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1、CT总论.lCTCT成像原理及设备成像原理及设备lCTCT检查技术检查技术 lCTCT的临床应用的临床应用.CT机的发展沿革l18951895年德国物理学家伦琴发现年德国物理学家伦琴发现X X射线射线l19171917年奥地利数学家年奥地利数学家J.RadonJ.Radon证明了证明了CTCT的数学基础的数学基础l19631963年年A.M.CormAckA.M.CormAck发明了发明了X X线投影数据重建图像线投影数据重建图像l19691969年年G.N.HounsfieldG.N.Hounsfield制成制成 第一台头颅第一台头颅 CT CT 机机l19741974年由美国工程师年由美国
2、工程师 Ledley Ledley 设计了全身设计了全身 CT CT 机机l19791979年年 Hounsfield Hounsfield 和和 Cormack Cormack 教教授授一一起起获获得得了了诺诺贝尔医学生理学奖贝尔医学生理学奖.CT机的发展l第一代第一代 平移平移- -旋转旋转 l第二代第二代 平移平移- -旋转旋转 l第三代第三代 旋转旋转- -旋转旋转 l第四代第四代 旋转旋转- -静止静止 旋转旋转固定固定 l第五代第五代 电子束电子束 CT CT 或超快速或超快速CTCT.各代CT扫描机特点第一代第一代第二代第三代第三代第四代第四代第五代第五代扫描方式扫描方式平移平移
3、- -旋转旋转旋转旋转静止静止扫描时间扫描时间5min5min20-60s20-60s5-10s5-10s5-1s5-1s1s1s检测器数量检测器数量1 13-303-30256-350256-350450-1500450-1500张角张角5 5-10-103030-45-455050-90-903030-45-45每次扫描断每次扫描断层数层数1 12 21 11 11 1主要应用范主要应用范围围脑脑头部头部全体全体心肺动态心肺动态器官器官.普通CT与螺旋CT扫描模式图普通普通CT螺旋螺旋CT特点：解除电缆束缚特点：解除电缆束缚 速度快，时间小于或等于速度快，时间小于或等于1 1秒秒 容积扫描
4、容积扫描. 高高档档螺螺旋旋扫扫描描CTCT，一一个个层层面面的的扫扫描描时时间间已已缩缩短短到到亚亚秒秒级级( (1 1秒秒) )，图图像像重重建建时时间间，在在矩矩阵阵512 512 512512时时，可可短短到到1 1秒秒，几几乎乎达达到到实时成像的水平。实时成像的水平。. 螺旋螺旋CTCT是依靠是依靠X X线管的连续运转和体轴线管的连续运转和体轴连续移动的组合，它在极短的时间内完成多连续移动的组合，它在极短的时间内完成多层数据的收集，从而得到体轴方向的具有良层数据的收集，从而得到体轴方向的具有良好分辨率的容积扫描图像。好分辨率的容积扫描图像。CTCT三维重建技术三维重建技术是滑环是滑环
5、CTCT扫描和计算机三维结构重建两种新扫描和计算机三维结构重建两种新技术的高度结合。技术的高度结合。. 螺螺旋旋CTCT扫扫描描具具有有速速度度快快，覆覆盖盖面面广广，无无间间隙隙，采采集集容容积积数数据据，便便于于进进行行各各种种方方式式，各各种种角角度度影影像像重重建建等等优优点点，很很快快应应用用于于全全身各个系统。身各个系统。.螺旋CT的优点l扫描速度明显提高，已经达到亚秒级别。能够动态扫描速度明显提高，已经达到亚秒级别。能够动态地观察病变的增强特征，提高了诊断率。地观察病变的增强特征，提高了诊断率。l促进了促进了CTCT由解剖影像向功能影像方向的发展。如由解剖影像向功能影像方向的发展
6、。如CTCT脑血流灌注成像。脑血流灌注成像。l为为CTCT数据的后处理创造了有利条件。多层面重建、数据的后处理创造了有利条件。多层面重建、立体三维重建、立体三维重建、CTACTA、虚拟内镜技术、容积再现技术。、虚拟内镜技术、容积再现技术。.CT成像原理及设备 CTCT的的基基本本原原理理与与普普通通的的X X线线横横断断层层原原理理相相似似。但但由由于于通通过过电电子子计计算算机机排排除除了了散散射射线线和和重重叠叠影影像像干干扰扰，并并借借助助人人体体组组织织X X线线吸吸收收系系数数矩矩阵阵可可作作不不定定量量分分析析，解解决决了了密密度度分分辨辨率率的的问问题题。其其本本质质是是一一种种
