CT图像基础知识扫盲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,CT,图像一、,CT,图象的特点,（一）,数字化图像,CT,图像是根据象素按矩阵排列构成。这些象素反映的是人体相应单位容积（体素）的,X,线吸收系数。,CT,机档次不同其图像的象素大小、数目均不同。大小有,1.0,mm1.0mm,，,0.5mm0.5mm,，,0.25mm0.25mm,之分。数目可以是,256256,个，,512512,个，,10241024,个。显然，象素越小，数目越多，构成的图像越细致、清晰，空间分辨力（,spatial resolution,）,越高。,CT,图像的数据采集后，可对其进行图像后处理。尤其是螺旋扫描的容积数据，可改变算法，进行重建（,reconstruction,）。,能对横断层面像进行多维，多平面的各种类型的重组（,refomation,），,从任意角度，全方位观察影像，使病变的定位、定量、定性更准确。在重组图像中，不同密度的组织可以用不同的伪彩色显示，使图像显示更生动。,CT,图像有较高的密度分辨力（,density resolution,），其,X,线吸收系数的测量精确度可达,0.5%,，能分辨密度差异较小的组织。所以能清楚地显示人体某些器官的解剖结构和器官内密度发生变化的病变组织。,（二）,CT,值,CT,值是简便的量化指标。在研究,CT,图像时，人们关心各组织结构内的密度差异，即相对密度。如果某一组织发生病变其密度就会发生变化，这对,CT,诊断有很大价值。但是，比较和计算各组织对,X,线的吸收系数非常繁琐，于是亨氏（,Hounsfield,）把,X,线的吸收系数换算成,CT,值，单位就是,Hu,（,Hounsfield,unit,）。,亨氏定义水的,CT,值为,0,Hu,其它不同密度组织都同它进行比较，大于水的定为正值，骨皮质,CT,值为,+1000,Hu,，,小于水的定为负值，空气的,CT,值为,1000,Hu,，,人体内密度不同的各种组织的,CT,值则位于,1000,+1000,Hu,的,2000,个分度之间。,在实际工作中可以用测,CT,值的方法，大体估计组织器官的结构情况，这样就有了一个简便的量化指标。此外还可以根据,CT,值选择阈值进行图像后处理，根据,CT,值进行实时增强监视，根据,CT,值进行骨密度测定等。但是，,CT,值并不是恒定的，它会因,X,线硬化，电源状况，扫描参数，温度及邻近组织等因素发生改变，因此在诊断中,CT,值只能作为参考，而不能作为诊断依据。,窗宽（,window width,）,是指,CT,图像上,16,个灰阶里所包括的,CT,值范围，窗位（,window level,）,是窗的中心位置。我们知道，人体内密度不同的组织的,CT,值位于,2000,个分度之间，如果,CT,图像用,2000,个灰阶来表示，图像层次非常丰富。但人眼一般仅能分辨,16,个灰度等级，若将,2000,个分度划分为,16,个灰阶，每个灰阶的,CT,值为,2000/16=125,Hu,，,即相邻两组织,CT,值相差,125,Hu,时，人眼才能分辨。为了能观察到,CT,机所具有的较高的密度分辨力，引进了窗宽和窗位。,窗宽所包括的,CT,值范围内的组织，可以用不同的模拟灰阶来显示。,CT,值范围以外的组织，则没有灰度差别，无法显示。窗位是以计划观察组织的,CT,值为中心，又称窗中心。同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括的,CT,值范围不同。例如取窗宽为,100,Hu,，,窗位为,0,Hu,时，其,CT,值范围为,50,Hu,；,当窗位为,40,Hu,时，其,CT,值范围则为,-10,+90,Hu,。,二、影响图像质量的变量因素,CT,图像的质量除与,CT,机的性能等固有因素有关外，还有许多变量因素直接影响,CT,图像的质量。在,CT,检查中，熟悉这些变量因素，并合理加以调节，才能获得高质量的,CT,图像。比如,CT,检查前的准备工作，不可忽视。此外，还需注意：,（一）,算法的选择,CT,图像是数字化的图像，图像重建的数学演算方式是机内设定的，常用的有标准算法、软组织算法和骨算法等，要根据检查部位的组织成分和密度差异，选择合适的数学演算方式。 