《X线CT成像基础医学PPT》由会员分享，可在线阅读，更多相关《X线CT成像基础医学PPT（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、影像成像基础知影像成像基础知识识第一章第一章 X线成像基础线成像基础X线的本质：电磁辐射线的本质：电磁辐射伦琴发现伦琴发现X线：线：1895年年波长范围：波长范围：0.006-50nm成像波长范围：成像波长范围：0.0310.008nm X线的特征线的特征 X射线成像原理射线成像原理 计算机计算机X线摄影（线摄影（CR） 直接数字化直接数字化X线摄影系统（线摄影系统（DR） X射线射线的产生的产生影响影响影响影响X X射线穿透性主要因素：管电压射线穿透性主要因素：管电压射线穿透性主要因素：管电压射线穿透性主要因素：管电压 X线的特征线的特征X X射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用射线
2、与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用（1 1）X X射射射射线线线线的的的的穿透穿透穿透穿透作用。作用。作用。作用。(x(x线成像线成像线成像线成像) ) 其贯穿本领的强弱与物质的性质有关其贯穿本领的强弱与物质的性质有关其贯穿本领的强弱与物质的性质有关其贯穿本领的强弱与物质的性质有关 X线的特征线的特征X X射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用（2 2）X X射射线线的的荧荧荧荧光光光光作用。作用。作用。作用。 医医医医学学学学中中中中透透透透视视视视用用用用的的的的荧荧荧荧光光光光屏屏屏屏、X X射射射射线线线线摄摄摄摄影影影影用用用用
3、的的的的增增增增感感感感屏屏屏屏、影影影影像像像像增增增增强强强强器器器器中中中中的的的的输输输输入入入入屏屏屏屏和和和和输输输输出出出出屏屏屏屏都都都都是是是是利利利利用用用用荧荧荧荧光光光光特特特特性性性性做做做做成的。成的。成的。成的。 （3 3）X X射射射射线线线线的的的的电电电电离离离离作用。作用。作用。作用。 X X射射射射线线线线虽虽虽虽然然然然不不不不带带带带电电电电，但但但但具具具具有有有有足足足足够够够够能能能能量量量量的的的的X X光光光光子子子子能能能能够够够够撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。撞击原子中轨道电
4、子，使之脱离原子产生一次电离。撞击原子中轨道电子，使之脱离原子产生一次电离。 电电电电离作用也是离作用也是离作用也是离作用也是X X射射射射线损伤线损伤线损伤线损伤和治和治和治和治疗疗疗疗的基的基的基的基础础础础。 X线的特征线的特征X X射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用射线与物质间的相互作用（4 4）X X射射射射线线线线的的的的化学化学化学化学效效效效应应应应。 X X射射射射线线线线能能能能使使使使多多多多种种种种物物物物质质质质发发发发生生生生光光光光化化化化学学学学反反反反应应应应。例例例例如如如如，X X射射射射线能使照相底片感光。线能使照相底片感
5、光。线能使照相底片感光。线能使照相底片感光。（5 5）X X射射射射线线线线的的的的生物生物生物生物效效效效应应应应。 生生生生物物物物组组组组织织织织经经经经一一一一定定定定量量量量的的的的X X射射射射线线线线照照照照射射射射，会会会会产产产产生生生生电电电电离离离离和和和和激激激激发发发发，使使使使细细细细胞胞胞胞受受受受到到到到损损损损伤伤伤伤、抑抑抑抑制制制制、死死死死亡亡亡亡或或或或通通通通过过过过遗遗遗遗传传传传变变变变异异异异影影影影响响响响下下下下一一一一代代代代，这这这这种种种种现现现现象象象象称称称称为为为为X X射射射射线线线线的的的的生生生生物物物物效效效效应应应应。
