 第15代（CT）扫描方式,8 / 23,四、CT图像,CT图像由某一定数目的由黑到白不同灰度的小方块组成，每一方格为图像的最小单位称为像素（pixel）（图4）。 CT值是以数值来说明组织影像密度的高低，但不是绝对值。而是以水为标准，其他组织与水比较的相对值。现用亨氏单位（H），即以水的CT值为OH，空气为1000H，骨为1000h 的2000个等级。人体各种组织均包括在2000个等级之内（图5）。,9 / 23,一般X线照片的黑片对比度是固定的，但CT机监视器的黑白即灰度可以通过调节窗位（Window level）和窗宽（Window width）而改变。窗位是指图像显示所指的CT值范围的中心。例如观察脑组织常用窗位为35H，而观察骨质则用300600H。窗宽指显示图像的CT值范围。例如观察脑的窗宽用100，观察骨的窗宽用1000。这样，同一层面的图像数据，通过调节窗位和窗宽，便可分别得到适于显示脑组织与骨质的两种密度图像。使用窄窗宽，有利于发现与邻近正常组织密度差别小的病灶。,10 / 23,图4 CT图像的组成，组织单位容积和像素（pixel）,11 / 23,图5 人体组织CT值,12 / 23,第二节CT检查法概论,一、检查前的准备工作 除对病史、普通X线检查及其他特殊检查结果有所了解外，为了患者安全和提高图像质量还应作以下准备工作：作碘过敏试验，预防发生过敏反应。检查前4h开始禁食。对腹部检查的患者作好清洁肠道和抑制肠蠕动的工作，以减少伪影。进行必要的肝、肾功检查。向患者作好解释工作，训练其配合检查，提高图像质量。,13 / 23,二、扫描条件的选择 1、体位、层厚和层距的选择 根据检查目的、病情及受检部位，将患者按一定体位固定在检查床上。常用体位有横断面和冠状面。层厚（Slice thiekness）一般在510mm间，也可作13mm薄层扫描。层厚越薄，图像越清晰，扫描眼眶及蝶鞍等细致结构时采用薄切层。层距(Slice distance)为两个层面之间的间隔，如层厚和层距相等，为连续扫描，层距小于层厚为重叠扫描，大于层厚为间隔扫描。 2、普通扫描和增强扫描 普通扫描（Noncontrast enhanced scanning），亦称平扫，即不用造影剂而仅利用天然密度对比的检查方法。 增强扫描（Contrast enhanced scanning）以静脉给予含碘造影剂，可使某些病变显示更为清晰，并可根据不同器官和或不同病变的增强程度差异，作出定性诊断。,14 / 23,三、CT图像的阅读和分析 读CT片必须熟悉局部解剖，和普通X线读片原则一样。 1、按顺序进行 按扫描层次和先平扫后增强扫描的次序进行观察。通过对比、分析和综合作出受检部位的正常结构和病变的定位和定性的判断。 2、重视密度改变 以所在器官密度为准，将病变分为低密度、高密度和等密度三类。深入检查时，还可测量病变及其周围组织的CT值。如CT值为OH，则内容物为液体；如CT值为100H，则所含为脂肪类物质。根据CT值的变化可推断病变的性质。,15 / 23,3、调节适当的灰黑度 通过窗位和窗宽的调节，将几种组织和病变显示清楚。使用窄窗宽有利于与周围正常组织密度差异小的病变的检出。 4、注意识别伪影 又称人工污迹，不代表组织真正阴影部分。产生原因有多方面：器官组织固有结构所致，如后颅窝观察岩锥之间的亨氏暗区。患者扫描期间移动位置及生理运动造成伪影。CT机的电器和机械问题都可产生不同形式伪影。上述伪影必须加以识别，否则容易造成假阳性或假阴性。,16 / 23,四、CT检查的限度 CT检查应用范围广泛，而且准确性高,但仍有其限度。主要是检出病变的敏感性高，但定性诊断有一定限制。例如颅内肿瘤的检出率高达98%，但定性正确率在85%。对胸部可以查出普通X线片不能显示的隐匿性病变，但对肺良、恶性病变的鉴别诊断仍有赖于临床资料和细胞学检查。,17 / 23,第三节E-CT简介,一、概述 E-CT (Emission Computed tomography)是发射型计算机断层仪，是同位素发射计算机辅助断层显像的英文缩写。其原理是利用仪器探测人体内同位至素的动态分布而成像；特点是可作功能、代谢方面的影像观察。E-CT是由电子计算机断层(CT)与核医学示踪原理相结合的高科技技术。 E-CT包括SPECT和PET。,18 / 23,E-CT是一种发射型计算机断层成像方法。与通常CT的不同之处是射线源在成像体的内部。E-CT成像是先让人体接受某种放射性药物，这些药物聚集在人体某个脏器中或参与体内某种代谢过程，再对脏器组织中的放射性核素的浓度分布和代谢进行成像。因此，利用E-CT不仅可得人体脏器的解剖图像，还可得到生理，生化，病理过程及功能图像。E-CT包括三种成像装置：相机，SPECT和PET。,19 / 23,二、相机 相机是一次成像的医疗设备，它主要由探测器（包括准直器，闪烁晶体，光电倍增管等），电子学读出系统和图像显示纪录装置等几部分组成。,20 / 23,三、SPECT 单光子发射计算机断层摄影（SPECT）基本原理是，利用能够放出纯粹阿尔法光子的放射性核素或药物注入或吸入人体，通过显像仪的探头对准所要检查的脏器接收被检部位发出的射线，再通过光电倍增管将光电脉冲放大转化成信号，经计算机连续采取信息进行图象的处理和重建，最后以三级显像技术使被检脏器成像。SPECT用于癫痫的检查主要是用锝99标记的化合物HM-PAO和CED。上述放射性核素可以选择性地进入脑内，可以反脑部血流灌注情况。癫痫病灶发作期因局部放电时神经元缺氧导致乳酸增加而致局部脑血流增加，发作间隙期脑血流降低。与PET比较，两者显像有相似的效果，且克服了比PET价格高操作复杂的缺陷，故在临床上应用较多。,21 / 23,四、PET 正电子发射计算机断层扫描(Positron Emission Computerized Tomography, 简称PET)是目前最先进的医疗诊断设备。当人体内含有发射正电子的核素时，正电子在人体中很短的路程内（小于几mm）即可和周围的负电子发生湮灭而产生一对光子，这两个光子的运动方向相反，能量均为0.511Mev，因此，用两个位置相对的探测器分别探测这两个光子，并进行符合测量即可对人体的脏器成像。,22 / 23,正电子发射计算机断层显像 (Positron Emission Tomography，PET)系统是近年来受到临床广泛重视的核医学显像设备,被认为“在核医学史上奠定了一个划时代的里程碑”。PET与其他影象技术相比，PET显像剂能最大限度地与自然存在于机体内活性分子保持一致。一定意义上，PET是目前连接分子生物学与临床医学的最佳影像手段。,23 / 23,PET与SPECT相比较具有灵敏度高和能用于较精确定量分析的优点，加上所用放射性核素多为人体组织天然元素的同位素，能进行真正的示踪研究，故PET已成为当前最理想的定量代谢显像技术，为医学的进步作出了很多独一无二的贡献。但它造价昂贵，必须就近配置生产正电子核素的加速器和标记热室(因为常用正电子发射体的物理半衰期都很短)，故尚难于推广应用。,