标准算法适用于一般,CT,图像的重建，例如颅脑图像重建等；软组织算法适用于需要突出密度分辨力的软组织图像重建，例如腹部器官的图像重建等；骨算法适用于需要突出空间分辨力的图像重建，例如骨质结构和内听道的图像重建等。算法选择不当，会降低图像的分辨力。螺旋扫描的容积数据可变换算法，进行多种算法的图像重建。,（二）,分辨力,CT,的空间分辨力和密度分辨力，是判断,CT,机性能和说明图像质量的两个指标。它们互相制约，比如象素小，数目多，提高了空间的分辨力；但在,X,线总量不变的条件下，每个单位容积所获得的光子数却按比例减少，使密度分辨力下降。若需保持原来的密度分辨力，就要增加,X,线量。当然，同时提高空间分辨力和密度分辨力，可明显提高图像质量。,（三）噪声,均匀物体的影像中各象素的,CT,值参差不齐，图像呈颗粒性，影响密度分辨力，这种现象称,CT,的噪声。它可分为随机噪声和统计噪声。通常所指的噪声是统计噪声。其来源有探测器方面的，如探测器的灵敏度，象素大小，层厚及,X,线量等。还有电子线路及机械方面的，重建方法及散乱射线等也会引起噪声。噪声与图像的质量成反比，因此要了解噪声产生的机制，尽量加以抑制。比如因为,X,线穿透人体到达探测器的光子数量有限，致使光子在矩阵内各象素上的分布不均，导致密度相等的组织或水在图像上的各点的,CT,值不相等，诊断学上称其扫描噪声。显然扫描噪声与,X,线量有关，因此，必须根据检查部位的组织厚度和密度来选择,mAs,。,原则上以保证图像质量的,mA,乘,CT,机所能达到的最快扫描速度为较好搭配。一般讲增加,4,倍的,X,线量，可使图像的扫描噪声减半。,（四）部分容积效应,1,部分容积效应（,partial volume effect,）,在同一扫描层面内含有,2,种以上不同密度的组织相互重叠时，所测得的,CT,值不能如实反映该单位体素内任何一种组织真实的,CT,值，而是这些组织的平均,CT,值，这种现象称部分容积效应。显然，部分容积效应与,CT,扫描层厚和被检组织周围的密度有明显关系，当评价小于扫描层厚的病变时，要考虑其,CT,值是否有部分容积效应的影响，薄层扫描可减少部分容积效应。,2,周围间隙现象（,peripheral space phenomenon,）,在同一扫描层面内，与层面垂直的,2,种相邻但密度不同的组织，其边缘部的,CT,值不能准确测知，因而在,CT,图像上，其交界部的影像不能清楚分辨，这种现象即为周围间隙现象。这是扫描,X,线束在两种组织的邻接处其测量值相互重叠造成的物理现象，实质上也是一种容积效应。,（,五）,伪 影,CT,图像中与被扫描组织结构无关的异常影像，称伪影。产生原因有：,1,设备所致 由于探测器，数据转换器损坏或传输电缆工作状态不稳定，接口松脱，,CT,机使用前未作校准，球管不在中心位置，球管极度老化，探测器敏感性漂移等引起。常见的有环状、条状、点状、同心圆状等伪影。,2,病人所致 来自病人方面产生的伪影有：运动伪影：因扫描部位不固定产生。常见的有与扫描方向一致的条状低密度影；线束硬化伪影：因扫描范围内组织间密度差异较大产生。如扫描范围内的金属异物、钡剂、碘油等可产生条状或星芒状伪影；颅底，肩部，扫描野外的肢体，胃肠道内的气体等亦可产生伪影。,3,扫描条件不当所致,CT,检查时，选用的扫描参数不当，例如选用的扫描野和显示野与扫描部位大小不匹配或扫描参数设定过低时亦可产生伪影。,伪影降低图像质量，甚至影响病变的分析诊断。因而应正确认识伪影，分析产生伪影的原因，做好扫描前的准备工作，及时去除造成伪影的因素，尽量避免或减少伪影的出现。为了保证诊断的准确性，对伪影较多的图像，应去除产生伪影的原因后重新扫描，切忌在伪影较多的图像上作诊断。,（六）窗宽和窗位,窗宽和窗位的选择，关系到组织结构细节的显示，在实际操作中，根据计划显示结构,CT,值的变化范围来确定合适的窗宽、窗位，尤其当正常组织与病变组织间密度差别较小时，应用窄窗宽才能显示病变。加大窗宽，图像层次增多，组织对比减少，细节显示差；缩窄窗宽，图像层次减少，对比增加。两者应相互协调，匹配，才能获得既有一定层次，又有良好对比的影像。不同的机型，因性能差异，窗值并不完全一致。即使同一台机器，随着使用时间的变化，窗值也会有所变化。此外，电流、电压的改变，温度、湿度也会使数据采集系统发生误差，使,CT,值在一定程度上波动，影响窗宽和窗位的选择。,检查方法,一 、平扫,CT,平扫是指不用对比剂增强或造影的扫描，又称非增强扫描。