6、这这这这个个个个特特特特性性性性可充分应用在肿瘤放射治疗中。可充分应用在肿瘤放射治疗中。可充分应用在肿瘤放射治疗中。可充分应用在肿瘤放射治疗中。 X射线成像原理射线成像原理 人体不同密度组织与人体不同密度组织与X线成像的关系线成像的关系 X射线成像原理射线成像原理 人体不同厚度组织与人体不同厚度组织与X线成像的关系线成像的关系 密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，密度和厚度的差别是产生影像对比的基础，是是X线成像的基本条件线成像的基本条件 X线检查技术 可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大可分为普通检查、特殊检查和造影检查三大类。类。一、普通检查(Routine examination)
7、（一）透视（一）透视( (FluoroscopyFluoroscopy) ) 1 1、简便、经济、快速、多角度转动观察、简便、经济、快速、多角度转动观察、动态；动态； 2 2、影像空间分辨率差；、影像空间分辨率差； 3 3、影像细节显示欠清，不利于防护，、影像细节显示欠清，不利于防护，无永无永久记录久记录。（二）普通（二）普通X X线摄影（线摄影（Plain film radiographyPlain film radiography) )1 1、照片空间分辨率较高，不受体厚或密度、照片空间分辨率较高，不受体厚或密度影响，影响，X X线量较透视线量较透视 ，有，有 永久记录；永久记录； 2 2
8、、静态、费时。、静态、费时。10（三）（三）、特殊检查、特殊检查（Special examinationSpecial examination) )1 1、体层摄影（、体层摄影（TomographyTomography) ) (1) (1)分纵断体层及横断体层（已淘汰）；分纵断体层及横断体层（已淘汰）； (2)(2)纵断体层纵断体层2 2、高千伏摄影、高千伏摄影 ( (High kilovolt photographyHigh kilovolt photography) ) (1)(1)120KV120KV (2)(2)常用于胸部、心脏、胸常用于胸部、心脏、胸 部肿块的检查。部肿块的检查。 1
9、1 3 3、软、软X X线摄影线摄影：波长较长、能量较低：波长较长、能量较低, ,穿透物质的能力较弱穿透物质的能力较弱 (1) 40(1) 40KVKV，钼靶。，钼靶。 (2) (2) 常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。常用于乳腺、阴茎、咽喉侧位的检查。 （3 3）康普顿吸收）康普顿吸收 4. 4. 放大摄影：显示细微病变放大摄影：显示细微病变12211.关于X线产生的叙述，错误的是( )。A.必须有高速电子流由阴极向阳极行进B.必须向X线管两极提供高电压C.乳腺X线管的靶面由钨制成D.由靶面接受高速电子的能量E.X线管产生的X线仅占总能量的1%左右二、数字X线成像检查计算机计算机X X线摄影
10、（线摄影（CRCR）数字数字X X线成像数字线成像数字X X线摄影（线摄影（DRDR）数字减影血管造影（数字减影血管造影（DSADSA） （一）（一）CRCR 与与X X线区别：线区别：IPIP成像板成像板 1 1、工作原理：、工作原理：X X线管照射人体线管照射人体 X X线成像信线成像信息的成像板（息的成像板（Imaging plateImaging plate；IPIP） 信息读出信息读出处理处理 数字式平片影像。数字式平片影像。 2 2、功能优点：、功能优点： 信息转换为数字信息；信息转换为数字信息； 能提高图像密度分辨、能提高图像密度分辨、显示功能显示功能 图像后处理图像后处理 降低
11、辐射剂量；降低辐射剂量； 图像存档与传输系统图像存档与传输系统133 3、功能缺点：、功能缺点：时间分辨率差，不能满足动态器官和结构的显示；时间分辨率差，不能满足动态器官和结构的显示；空间分辨率差，与常规空间分辨率差，与常规X X线屏线屏片系统比较。片系统比较。 4.4.临床应用：临床应用： CR CR胸片通过后处理技术，可分别建立显示纵隔结构、肺内结构和骨骼结构胸片通过后处理技术，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肺内渗出性和结节性病变的检的检出率都高于传统的出率都高于传