7、X X线线断断层层图图像，借助于电子计算机来进行成像和数据处理。像，借助于电子计算机来进行成像和数据处理。.CT工作原理 CT CT是用高度准直的是用高度准直的X X线束围绕身体某一部位作一线束围绕身体某一部位作一个断面扫描，扫描过程中由检测器记录下大量的衰减个断面扫描，扫描过程中由检测器记录下大量的衰减信息，再由模数转换器将模拟量转换成数字量，然后信息，再由模数转换器将模拟量转换成数字量，然后输入电子计算机，高速计算出该断面上各点的输入电子计算机，高速计算出该断面上各点的X X线衰线衰减值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将减值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将不同的数据用不同
8、的灰阶等级显示，这样横断面上的不同的数据用不同的灰阶等级显示，这样横断面上的诸解剖结构就由显示器清晰地显示出来。诸解剖结构就由显示器清晰地显示出来。.基本原理示意图X X线管球线管球选定扫描对象选定扫描对象探测器探测器模模/ /数转换器数转换器数数/ /模转换器模转换器计算机系统计算机系统数据采集系统（数据采集系统（DASDAS）显示器、存储设备显示器、存储设备.CT装置示意图.有关名词解释有关名词解释1 1、X X线衰减系数（简称线衰减系数（简称） 是表示是表示X X线穿透物质时其强度成指数方式衰减的线穿透物质时其强度成指数方式衰减的常数。常数。I I I I0 0e e- - d dI:
9、I: 衰减后的衰减后的X X线强度线强度I I0: 0: 射入的射入的X X线强度线强度 : : 组织的线性吸收系数组织的线性吸收系数d: d: 受检组织的厚度受检组织的厚度.2、CT值l l定义：定义：定义：定义： 代表代表CTCT图像中每个像素中组织与图像中每个像素中组织与X X线衰减系数相线衰减系数相当的对应值。当的对应值。l计算公式：计算公式： 某物质的某物质的CTCT值值K K（U U物物U U水）水）/U/U水水l单位：单位： 亨氏单位（亨氏单位（HUHU）.CT值的特点l是一个相对值；是一个相对值；l反映了组织的反映了组织的X X线密度；线密度；l对机体不同组织而言，对机体不同组
10、织而言，CTCT的绝的绝对数值没意义，有意义的是对数值没意义，有意义的是CTCT值的范围。值的范围。.3、矩阵 矩矩阵阵是是一一个个数数学学概概念念，它它表表示示横横成成行行、纵成列的数字阵列。纵成列的数字阵列。 有有两两种种技技术术指指标标来来表表明明矩矩阵阵的的情情况况，一一是是矩矩阵阵的的大大小小，如如320320320320，512512512512等等，一一是是矩阵中数字的精度，如矩阵中数字的精度，如10bit10bit、12bit12bit等。等。.4、像素与体素 CTCT的的图图像像实实际际上上是是人人体体某某一一部部位位有有一一定定厚厚度度体体层层的的图图像像。我我们们将将成成
11、象象体体层层分分成成按按矩矩阵阵排排列列的的若若干干个个小小的的基基本本单单元元，而而以以一一个个CTCT值值综综合合代代表表每每个个小小单单元元内内的的物物质质密密度度，这这些些小小的的单单元元称称之之为为体体体体素素素素。同同样样，一一幅幅图图像像是是有有许许多多按按矩矩阵阵排排列列的的小小的的单单元元组组成成，这这些些组组成成图图像像的的基基本本单单元元被被称称为为像像像像素素素素。体体素素是是一一个个三三维维概概念念，而而象象素素是是一一个个二二维维概概念念。像像素素实实际际上上是是体体素在成象时的表现。素在成象时的表现。.DetectorDetector（探测器）（探测器）X Xtu
12、betube（X X线球管）线球管）各向同性各向同性.5、窗宽与窗位 窗窗宽宽是是CTCT图图像像上上显显示示的的CTCT值值范范围围；在在此此范范围围内内的的组组织织和和病病变变均均以以不不同同的的模模拟拟灰灰度度显显示示，CTCT值值高高于于此此范范围围的的组组织织和和病病变变，均均以以白白影影显显示示。 CTCT值值低低于此范围的组织和病变，均以黑影显示。于此范围的组织和病变，均以黑影显示。 窗窗位位是是窗窗的的中中心心位位置置，即即所所显显示示灰灰阶阶的的中中心心；同同样样的的窗窗宽宽，由由于于窗窗位位不不同同，其其所所包包括括的的CTCT值值范范围的围的CTCT值也有差异。值也有差异