扫描方法较多，其中应用最广泛、最普及的是普通扫描。又称平扫。,一、普通扫描,普通扫描是非增强断层扫描。常规采用横断层面，亦可冠状层面扫描。层厚,5,10,mm,，,层距,5,10,mm,，,即层与层之间的间距为,0,，实行无间距扫描。管电压,120,140,kV,，,管电流,70,260,mA,，,扫描时间,6,0.,5s,，,矩阵,256256,个以上，标准算法、软组织算法均可，对,CT,机没有特殊要求，在普通,CT,机和螺旋,CT,机上都可实施。,CT,检查一般先做普通扫描，如果需要再选用其它扫描方法。,二、薄层扫描,薄层扫描是指层厚小于或等于,5,mm,的无间距或有间距扫描。在普通,CT,机和螺旋,CT,机上都可实施，平扫和增强扫描均可。主要优点是减少部分容积效应，真实反映组织密度。缺点是信噪比降低。目前最薄的扫描层厚可达,1,mm,。,主要用途有：较小组织器官如鞍区、内耳、眼眶、椎间盘、半月板等，常规用薄层平扫；检出较小病灶，如肝脏、肾脏等的小病灶，胆系和泌尿系的梗阻部位等，在普通扫描的基础上加做薄层扫描；一些较大的病变，为了观察病变的内部细节，局部可加做薄层扫描；拟进行图像后处理，最好用薄层螺旋扫描，扫描层面越薄，重组图像的质量越高。,三、重叠扫描,重叠扫描（,overlap scan,）,是断层扫描，可横断层面亦可冠状层面扫描。扫描时设置层距小于层厚，使相邻的扫描层面有部分重叠。例如扫描层厚,10,mm,，,层距,5,mm,，,相邻两个层面就有,5,mm,厚度的重叠。此方法对,CT,机没有特殊要求，管电压、管电流、扫描时间、算法、矩阵与普通扫描相同。优点是减少部分容积效应。缺点是扫描层面增加致病人的,X,线吸收剂量加大。一般只用于兴趣区的局部扫描，以提高小病灶检出的机会。,四、靶扫描,靶扫描（,target scan,）,是指兴趣区局部放大后再进行扫描的方法。即对检查部位先行一层普通扫描，利用此图像决定兴趣区，局部放大后开始层厚、层距,1,5,mm,的无间距逐层扫描。此方法对,CT,机没有特殊要求，管电压、管电流、扫描时间、算法、矩阵与普通扫描相同。靶扫描图像增加了兴趣区的象素数目，提高了空间分辨力；而普通扫描后的局部放大像，仅是兴趣区的象素放大，数目不变，空间分辨力没有提高。靶扫描主要用于小器官和小病灶的显示。,五、高分辨力扫描,高分辨力扫描,CT,（,high resolution CT;HRCT,）,是通过重建图像时所采用的滤波函数形式等的改变，获得具有良好的空间分辨力,CT,图像的扫描方法。要求,CT,机的固有分辨力小于,10,Lp,/cm,，,即分辨的最小物体直径为,0.5,mm,，,矩阵在,512512,个以上，若不足需要通过缩小视野来增加象素数量。扫描时要用高电压,120,140,kV,，,大电流,120,220,mA,，,层厚,1,2,mm,，,层距可视扫描范围大小决定，可无间距或有间距扫描，选用骨算法重建。,此方法突出优点是具有良好的空间分辨力，对显示小病灶、小器官及其细微结构优于其它扫描方法。主要用于普通扫描的一种重要补充。如肺部,HRCT,，,能清晰显示以次级肺小叶为基本单位的肺内细微结构，当诊断和鉴别诊断支气管扩张，肺内弧立或播散小病灶，弥漫性与结节性病变时常用。也可作为独立的扫描检查方法，如内耳的扫描等。,六、图像堆积扫描,图像堆积扫描（,stack slice,）,是利用多个薄层扫描，通过图像叠加功能进行重建图像的检查方法。在普通,CT,机和螺旋,CT,机上均可实施。其方法是设置好扫描层厚及其它扫描条件，进行大,mAs,薄层无间距扫描或薄层螺旋扫描。然后选择叠加参数进行叠加。可以观察叠加效果，若不理想可变换叠加参数再进行重建图像，直至理想。一般选层厚,1,3,mm,，,450mAs,扫描，叠加数,3,5,层为宜。叠加后的,CT,图像，信息量加大，信噪比得到改善，减少了伪影。可用于颅底部的,CT,检查，有助于发现脑干和后颅窝的病变。,七、定量扫描,定量,CT,（,quantitative CT;QCT,）依,X,线的能级分单能定量,CT,和多能定量,CT,。,用于测定骨矿物质含量，监测骨质疏松或其它代谢性骨病病人的骨矿密度。扫描方法：电压,80,kV,，,层厚,8,10,mm,，,其它与普通扫描相同。病人仰卧，双臂上举，胸,12,腰,3,椎体下面置放标准密度校正体模，体模内含数个已知不同密度的溶液或固体参照物。