12、统的X X线成像，但由于空间分辨力的不足，显示肺问质与肺泡病变不及线成像，但由于空间分辨力的不足，显示肺问质与肺泡病变不及传统的传统的X X线图像。线图像。 CR CR在观察在观察肠管积气、气腹和结石等含钙病肠管积气、气腹和结石等含钙病变优于传统变优于传统X X线图像。胃肠双对比造线图像。胃肠双对比造影在显示胃小区、微小病变和肠黏膜皱襞上，影在显示胃小区、微小病变和肠黏膜皱襞上，CRCR优于传统的优于传统的X X线造影。对线造影。对骨结构、关骨结构、关节软骨及软组织节软骨及软组织的显示优于传统的的显示优于传统的X X线成像。在一张肌肉骨骼系统的照片上，只需曝线成像。在一张肌肉骨骼系统的照片上，
13、只需曝光一次，通过后处理系统的处理，即可分别得到清晰的骨骼和肌肉影像。由于光一次，通过后处理系统的处理，即可分别得到清晰的骨骼和肌肉影像。由于CRCR系系统照片的空间分辨力低于传统统照片的空间分辨力低于传统x x线照片，可能会使对病变骨骼的微细结构的观察受到线照片，可能会使对病变骨骼的微细结构的观察受到限制，但可以通过限制，但可以通过CRCR系统的直接放大摄影得到改善。系统的直接放大摄影得到改善。14 （二）（二）DRDR概念：概念：DRDR是在是在X X线电视系统的基础上利用计算机数字线电视系统的基础上利用计算机数字化处理，使模拟视频信号经过采样，模化处理，使模拟视频信号经过采样，模/ /数
14、转换后直接进数转换后直接进入计算机中进行存储、分析和保存的技术。入计算机中进行存储、分析和保存的技术。1 1、工作原理、工作原理：（系统控制器、高：（系统控制器、高压压X X线发生器触发）线发生器触发）X X线管线管 准直器准直器( (定位定位) ) 人体人体 影影像增强管像增强管( (光学系统光学系统) ) 摄像摄像机机 模拟视频信号采集、模模拟视频信号采集、模/ /数转换数转换( (Analog to digitAnalog to digit；A/DA/D) ) 计算机中计算机中( (存储、分存储、分析、保存析、保存) )。15 直接数字化直接数字化X线摄影系统（线摄影系统（DR）DRDR
15、与与与与CRCR成像技术的比较成像技术的比较成像技术的比较成像技术的比较 （三）（三）DSADSADSADSA是影像增强技术、电视技术是影像增强技术、电视技术和计算机技术与常规的和计算机技术与常规的X X线血管造线血管造影相结合的一种新的医学检查方法。影相结合的一种新的医学检查方法。1 1、工作原理：、工作原理：X X线照射人体线照射人体 经影像增强器转变成荧光图像经影像增强器转变成荧光图像 将图像处理成电子信号将图像处理成电子信号 输入电输入电子计算机子计算机 模模/ /数转换、放大数转换、放大 数字化图像数字化图像 造影剂未达欲检部位造影剂未达欲检部位前摄取的影像称为蒙片前摄取的影像称为蒙
16、片( (maskmask) )，造，造影剂到达欲检部位时所摄取的影像影剂到达欲检部位时所摄取的影像称为被减影图像称为被减影图像 mask mask与被减影与被减影片数据相减片数据相减 血管影像数据血管影像数据 数数/ /模转换模转换 数字减影图像数字减影图像( (只有只有血管的图像血管的图像) )。 18 3 3、DSADSA优点：优点：图像消除了骨骼和软组织结构；图像消除了骨骼和软组织结构；采集快速，随意重放；采集快速，随意重放；同一部位可重现减影或不减影影像；同一部位可重现减影或不减影影像；可存盘（可存盘（savesave) )或通过同步录像或多幅照相机或或通过同步录像或多幅照相机或刻录机
17、将影像刻录机将影像 永久保留；永久保留；可实时将透视像放大可实时将透视像放大1-41-4倍，也可根据诊断需要倍，也可根据诊断需要将存盘影像重将存盘影像重 新调出（新调出（loadload) )； 能动态观察血管在造影各期中的表现；能动态观察血管在造影各期中的表现； 应用数字减影技术，可将造影剂稀释减应用数字减影技术，可将造影剂稀释减量；量；数字减影有描绘血管图（数字减影有描绘血管图（Road mapRoad map）194 4、DSADSA缺点：缺点：碘过敏患者禁止碘过敏患者禁止此项检查；此项检查；受检者的呼吸动受检者的呼吸动作、肢体活动、肠道蠕作、肢体活动、肠道蠕动、心脏搏动、肌肉收动、心脏
18、搏动、肌肉收缩等均影响效果；缩等均影响效果；空间分辨率不如空间分辨率不如传统传统X X线技术高。线技术高。20三、造影检查三、造影检查（Contrast media examinationContrast media examination) )1 1、普通、普通X X线检查线检查 人体自身组织天然对比（如胸片）人体自身组织天然对比（如胸片） 形成形成 影像。影像。2 2、造影检查、造影检查 将对比剂引入器官内或周围将对比剂引入器官内或周围 人人为形成密度为形成密度 差差 形成影像。造影检查明显扩大了形成影像。造影检查明显扩大了X X线检查范围。线检查范围。3 3、对比剂分、对比剂分易被易被X