13、。.l 窗宽 窗位 (HU)l脑窗 60 35 l骨窗 1400 600 l纵膈窗 350 40l肺窗 700 -600 l 腹窗 250 40 l 脊柱窗 300 60 .6、伪影 伪影是指在被扫描物体中并不存在的而在图伪影是指在被扫描物体中并不存在的而在图像中却显示出来的各种不同类型的影像。像中却显示出来的各种不同类型的影像。 伪影可分为两大类，一类与病人有关，一类伪影可分为两大类，一类与病人有关，一类与与CTCT性能有关。常见伪影如：运动伪影、硬化伪性能有关。常见伪影如：运动伪影、硬化伪影、系统伪影等。影、系统伪影等。.7、部分容积效应 在同一扫描层面内有两种以上不同密度横行在同一扫描层
14、面内有两种以上不同密度横行走行而又相互重叠的物质时，所测得的走行而又相互重叠的物质时，所测得的CTCT值不能值不能如实反映其中任何一种物质的如实反映其中任何一种物质的CTCT值。值。.8、周围间隙现象 在一个层面内，与层面垂直两个相邻且密在一个层面内，与层面垂直两个相邻且密度不同的物体，其物体边缘部的度不同的物体，其物体边缘部的CTCT值不能准确值不能准确测得，结果在测得，结果在CTCT图像上，其交界的影像不能清图像上，其交界的影像不能清晰分辨。使密度高的物体边缘其晰分辨。使密度高的物体边缘其CTCT值变小，密值变小，密度低的物体其度低的物体其CTCT值变大。值变大。.二、CT的基本结构典型的
15、典型的CTCT设备包括：设备包括：l扫描机架和检查床扫描机架和检查床lX X线系统线系统l数据收集系统数据收集系统l计算机和阵列处理机计算机和阵列处理机l操作台操作台l照相机照相机l硬盘驱动器及其他外部存储设备硬盘驱动器及其他外部存储设备.扫描部分.计算机系统.存储设备.CT检查技术l普通普通CTCT扫描扫描l动态动态CTCT扫描扫描l靶靶CTCT扫描扫描l高分辩率高分辩率CTCT扫描扫描l实时动态显像实时动态显像.CT检查技术l平扫（平扫（plain scanplain scan）不用造影增强或造影的普通扫描。）不用造影增强或造影的普通扫描。 一般都是一般都是先作平扫。先作平扫。l增强扫描增
16、强扫描 (contrast enhancement scan) (contrast enhancement scan) 经静脉注入水溶性有机碘剂后扫描，增加了密度差，可使病变显经静脉注入水溶性有机碘剂后扫描，增加了密度差，可使病变显影更为清楚。影更为清楚。 主要有团注法：主要有团注法： 动脉期，静脉期，平衡期动脉期，静脉期，平衡期lCTCT造影扫描：在器官或结构引入对比剂，再行扫描。如造影扫描：在器官或结构引入对比剂，再行扫描。如CTMCTM等等.高分辩率CT扫描 是是指指在在较较短短时时间间内内，取取得得良良好好空空间间分分辨辨力力CTCT图图像像的的扫扫描描技技术术，要要求求CTCT机机固
17、固有有空空间间分分辨辨力力小小于于0.5mm0.5mm，图图像像重重建建用用高高空空间间分分辨辨算算法法，有有薄薄层层扫扫描描，矩矩阵阵用用512512512512。不不是是所所有有的的CTCT机机都都能能做做HRCTHRCT。.CT检查新技术l定量定量CTCTlCTCT再现技术再现技术 三维成像三维成像 多平面重组多平面重组 表面显示三维重组、容积显示三维重组表面显示三维重组、容积显示三维重组 最大强度投影技术最大强度投影技术l仿真内窥镜技术仿真内窥镜技术l造影剂跟踪技术造影剂跟踪技术lCTCT脑血流灌注成像脑血流灌注成像.CTCT的临床应用的临床应用 CT CT CT CT诊断由于它的特殊
18、诊断价值，已广泛诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。.CT临床应用的选择原则