头先进扫侧位定位图决定扫描范围。即胸,12,椎体上缘到腰,3,椎体下缘。分别取与椎体终板平行的椎体中部进行横断层面扫描。,计算方法：测量各兴趣区的,CT,值，即椎体海绵骨前部的椭圆形兴趣区，去除椎体皮质骨兴趣区和包含皮质骨和海绵骨的综合兴趣区。利用所测,CT,值，通过专用软件，与参照密度校正并计算出骨密度值。应该注意：,CT,值不是恒定的，会因,X,线硬化，电源状况，扫描参数、温度及邻近组织等因素发生变化；此外，校正体模的制作材料，扫描层面的定位以及兴趣区的选择等都可能影响定量,CT,的测量结果。,八、容积扫描,容积扫描（,volumetric scan,）,是指在计划检查部位内，行连续的边曝光边进床，并进行该部位容积性数据采集的检查方法，可在单层螺旋,CT,机，多层螺旋,CT,机及将推出的平板探测器,CT,机上实施。其采集的无间隙容积数据，可进行任意层面、任意间隔重建图像，可变换算法重建图像及一系列图像后处理。目前几乎可用于任何部位组织器官的检查。由于扫描速度快，大多数检查能够在病人一次屏气的时间内完成，减少了呼吸伪影，避免小病灶因呼吸幅度不一致而漏扫；由于扫描速度快，注射对比剂后，除三维外，增加了时间分辨力，可用于心脏，大血管等动态器官的检查，可分别完成器官不同时期的增强扫描。,第二节 增强扫描,静脉注射对比剂后的扫描称增强扫描，有多种扫描方法。增强扫描增加了组织与病变间密度的差别，更清楚地显示病变与周围组织间的关系及病变的大小、形态、范围，有助于发现平扫未显示或显示不清楚的病变。还可动态观察某些脏器或病变中对比剂的分布与排泄情况，根据其特点，判断病变性质。可观察血管结构及血管性病变等。临床应用愈来愈普遍。,一、对比剂,增强扫描使用碘对比剂，目前已有多种产品可供选择。,（一）对比剂的类型,根据分子结构将溶液中有离子存在的称为离子型对比剂，有离子单体和二聚体之分，均有,1,个羧基，,0,1,个羟基。离子单体渗透压高达,1500,mosmol,/kg,以上，二聚体的渗透压为,600,mosmol,/kg,；,将溶液中无离子存在的称为非离子型对比剂，也有非离子单体和二聚体之分，均为非离子状态，没有羧基，,4,8,个羟基，非离子单体的渗透压为,500,700,mosmol,/kg,；,非离子二聚体渗透压为,300,mosmol,/kg,。,（二）产生副反应的常见因素,（三）副反应的症状及处理措施,见“造影检查”部分,二、常规增强扫描,常规增强扫描是指静脉注射对比剂后按普通扫描的方法进行扫描。可在普通,CT,机上实施。一般采用静脉团注法注入对比剂。即以,2,4,ml/s,的流速注入对比剂,50,100,ml,，,注射完毕立即扫描。其血管增强效果明显，但消失也快。因此扫描时最好选择兴趣层面开始，尔后再补齐整个扫描范围。另一种是快速静脉滴注法，即快速静脉滴注对比剂,100,180,ml,，,滴注,50,ml,后开始扫描，此方法血管内对比剂浓度维持时间较长，但血管增强效果不如团注法。还可以两种方法同时使用，即先静脉团注法注入半量对比剂，剩余半量快速静脉滴注，边滴注边扫描，血管增强效果有所改善。,三、动态增强扫描,动态增强扫描是指静脉注射对比剂后对兴趣区进行快速连续扫描。要求,CT,机每层扫描时间和间隔时间之和小于,10,s,。,对比剂采用团注法静脉注入。扫描方式有：进床式动态扫描将整个脏器划分数组，每组,3,5,个层面，每层扫描时间,2,s,，,间隔,2.5,3,s,，,扫描时病人屏气；每组之间停顿,10,s,让病人呼吸，然后再继续下一组扫描。如此直至规定范围结束，用于发现病灶；同层动态扫描是对同一层面连续进行多次扫描，并测定,CT,值，将其制成时间密度曲线，以研究该层面病变血供的动态变化特点，鉴别病变性质。,扫描方法与进床式动态扫描大致相同。区别在于选择感兴趣层面，在该层面连续扫,3,5,次为一组，两组之间让病人呼吸，需扫,2,、,3,组。对于,1,2,cm,的小病灶，为防止受呼吸幅度的影响，可在病灶区间，选层厚,3,5,mm,，,每,3,5,层为一组，每组均扫同一小范围，可重复,3,4,组扫描，这样可确保每组扫描中至少,1,2,层通过病灶层面，达到动态扫描观察病灶时间密度曲线的目的；怀疑肝海绵状血管瘤，肝内胆管细胞型肝癌，以及肺内孤立性结节时，可选病灶的最大层面或兴趣层面，快速团注足量对比剂，立即扫描，,60,s,内在同一层再次扫描，同样在,2,min,、,3 min,、,4 min,、,5 min,、,7 min,、,9 min,、,12 min,、,15 min,各扫描一次，观察该层病变血供的动态变化特点，以利定性。