19、 X线穿透线穿透和和不易被不易被X X线穿透线穿透两大类。两大类。 阴性造影剂阴性造影剂阳性造影剂阳性造影剂 氧气、二氧化碳钡剂、碘剂氧气、二氧化碳钡剂、碘剂4 4、对比剂引入人体内方法有直接引入（逆行造影、对比剂引入人体内方法有直接引入（逆行造影、经皮肝穿经皮肝穿 等）和生理积聚（如等）和生理积聚（如IVPIVP、胆道静脉造影、胆道静脉造影等），使用对比剂等），使用对比剂 应注意药物反应。应注意药物反应。21原理：CT 断层装置是利用 X 线管 ,围绕人体的长轴进行旋转照射 ,并于对侧设置检测器吸收通过人体的不同衰减的 X 线 ,并转换成电信号送入电脑 ,进行处理 ,重建成图像后在监视器上
20、(CRT) 显示出横断面图像 ,亦可再建构成矢状、冠状面等图像。第二章第二章 CT成像基成像基础 探探 测测 器器 高高 压压 发发 生生 器器 高高 电电 压压 球球 管管 X-ray 人人 体体 D A S 计计 算算 机机 显显 示示 图像后处理图像后处理 照相照相 CT的进展的进展第一代第一代CTCT为一个球管加一个探测器结构，采集方式为为一个球管加一个探测器结构，采集方式为旋转加平行移动式旋转加平行移动式在在1989年，由于滑环技术的运用，使连续旋转年，由于滑环技术的运用，使连续旋转成为可能，从而奠定了螺旋扫描方式的基础。成为可能，从而奠定了螺旋扫描方式的基础。CT的进展的进展 第五
21、代第五代CT扫描机扫描机(EBCT)高压低压滑环技术连续旋转螺旋体积扫描连续取样连续进床连续曝光体积数据应用-高速计算机、大容量磁盘专用球管CTACTEMPRVRT螺旋螺旋CTCT机工作原理及特点机工作原理及特点CT的进展的进展单层螺旋单层螺旋CTCT机：机：薄扇形薄扇形X X射线束射线束单排探测器单排探测器单一数据采集通道单一数据采集通道一个旋转周期仅得一个旋转周期仅得 一幅图象一幅图象多层螺旋多层螺旋CT机机：锥形锥形X射线束射线束多排探测器多排探测器四套数据采集通道四套数据采集通道每一个旋转周期可得每一个旋转周期可得 四幅图象四幅图象CT的进展的进展CT图像和CT值象素和体素高密度 低密
22、度 等密度CT图像的构成CT图像和CT值CT重叠扫描 是指扫描时设置层距小于层厚，使相邻的扫描层面有部分重叠的扫描方法。螺旋扫描 又称容积扫描，由于扫描轨迹呈螺旋状而命名。是指X线球管和探测器连续旋转，连续产生X线，连续采集产生的数据，而被检者随检查床沿纵轴方向匀速移动使扫描轨迹呈螺旋状的扫描方式称为螺旋扫描高分辨力扫描 是指用较薄的扫描层厚(一般为12mm)、较小的扫描视野(FOV)、高空间分辨力算法(即骨组织重建算法)重建的一种扫描方式。造影CT检查 是指对某一器官或结构利用阳性或阴性对比剂使其显影，然后再行CT扫描的方法。视野(FOV)：是根据原始扫描数据重建CT断面图像的范围。螺距 指
23、螺旋扫描时，X线管旋转360，检查床移动的距离，以cm为单位。电子束CT 又称超高速CT。用电子枪和钨钯环取代了机械性旋转的X线管，不存在热负荷限度问题。扫描速度更快，达到毫秒水平，时间分辨率明显提高，特别适合于心血管疾病的检查。CT值、窗宽、窗中心 CT利用计算机技术将人体组织分成2000个密度等份，以“CT值”定量，它反映组织对X线的吸收系数。每种组织的CT值不同，根据诊断需要，选择一特定CT值范围观察，这个范围就是“窗宽”，其中位CT值就是“窗中心”。85.关于体素正确的是( )。A.体素是代表一定厚度的三维体积单元B.体素是二维的面积C.体素是CT图像测量中用于表示组织密度的统一计量单
24、位D.体素是由准直器设定的X线束的厚度E.体素是指CT断层图像所代表的解剖厚度CT图像和CT值CT值物体密度的表示方法值物体密度的表示方法CT值1000（水水）/水水X X X X光衰减率光衰减率光衰减率光衰减率物体的密度物体的密度物体的密度物体的密度CTCTCTCT值值值值临床诊断的重要依临床诊断的重要依临床诊断的重要依临床诊断的重要依据据据据水水水水0 Hu0 Hu0 Hu0 Hu 空气空气空气空气1000Hu1000Hu1000Hu1000Hu 骨骨骨骨大约大约大约大约1000Hu1000Hu1000Hu1000Hu正常组织CT值CTCT值值 系系CTCT扫描中扫描中X X线衰减系数的单
