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1、CT诊断学,基础知识,Godfrey N. Hounsfield United Kingdom Central Research Laboratories, EMI London, United Kingdom b.1919,计算机体层成像（computed tomography，简称CT）是英国物理学家G. N. Hounsfield 1969年设计成功，1972年问世，CT发展极其快速，其临床地位与作用无可替代，被认为是医学上继X线发现后的又一次重大革命。由于这一贡献，Hounsfield获得了1979年的诺贝尔医学奖。,CT的基本结构与原理,1969年 Hunsfield发明CT 197
2、2年 第一代CT（头颅CT）问世 1974年 第二代CT（体部CT）问世 1989年 螺旋CT问世： （单层/圈） 1992年 2层螺旋CT ： （2层/圈） 1998年 4层螺旋CT ： （4层/圈） 2002年 16层螺旋CT ：（16层/圈） 2003年 64层螺旋CT ： （64层/圈） 2005年 双源螺旋CT,CT的发展,普通CT的扫描方式是单次按一定层厚逐层扫描，信息采集是间断的，且扫描速度慢，所得到的是二维信息。 单层螺旋CT扫描时X线球管与探测器连续旋转，球管连续曝光，检查床匀速进入，扫描线在人体上透射成螺旋状； 检查床移动速度与扫描层厚可有不同的组合，这种组合以螺距（pit
3、ch）来表示，螺距等于球管旋转一周检查床移动的距离与扫描层厚的比值。,多层螺旋CT是利用多个探测器连续螺旋扫描。 多层螺旋CT包括2层、4层、6层、8层、10层、16层、64层等螺旋扫描机。,总之，螺旋扫描方式不再是对人体的某一层面采集数据，而是围绕人体的一段体积螺旋式的采集数据，即所谓CT容积扫描(volumetric CT scan)与容积数据采集，同时大大提高了扫描速度。,CT图像特点CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构成。具有下列特点：数字化成像断面显示，并能进行任意方向重建密度分辨率高具有量的概念(CT值）,关于CT值,CT值用来表达组织密度的统一单位，单位符号
4、Hu。是由计算机算出的每个体素的X线吸收系数（u），再换算而成CT值。其计算公式是：CT值系以水为标准，各组织的CT值均与它比较。因此水的CT值为0Hu，最下界空气由于其衰减系数近似0，其CT值为-1000Hu，最上界骨的CT值为1000Hu。CT值是相对值，反映了组织的线衰减系数，也就是组织的线密度。,某物质的CT值=,u该物质-u水,u水,1000,水,窗位（window level WL or WC):亦称窗中心，表示窗的中心位置。一般以观察组织的CT值作为窗位。 窗宽（window width WW):表示图像上观察组织CT值的范围。因此，选择不同窗宽和窗位即可获得各种不同组织的灰阶图
5、像。同一扫描层面亦可利用窗技术获得多幅图像以观察不同组织。,人的视觉只能分辨从白到黑之间不同的16个灰度层次（称之为灰阶），如果，我们将-1000到+1000的数字进行数模转换并在CRT上形成图像，其中每个灰阶中包含的CT值范围为：1000（-1000）/16=125（Hu） 上式说明，如果不同组织CT值的差异125（Hu）即在同一灰阶之中，人眼即无法分辨。这样就给分清病变带来困难。窗口技术即是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。,CT窗口技术,CT分辨率,1、空间分辨率（spatial resolution）:在保证一
6、定密度差的情况下，区别细小的相邻物体的能力，即识别相邻物体尺寸的最小极限。 2、密度分辨率（density resolution)指能分辨组织之间最小密度差异。与空间分辨率二者是互相制约的。,部分容积效应（partial volume phenomenon）,矩阵图像中的像素代表的是一个体积（及体素），这个体积内可能含有多中不同密度的组织。因此图像上的每一个像素的CT值，所代表的是单位体积内各种组织CT值的平均值，而不能如实地反映其中任何一种组织的CT值，这种现象称为部分容积效应。,部分容积效应,伪影：指在扫描或信息处理过程中，由于某一种或几种原因而出现的人体本身并不存在而图象却显示出来的影像