这是动态增强扫描的特殊形式，因注射对比剂速度快，开始扫描的时间快，扫描持续的时间足够长，又称,两快一长增强扫描,。,四、延迟增强扫描,延迟扫描（,delayed contrast,seanning,）,是在常规增强扫描后延迟,4,6,h,再行兴趣区扫描的方法。此方法作为增强扫描的一种补充，观察组织与病变在不同时间的密度差异，用于肝脏小病灶的检出及肝癌和肝血管瘤之间的鉴别。对,CT,机没有特殊要求，对比剂总量,150,180,ml,，,量若不足时，应补够总量。,五、双期和多期增强扫描,双期和多期增强扫描是指一次静脉注射对比剂后，分别于血供的不同时期，对欲检查器官进行两次或多次完整的容积扫描。需在螺旋,CT,机上实施。扫描方法：根据平扫选择增强扫描范围，设定不同时期的开始时间，扫描条件与平扫相同；高压注射器设定注射参数，流速,2,4,ml/s,，,团注法。抽取对比剂,80,100,ml,，,建立静脉通道，调整为注射状态；检查各项参数无误，同时按下注射开始键和扫描钮，即按设置好的起始扫描时间对欲检查器官分别进行两次或多次扫描。,此方法可用于身体各个部位，利用螺旋,CT,机扫描速度快的优势，准确显示不同时期组织器官及病灶的血供特点，提高病灶的检出率和定性能力。增强扫描时血管增强明显，通过二维重组可清晰显示血管走行，三维重组可清晰显示血管的空间结构和关系。各期扫描的扫描时机与许多因素有关，如年龄、体质、心肾功能、有无门静脉高压等，操作中要根据部位的不同，综合考虑各种因素，灵活选定扫描时机，才能获得最佳的增强图像。,造影,CT,检查,造影,CT,扫描是指将某一器官或结构利用对比剂使其显影，然后再行,CT,扫描的方法。有阴性，中性，阳性对比剂可供选择，分为血管造影,CT,和非血管造影,CT,两大类。,一、非血管造影,CT,非血管造影,CT,应用非常普遍，如腹部检查时，口服对比剂以充盈胃和十二指肠；盆腔检查时憋尿，并保留灌肠，以显示膀胱，区分肠道，有助于病变的发现等。还有：,（一） 胆囊造影,CT,1,静脉胆囊造影,CT,静脉注射或静脉滴注胆影葡胺后,30,60,min,行胆系,CT,扫描。如欲了解胆囊的收缩功能，进脂肪餐后,60,min,可再次行,CT,扫描。,2,口服胆囊造影,CT,口服碘番酸后,14,h,进行,CT,扫描。此时胆囊舒缩功能正常者胆囊内充满对比剂，胆囊息肉，肿瘤，结石将显示为充盈缺损。,胆囊造影,CT,用于检查胆囊腔内和胆囊壁的病变。,（二） 脑池造影,CT,行腰椎穿刺术将阳性对比剂或阴性对比剂注入脊蛛网膜下腔，经体位引流，对比剂充盈脑池后再行,CT,扫描。怀疑桥小脑角，脑干，颅底区病变不能确诊时，可辅以脑池造影,CT,。,(,三,),脊髓造影,CT,行腰椎穿刺术将非离子型对比剂注入脊蛛网膜下腔，让病人适当翻转后，行脊髓,CT,扫描。可清楚观察椎管内的解剖结构，有利于脊髓病变和椎管内病变的发现和定位。欲显示脊髓空洞症的空洞，需,24,h,后再次作延迟扫描。,二、血管造影,CT,血管造影,CT,是将血管造影和,CT,检查两种技术相结合的一种检查方法，为有创性检查，只是作为,CT,检查的一种补充。优点是克服了常规,X,线造影的重叠问题，较好地显示组织器官或结构的解剖，主要用于小肝癌的检出。对直径小于,0.5,cm,的由肝动脉供血的富血管性肝癌，血管造影,CT,是检测其最敏感的方法。根据导管的插管部位可分为：,（,一）动脉造影,CT,动脉造影,CT,（,computed,tomographic arteriography,；,CT-A,）,在血管造影室经皮穿刺股动脉插管，将导管置于肝固有动脉内并进行腹腔动脉和肠系膜上动脉造影，以明确肝动脉有无解剖变异。如发现有变异必须作选择性动脉插管。插管完成后将导管固定，把病人送到,CT,检查床上，将导管与高压注射器连通，通过导管以,2,ml/s,的流速直接注射对比剂，,5,s,后边注射边进行全肝进床式动态增强扫描。此方法在普通,CT,机和螺旋,CT,机上均可实施。普通,CT,机对比剂用量,50,70,ml,，,螺旋,CT,机时对比剂用量,20,40,ml,。