19、l遵从救治原则：先抢救后检查，先止血、骨折固定遵从救治原则：先抢救后检查，先止血、骨折固定后检查后检查l为病人服务的原则为病人服务的原则l掌握禁忌症与适应症掌握禁忌症与适应症 实事求是，合理应用实事求是，合理应用 知晓何部位何种病首选哪一种检查知晓何部位何种病首选哪一种检查 一般肺疾病：平片、正侧位一般肺疾病：平片、正侧位 一般四肢骨折疾病：平片、正侧位、正斜位一般四肢骨折疾病：平片、正侧位、正斜位 颅脑外伤：颅脑外伤：CTCT 腹盆腔实质脏器：超声腹盆腔实质脏器：超声.禁忌症l昏迷、烦躁不安昏迷、烦躁不安l休克、大出血等危重病休克、大出血等危重病l妊娠妊娠( (胎儿胎儿) )l青少年敏感部位
20、检查青少年敏感部位检查.CT的限制l形态学诊断而非病理学诊断形态学诊断而非病理学诊断l空间分别率低空间分别率低l病灶遗漏病灶遗漏l肠管、胆管等不适合该检查肠管、胆管等不适合该检查l设备昂贵，价差费用高设备昂贵，价差费用高l电离辐射、造影剂有一定危险性电离辐射、造影剂有一定危险性.CT检查前准备l带齐相关检查资料带齐相关检查资料l碘过敏试验碘过敏试验l腹部检查需空腹腹部检查需空腹l腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡）腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡）l下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊l去除金属物去除金属物l呼吸训练及制动呼吸训练及制动.颅脑颅脑CTCT适应证适应
21、证n颅内良恶性占位病变颅内良恶性占位病变n脑血管性疾病：梗死、出血、动脉瘤、脑血管性疾病：梗死、出血、动脉瘤、AVMAVM等等n颅脑外伤性疾病：脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等颅脑外伤性疾病：脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等n感染性疾病：脑脓肿、脑膜炎、病毒性脑炎、结核等感染性疾病：脑脓肿、脑膜炎、病毒性脑炎、结核等n脱髓鞘性或变性类疾病：多发性硬化（脱髓鞘性或变性类疾病：多发性硬化（MSMS）等）等n先天性畸形、脑积水、代谢性疾病先天性畸形、脑积水、代谢性疾病.面颈部CT扫描适应症l眼眶外伤、异物眼眶外伤、异物l眼眶肿瘤眼眶肿瘤l眼眶、耳部、副鼻窦炎性疾病眼眶、耳部、副鼻窦炎性疾病l耳部畸形耳部畸形l眼
22、眶、副鼻窦、耳部肿瘤及肿瘤样病变眼眶、副鼻窦、耳部肿瘤及肿瘤样病变l鼻咽、喉部、腺体肿瘤鼻咽、喉部、腺体肿瘤l颈部肿瘤及肿瘤样病变颈部肿瘤及肿瘤样病变l甲状腺病变甲状腺病变.脊柱和四肢脊柱和四肢CTCT适应证适应证n外伤外伤 骨折、脱位、椎管内有无骨折碎片骨折、脱位、椎管内有无骨折碎片n脊柱退行性变和椎管狭窄症脊柱退行性变和椎管狭窄症 椎间盘变性、膨椎间盘变性、膨隆、突出、游离隆、突出、游离n炎症性疾病炎症性疾病 脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿硬膜外脓肿n脊柱及四肢关节、软组织肿瘤脊柱及四肢关节、软组织肿瘤n脊椎及四肢退行性病变脊椎及四肢退行性病变n先天
23、性畸形先天性畸形.胸部胸部CTCT适应证适应证 n炎性病变、结节病炎性病变、结节病n胸部外伤胸部外伤n肺血管病、变异肺血管病、变异( (肺隔离症肺隔离症) )n肺部肿瘤肺部肿瘤n纵隔肿瘤、囊肿及其与大血管的关系纵隔肿瘤、囊肿及其与大血管的关系n大血管病变大血管病变 各类动脉瘤、腔静脉血栓等各类动脉瘤、腔静脉血栓等n心脏及心包肿瘤，心包其他病变心脏及心包肿瘤，心包其他病变n 胸膜弥漫病变及肿瘤胸膜弥漫病变及肿瘤.腹部腹部CTCT适应证适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变n肝胆脾胰肾及肾上腺等肿瘤诊断及鉴别诊断肝胆脾胰肾及肾上腺等肿瘤诊断及鉴别诊断n胰腺炎诊断程度分析及预后评估胰腺炎诊断程度分析及预后评估n感染性疾病感染性疾病n腹部外伤腹部外伤n胆道及泌尿系结石胆道及泌尿系结石n胃肠道肿瘤侵犯、转移程度评估胃肠道肿瘤侵犯、转移程度评估.腹膜后及盆腔腹膜后及盆腔CTCT适应证适应证n腹膜后、膀胱、前列腺、子宫及卵巢肿瘤诊断腹膜后、膀胱、前列腺、子宫及卵巢肿瘤诊断n膀胱结石膀胱结石n腹膜后纤维化腹膜后纤维化.