7、；主要包括运动伪影、高密度伪影、机器伪影等,二、CT扫描方法,CT平扫 CT平扫（plain scan）是指静脉内不注射造影剂的CT扫描技术，是一种常规扫描方法，通常凡进行CT检查的病人一般是先作平扫，或只作平扫即可。一般扫描常规为横断扫描，但头颅、鼻副窦、眼眶等部位有时加冠状扫描。,增强CT扫描静脉内注射含碘造影剂后的扫描方法叫增强扫描（contrast enhancement ccan）。其目的是提高病变组织与周围正常组织间的对比密度差，使病变显示更清楚；也可通过观察病变强化程度与强化类型，进一步判断病变性质。 常用造影剂有两类：离子型造影剂：非离子型造影剂：常用的有优维显、碘海醇、欧乃派
8、克等。,特殊扫描1、高分辨力CT扫描：高分辨力CT（high resolution CT,HRCT）是指较常规CT扫描具有更高的空间和密度分辨力的CT扫描技术。一般是在常规CT扫描的基础上，只对感兴趣区的小范围进行HRCT扫描，了解其细微结构或小病灶。常用于肺部、乳突、鼻副窦、骨关节等部位。,HRCT,HRCT,2、螺旋CT双期或三期扫描：在一次静脉注入造影剂后根据检查器官的血供特点，分别在强化的不同时期对检查的器官进行两次或多次扫描。其目的是发现小病灶以及了解检查器官和病灶的强化特点，提高病灶的检出率和定性能力。常用于肝脏、脾脏、胰腺、肾脏等器官的检查。,肝脏增强三期扫描,3、CT血管造影（
9、CT angiography CTA）：CTA是经静脉注射对比剂后，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计算机后处理技术，重建成三维血管图像。其目的是显示动脉主干与分支、动脉瘤与载瘤动脉、血管狭窄与栓塞、血管异常分流、动脉粥样硬化后软斑块与硬斑块、动脉与肿瘤的关系等情况。目前已用于全身血管性病变的检查。,CTA,CTA,透明法,MIP,曲面重建（MPR）,Case 3,4、CT灌注成像（perfusion CT imaging）：属于功能成像的范畴。利用动态增强CT扫描方法，获得每一像素的时间密度曲线（TDC），然后计算出各像素的血流量（CBF）、
10、血容量（CBV）、对比剂平均通过时间（TS）、对比剂峰值时间（TTP），经计算机后处理技术获得的上述参数图像，从而了解组织与病变的血供情况。常用于脑、肝、肾、心、肺等器官的检查。,用途：1、了解正常脑、肝、肾、心、肺等组织血供情况，从而可以了解病理情况下组织缺血程度；2、了解肿瘤血供情况，有助于良恶性鉴别；3、了解恶性肿瘤血管生成（微血管密度）情况。肿瘤血管生成在实体肿瘤发生、发展及转移的各阶段皆起着重要作用，并显著影响肿瘤的生物学行为和预后；,CT灌注,CBF,TTP,TS,CBV,三维重建是指SPCT扫描所获得的原始数据经计算机程序处理，在X、Y轴的二维图像上对Z轴（立体轴）进行投影转换及
11、负影显示处理，以重建出立体图形。具体技术有： 最大和最小密度投影(Maximum-and minimum-intensity projections，MIP and MinP) 表面遮盖显示（Shaded surface display，SSD) 容积再现（Volume rendering) 常用的是MIP和SSD。,螺旋CT后处理技术,MIP,遮盖表面显示（SSD）：,最小密度投影（MinIP）,Case 4,Case 1,VRT,VR,CT多平面重组（MPR）,MPR是指在任意平面上对容积资料进行多个平面分层重组，重组的平面通常有冠状、矢状、斜面及曲面，能从多个平面和角度上更细致地分析病变
12、的内部结构及与周围的关系，从而大大超越了横断面图像的局限性。,Case 1,Case 1,MIP,MPR,MPR,Case 2,Case 3,Case 3,Case 3,Case 4,容积数据同计算机领域的虚拟现实（virtual reality）结合，如管腔导航技术（navigation）或漫游技术（f1y through）可模拟内镜检查的过程，即从一端向另一端逐步显示管腔器官的内腔。行假彩色编码，使内腔显示更为逼真。目前已获得了鼻腔、鼻窦、喉、气管、支气管、胃、大肠、血管等空腔器官的仿真内镜图像。,仿真内窥镜技术,心脏及冠状动脉成像,正常心脏冠状A的显像、正常心腔大小及心肌壁的显示； 冠心病冠状A成像： 冠状A壁软斑块 冠状A壁钙化及其积分分析 冠状A狭窄内支架植入术、搭桥术等术后评价； 心脏肿瘤、心肌病等疾病的诊断； 灌注成像评价心肌缺血范围与程度。 ,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,心脏及冠状动脉成像,CT片基本参数要点,