,螺旋,CT,机一次屏气完成全肝扫描，避免了漏扫，对比剂用量也少，敏感性优于普通,CT,机。,（二） 动脉性门静脉造影,CT,动脉性门静脉造影,CT,（,computed,tomographic,arterial,portography,；,CTAP,）,检查方法同,CT-A,，,不同之处是注射对比剂,20,25,s,后开始扫描，普通,CT,机对比剂的用量约为,150,170,mL,，,螺旋,CT,机对比剂的用量约为,100,120,mL,。,当门静脉高压，门静脉内栓子，静脉畸形引流时，,CTAP,的应用受到限制。,螺旋,CT,单层螺旋,CT,单层螺旋,CT,使用滑环技术和高热量,X,线球管，球管或球管和探测器不间断,360,旋转，连续产生,X,线，并进行数据采集。同时检查床沿纵轴方向，匀速移动使扫描轨迹呈螺旋状，连续不停地扫描完需要检查的范围。其扫描和重建速度快，一次屏气大多可完成规定区域扫描，减少了呼吸伪影，避免了漏扫。由于为无间隙容积扫描，可进行一系列高质量的图像后处理。增强扫描时，一次注射对比剂可分别完成器官不同时期的多期扫描。,一、扫描技术,螺旋扫描的参数选择与普通,CT,略有不同。管电压,80,140,kV ,管电流,50,450,mA,，,扫描时间最长可连续曝光,100,s,，,层厚由准直器的宽度决定，,1,10,mm,可选。螺距（,pitch,）,为球管旋转,360,检查床移动距离与扫描层厚的比值。扫描范围为检查床每秒移动距离与,X,线管连续曝光时间之积。理论上螺旋扫描要选择尽可能小的层厚、移床速度和图像重建间隔，尽可能大的球管电压和球管电流。螺距为,1.0,时，图像质量最好。,在实际操作中，各参数的选择受到,CT,机性能的限制，受到病人的,X,线剂量，扫描部位，扫描范围，诊断对图像的要求等因素的制约。比如扫描范围,600,mm,，,如设曝光时间,30,s,，,层厚,10,mm,，,螺距,2.0,mm,，,可屏气扫描，一次完成；同样曝光时间,30,s,，,层厚,10,mm,，,螺距改为,1.0,，屏气扫描一次完成，扫描范围仅是,300,mm,。,因此扫描范围大，若要一次屏气完成扫描，要选择较大螺距，此时数据采集量将减少。诸如此类，要进行综合考虑，有所侧重，合理选择。,二、,CT,透视,CT,透视为,CT,图像的实时显示。由螺旋,CT,机附加功能完成。它是快速扫描，快速重建和连续图像显示技术的结合。 扫描参数为管电压,120,kV,，,管电流,30,50,mA,（,附加滤线栅），层厚,1,10,mm,，,矩阵,512512,个，最长透视时间,100,s,。当,CT,机连续扫描时，扫描室和操作室的监视器上同时显示类似电影的动态,CT,图像。主要用于非血管介入，如,CT,透视引导下的经皮穿刺活检或引流等，与普通,CT,引导穿刺比较，,CT,透视穿刺能较好地实时显示内脏器官、血管和病灶的关系，可同时观察针尖的位置并调整，明显提高了小病灶穿刺活检的准确性。不足之处是术者接受,X,线辐射，病人局部,X,线剂量较大，还有图像显示延迟，重建伪影等尚需进一步改进。,三、实时增强监视,实时增强监视是指增强扫描时，对兴趣区的,CT,值进行监视，根据,CT,值阈值来自动触发预定的扫描程序。由螺旋,CT,机附加功能完成。方法是根据平扫，设定增强扫描程序，选定监测兴趣区并设定触发程序的,CT,值阈值。开始注射对比剂时即对兴趣区的,CT,值进行监视，当达到阈值时自动触发预定的扫描程序而开始扫描。,众所周知，对比剂到达不同器官的动脉和静脉的时间不同，病人的年龄、性别、体质、心肾功能、门静脉高压等对时间也有影响，很难确定开始增强扫描的准确时间，只能根据经验推断。实时增强监视有效解决了这一难题，能够准确地确定开始增强扫描的最佳时间，获取高质量的增强影像。,多层螺旋,CT,多层螺旋,CT,（,multi slice CT; MSCT,）,进一步提高了单层螺旋,CT,的性能。探测器列数增加到两列以上，,X,线束为可调节宽度的锥形束，根据拟采集的层厚选择锥形束的宽度，使其激发不同数目的探测器，从而实现一次采集可同时获得多层图像。,1,宽探测器结构,MSCT,将横向探测器纵行向上扩展，从而形成即有横排又有纵列的宽探测器结构。其设计分为对称与非对称型，依列数又有,8,、,16,、,34,列之分，均能在扫描时进行容积数据采集。当将采集层面提高到,8,16,层时，对称性设计已占主导方式，也有采用对称,/,非对称混合方式的。