25、位，用于表线衰减系数的单位，用于表示示CTCT图像中物质组织线性衰减系数图像中物质组织线性衰减系数( (吸收系数吸收系数) )的的相对值。用亨氏单位相对值。用亨氏单位(Hounsfield Unit)(Hounsfield Unit)表示，简表示，简写为写为HUHU。组织 平均CT值组织 平均CT值脑 2545 胰 40 60脑室 012 肾 40 60肺 500900主动脉 35 50甲状腺 10010肌肉 35 50肝 5070 脂肪 80 120脾 4570 前列腺 30 75 病变的 CT 值组织器官产生各种病变组织器官产生各种病变 ,CT ,CT 值亦相应值亦相应产生变化产生变化 ,
26、 , 然而有时病变与正常组织然而有时病变与正常组织呈等密度时呈等密度时 , ,可以应用增强扫描来加可以应用增强扫描来加以区别以区别 , ,为诊断提供重要信息。为诊断提供重要信息。 病变 平扫 CT 值新鲜出血 50 80慢性血肿 20 40渗出液(蛋白 30g) 20漏出液(蛋白 30g) 20囊肿 15 15炎症包块 0 20钙化 90部分容积效应空间分辨率：图像对物体空间大小(即几何尺寸)的分辨能力，亦称高对比分辨力。密度分辨率：低对比分辨力(low contrast resolution)，即图像对组织密度差别的分辨力。影响因素：重要因素是噪声和信噪比，而降低噪声和信噪比的重要条件是提高
27、探测器的效率及X射线剂量。噪声：系指采样过程中接收到的一些干扰正常信号的信息，信噪比会因此而降低，主要影响图像的密度分辨力，使图像模糊失真。 CT成像伪影来源机器伪影：探测器-环装伪影 运动伪影：自主不自主移动：条状伪影衣物伪影：放射状（金属类）平扫 增强CT对比增强的原理和目的原理 水溶性碘造影剂经经脉注入，一般不与水溶性碘造影剂经经脉注入，一般不与或和很少与人体血红蛋白结合，而大量分或和很少与人体血红蛋白结合，而大量分布在血管内，然后再进入各组织细胞外液布在血管内，然后再进入各组织细胞外液并逐渐达到平衡。正常和病变组织的强化并逐渐达到平衡。正常和病变组织的强化是由于其含碘量增加，从而局部密
28、度增高。是由于其含碘量增加，从而局部密度增高。造影剂在某组织分布的多少，取决于组织造影剂在某组织分布的多少，取决于组织血流量，血流速度，微血管通透性和细胞血流量，血流速度，微血管通透性和细胞外液体积等。组织增强效果与造影剂浓度，外液体积等。组织增强效果与造影剂浓度，注药方式及扫描时间是否与组织的增强高注药方式及扫描时间是否与组织的增强高峰时相同步有关。峰时相同步有关。 CT对比增强的原理和目的目的1.提高病变组织与正常组织的对比度提高病变组织与正常组织的对比度2.定位，定性，鉴别诊断定位，定性，鉴别诊断3.判断周围组织及血管受侵情况判断周围组织及血管受侵情况CT的后图像处理技术二维 MPR M
29、IP三维 VRT VE MPR多方位重组螺旋扫描以后，常规进行的是横断图像重建，把横断图像的像素叠加起来回到三维容积排列上，然后根据需要组成不同方位(常规是冠状、矢状、斜位)的重新组合的断层图像，这种方法称为多方位重组。MIP最大密度投影用于血管成像，如脑血管、肾血管等血管成像(CTA)。MIP处理后血管径线的测量相对最可靠，目前多以此为标准来衡量血管的扩张或狭窄，而且由于能显示不同层次的密度，可以同时观察到血管及血管壁的钙化，缺点是二维显示，缺乏立体概念VRT临床应用 可以用于血管成像，骨骼与关节以及尿路、支气管树、肌束的三维显示。由于三维立体空间关系显示良好，而且简便容易操作所以目前的应用越来越广泛。VE临床应用 主要用于胃肠道的内壁、血管和气管内壁、膀胱内壁甚至鼻道和副鼻窦内腔的观察。目前新的血管CT仿真内窥镜已能从图像上分别将血管壁与钙化分别着伪彩色，可以分辨钙化性和非钙化性血管狭窄。CT 读片原则扫描位置与层次的判断 窗宽与窗位是否正确平扫与增强 详细阅读图像及资料 异常影像的观察 分析与判断 与其它影像综合动态观察CT的临床应用中枢神经系统疾病CT诊断价值高，应用普遍五官颈部疾病CT诊断也很有价值胸部疾病CT诊断优越性大腹盆腔疾病CT诊断日益广泛心脏大血管疾病CT诊断取决于CT装置骨骼肌肉系统疾病CT诊断