,2,先进的旋转方式,MSCT,的旋转驱动采用磁悬浮方式，速度可达,0.5,s/,转。,3,大容量,X,线球管,MSCT,连续扫描的时间较长，常规应用中,X,线剂量较大，其球管容量和散热率分别在,7.5,mHu,和,1386,kHu,/min,以上。,4,X,线束为锥形束,X,线束为可调节宽度的锥形束，根据拟采集的层厚选择锥形束宽度，使其激发不同数目的探测器，实现一次采集可同时获得多层图像。但锥形束因对中心部分与边缘部分探测器阵列的入射角度有差别，可产生锥形束伪影，衰减图像质量。,5,采集层厚与剂量,MSCT,采集层厚在,0.5,mm/,层以下，最大螺距可达,13,：,1,。采集速度在全层扫描时可达,0.5,s,以下。从诊断意义上讲，,1,mm,以下的薄层层面信息主要用于图像后处理。但因薄层采集的每个层面体素的数据量小，因而每层采集需使用较大的,X,线剂量，又需要大量的薄层数据构成一个大范围的容积性数据。因此,X,线剂量的问题值得注意。,6,大容量高速计算机处理能力 随着,MSCT,增加探测器每次扫描的采集层面数目，每次采集到的原始数据量大为增加。采用大容量计算机或采用多台计算机并列处理方式改善工作流，使处理速度相应加快，重建时间更短，图像后处理快捷。,二、优势与发展,MSCT,的临床应用范围与单层螺旋,CT,大致相同，除具有单层螺旋,CT,的优点外，还有一些优势：,1,同层厚时的扫描速度提高,MSCT,的,X,线球管旋转速度达,0.5,s,，,旋转一周可完成多层面的容积数据采集并重建出多层面图像，进一步缩短了病人的检查时间。腹部检查时，多期扫描时间更准确。心脏检查时，时间分辨力可降至,80,ms,，,结合心电门控技术，明显改善冠状动脉及心脏形态学的显示。适用于心脏，大血管等动态器官的检查。,2,检测效率提高,MSCT,将单层螺旋,CT,中纵向扫描层面两侧被浪费的,X,线用来采集数据，提高了,X,线的利用率。螺距加大，节省,X,线管的损耗。,3,图像后处理质量提高,MSCT,在相同扫描时间内可获得范围更长或范围相同但层面更薄的容积数据，减少了容积效应和生理伪影，,CT,图像质量提高，图像后处理质量显著提高。,4,同层厚时,X,线剂量减少。,5,对比剂用量减少。,由于,MSCT,临床应用的时间还不长，还有许多优势，如心脏和冠状动脉成像，冠状动脉评分，脑、肺及肝脏等,CT,灌注成像以及智能血管分析等等，还有待于在进一步的临床应用中加以探索。随着可变螺距技术，探测器技术，计算机技术的提高，,MSCT,的临床应用前景会更加广阔。,图像后处理技术,CT,图像是数字化图像，数据采集后，尤其是螺旋,CT,的容积数据采集后，可对其实施一系列图像后处理。,一、重建技术,重建技术用于使用原始数据经重建数学运算得到的横断面影像。可将,CT,图像的原始数据， 改变图像的矩阵、视野，进行图像再次重建处理。还可根据所选滤波函数，改变算法，再次重建图像。比如内耳骨算法扫描后，还可改变为软组织算法再次重建图像，提高了组织间的密度分辨力，使图像更细致、柔和。一次扫描，能获得不同算法的数套影像，用不同窗值来观察，诊断信息更丰富。,二、重组技术,重组技术用于使用重建后的数据实施的进一步的后处理。方法较多，重点介绍较为成熟和常用的几种。,（一）多层面重组和曲面重组,多层面重组（,multiplane refomation,；,MPR,）,在断层扫描的基础上对某些或全部扫描层面进行各种方向范围的重组，得到冠状面、矢状面、斜面或任意面的二维图像。要求连续扫描层面不少于,6,层，扫描层厚小于,5,mm,。,层厚越薄，层数越多，重建图像越清晰、平滑。螺旋扫描后的多层面重组，图像质量明显优于普通,CT,。,但当层厚与螺距选择不当时，容易造成阶梯状伪影。,MPR,方法简单、快捷，适用于全身各个部位，可较好地显示组织器官内复杂解剖关系，有利于病变的准确定位。一般,CT,机都具有此项功能，常作为横断面图像的补充应用。,曲面重组在容积数据的基础上，沿感兴趣器官划一条曲线，计算指定曲面的所有象素的,CT,值，并以二维的图像形式显示出来。可将扭曲重叠的血管、支气管等结构伸展拉直，显示在同一平面上，较好地显示其全貌，是多层面重组的延伸和发展。,（二,）,容积重组,容积重组（,volume,refomation,;VR,）,是将不同角度或某一层面选取的原始容积资料，采用最大、最小密度投影法进行运算，得到重组二维图像的方法。这些二维图像可变换角度观察和显示。,1,最大密度投影法（,maxium,intensity projection; MIP,）,通过计算机处理，对被观察的,CT,扫描体积进行数学线束透视投影，每一线束所遇密度值高于所选阈值的象素，被投影在与线束垂直的平面上重组成,二维图像，其投影方向可任意选择。,MIP,常用于显示具有相对较高密度的组织结构，例如注射对比剂后显影的血管、明显增强的软组织肿块等。当组织结构的密度差异较小时，,MIP,的效果不佳。,2,最小密度投影法 与,MIP,正相反，是对每一线束所遇密度值低于所选阈值的象素投影重组二维图像。主要用于气道的显示。,（三）表面遮盖显示,表面遮盖显示（,surface shaded display;SSD,）,通过计算被观察物体的表面所有相关象素的最高和最低,CT,值，保留所选,CT,阈值范围内象素影像，将超出,CT,阈值的象素透明处理后重组成三维图像。,SSD,空间立体感强，解剖关系清晰，有利于病灶的定位。多用于骨骼系统，空腔结构，腹腔脏器和肿瘤的显示。,SSD,受,CT,阈值选择的影响较大，选择不当，容易失去利于定性诊断的,CT,密度，使细节显示不佳。比如,CTA,时，,CT,阈值过高，选中的组织多，空腔管径显示窄；反之,CT,阈值过低，细微病变可能漏掉，管径显示宽。,（四）,CT,仿真内窥镜,CT,仿真内镜（,CT virtual,endoscopy,；,CTVE,）,是容积数据同计算机领域的虚拟现实结合，重组出空腔器官内表面的立体图像，类似纤维内镜所见。螺旋,CT,连续扫描获得的容积数据重组的立体图像是,CTVE,成像的基础。在此基础上调整,CT,值阈值及透明度，使不需要观察的组织透明度为,100%,，消除伪影。需观察的组织透明度为,0,，保留其图像。再行伪彩色编码，使内腔显示更为逼真。还可利用计算机远景投影软件功能调整视屏距、视角、透明方向及灯光，以管道内腔为中心，不断缩短物屏距（调整,Z,轴），产生目标物体不断靠近观察者和逐渐放大的多幅图像。,随后以电影回放速度连续显示这些图像，即可产生类似纤维内窥镜进动和转向的动态观察效果。目前几乎所有管腔器官都可行,CTVE,显示。从其检查的微创性，图像的直观性和整体性以及,CTVE,与纤维内镜图像的一致性来看，,CTVE,有良好的应用前景。不足之处是容易受伪影的影响，当然也不能进行活检。,（五）,CT,血管造影,CT,血管造影（,CT,angiography,; CTA,）,经周围静脉快速注入对比剂，在靶血管对比剂充盈的高峰期，用螺旋,CT,对其进行快速容积数据采集，由此获得的图像再经,MIP,或,SSD,重组成三维血管影像。,MIP,对血管的形态、走向、分布和管壁钙化显示较好。对于无法区分的骨骼和其它高密度影最好在重组前去除；,SSD,对显示血管壁表面，血管的立体走向，以及与邻近结构的空间关系比较直观，但其准确性与阈值的选择有关，阈值过高，选中的组织多，空腔管径显示窄；,反之阈值过低，细微病变可能漏掉，管径显示宽，故不适于空腔内径的测量与评价。不同的重组方法对诊断价值和意义有所不同，应根据部位，病变性质和临床要求选择。高质量的,CTA,图像接近血管造影，可旋转，进行全方位观察，与,MRA,相比，,CTA,所获信息较多；与,DSA,相比，,CTA,无需插管，创伤小，随着,CT,扫描技术的不断提高和三维技术软件的不断更新，,CTA,技术会被广泛使用。,（六）,CT,血流灌注成像,CT,血流灌注成像（,CT perfusion imaging,）,属于功能成像。利用动态,CT,扫描测量组织血流灌注量的理论基础来源于核医学的数据处理技术。增强扫描所使用的对比剂基本能满足观察组织血液动力学变化的示踪剂的要求。经平扫选定层面后，在静脉团注法注入对比剂的同时，对选定层面通过连续几十次扫描，以获得每一个象素的时间密度曲线，根据不同的数学模型计算，再经伪彩色处理可获得若干参数图。,目前应用较多的是脑血流灌注，其关键技术是注射对比剂的速度和开始扫描时间，均已积累了一定的经验，基本能够包括增强前期、动脉期、毛细血管期、静脉期、静脉窦期等各期图像，可以保证脑血流灌注的图像质量以及各灌注参数的准确性。对缺血性脑梗死的早期诊断具有明显的优越性，且简便易行。对于其它组织的应用尚需进一步探讨。,