1、CT技術(shù)中的基本知識,CT的產(chǎn)生與發(fā)展,CTcomputed tomography：是計算機、X線成像、電子機械技術(shù)和數(shù)學(xué)科學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。 CT的基礎(chǔ)思路：基于1917年波希米亞數(shù)學(xué)家Radon J.H.用數(shù)學(xué)原理證明可通過物體的投影結(jié)合來重建圖像。1963年美國物理學(xué)家Cormack A.M.探索出了用X線投影數(shù)據(jù)重建圖像的數(shù)學(xué)方法。,CT的產(chǎn)生與發(fā)展,1971年9月，英國工程師Hounsfield G.N.設(shè)計并掃描出第一幅有診斷意義的頭部CT圖像，在Ambrose醫(yī)生的指導(dǎo)下。當時一幅圖像的處理約需20分鐘，后來借助微處理器，減少到4.5分鐘。該機由英國EMI公司生產(chǎn)，安裝在Atkin

2、son-Morley醫(yī)院。為此，1979年Hounsfield G.N.與Cormack A.M.一起獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。,CT的產(chǎn)生與發(fā)展,1974年，美國George Town醫(yī)學(xué)中心的工程師Ledley設(shè)計出了全身CT掃描機。 從此帶來了醫(yī)學(xué)圖像上的革命,CT的產(chǎn)生與發(fā)展,第一階段：從CT產(chǎn)生到20世紀70年代中期扇形束掃描技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)了從頭到全身掃描。 第二階段：20世紀80年代中期滑環(huán)技術(shù)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了單層螺旋CT掃描。 第三階段：多排探測器的采用，實現(xiàn)了容積掃描，即多層掃描。 目前，已有廠家開發(fā)了平板探測器，實現(xiàn)了真正意義上的容積掃描。,CT機的基本原理,在計算機控制下：X線準直

3、被檢體準直探測器積分、放大電路模數(shù)轉(zhuǎn)換陣列處理器模數(shù)轉(zhuǎn)換顯示或打印,CT的基本結(jié)構(gòu),掃描機架系統(tǒng) 掃描檢查床 X線系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 計算機或陣列處理機 操作臺及圖像顯示系統(tǒng) 照相機 附屬設(shè)備,CT機的主要性能指標,掃描速度、重建時間等 掃描方式 探測器數(shù)目 球管焦點、熱容量等 有效視野 機架孔徑 斷層厚度 重建矩陣 顯示矩陣 計算機情況,CT的應(yīng)用評價應(yīng)用范圍,常規(guī)影像學(xué)檢查：臟器平掃、軟組織檢查、增強掃描等 CT導(dǎo)引下穿刺活檢及介入性治療 CT定量測定 CT定形、定位測量 三維重建 功能檢查,CT的應(yīng)用評價優(yōu)勢,真正的斷層圖像 密度分辨率高 對病灶的定位、定性準確 可作定量分析,密度分辨率

4、高的原因： （比常規(guī)X線檢查高約20倍） 1、X線嚴格的準直； 2、采用了高靈敏度、高效率的探測器； 3、利用計算機處理，可調(diào)節(jié)圖像顯示情況。,CT的應(yīng)用評價局限性,空間分辨率低 某些臟器檢查受限制 定位、定性診斷的準確性常受各種因素影響,基本概念,密度分辨率：低對比的情況下，圖像對兩種組織最小密度差別的分辨能力，常以百分數(shù)表示。例如0.2%，5mm，0.45GY。 空間分辨率：指高對比的情況下，密度大于10%時，圖像對組織結(jié)構(gòu)的分辨能力。常以每厘米內(nèi)線對數(shù)表示（LP/cm），5LP/cm=可辨最小物體直徑。,基本概念,部分容積效應(yīng)：在同一掃描層面內(nèi)含有兩種或以上的不同密度組織時，CT值為均值

5、，不能真實反映任何一種組織。 周圍間隙現(xiàn)象：是指同一掃描層面上，與該層面垂直的兩種相鄰而密度不同的組織，其邊緣部分顯示情況也不能真實反映組織實際情況。,基本概念,CT值：是測量CT圖像密度值的統(tǒng)一計量單位，HU（Hounsfield unit)。為相對密度值，CT值 =（物-水）/ 水 K 偽影：因設(shè)備或人體本身等因素影響而產(chǎn)生了被檢體不存在但圖像顯示出來的假象。有運動條紋偽影、交疊混淆偽影、杯狀偽影、模糊偽影和帽狀偽影、環(huán)狀偽影等。,基本概念,圖像灰階：即圖像上明暗信號的等級差別。人眼可分辨16級灰階。 噪聲和信噪比：圖像噪聲是指均勻物體CT值在均值上下的隨機漲落，圖像呈顆粒性。信噪比則是有

6、用信號強度與噪聲之比。 濾波函數(shù)：圖像重建時所采用的數(shù)學(xué)計算程序，又稱為算法。,常見術(shù)語,1、CT值標度（demarcation of CT value）將空氣和水衰減的CT值作為標度。在EMI標度中，空氣和水標度分別為-500和0，而在Hounsfield標度中則分別為-1000為0。 2、像素（pixel）又稱像元，是組成圖像矩陣的基本單元，也就是組成矩陣中的一個小方格。像素是一個二維概念。,常見術(shù)語,3、體素（voxel）即體積單元的簡稱。它是某組織一定厚度的三維空間的體積單元，如果以X線通過人體的厚度作為深度，那么像素乘以深度即為體素。例如，某組織的深度為10mm，像素為1mm1mm，

7、則體素為10mm1mm1mm 。體素減?。磳雍褡儽。?，探測器接收到的X線光子的量相對減少。,常見術(shù)語,4、矩陣（matrix）矩陣即二維排列的方格，是將計算機所計算的人體橫斷面每一點的X線吸收系統(tǒng)按行和列排列成的分布圖，實際上是一幅縱橫二維排列的像素圖。目前CT機常用的矩陣有2562、 3202、 5122、 6402、 10242等,常見術(shù)語,5、雙窗技術(shù)（double window technique）雙窗技術(shù)主要用于CT掃描圖像中密度相差太大組織的觀察，既要看見低密度組織，又要看見高密度組織，如胸部的肺窗和縱隔窗、骨髂肌肉系統(tǒng)的骨窗和軟組織窗等。,常見術(shù)語,6、窗寬和窗位（window

8、 width and window level）窗寬是熒光屏上對應(yīng)于圖像灰階的CT值范圍。窗寬越寬，可以觀察組織CT值的范圍越大。窗位又稱窗位或窗中心，對應(yīng)于圖像灰階的中心位置。,常見術(shù)語,7、探測器孔徑（detector aperture）探測器孔徑是X線能夠進入探測器傳感部分的探測器的有效口徑，通常是指探測器陣列面向X線方向上的孔徑尺寸。,常見術(shù)語,9、反投影（inverse projection）是圖像合成的一種方法，若在某個方向上投影一個橫斷面圖像層面來重建圖像，它的方向正好與測量該層面的方向相反。,常見術(shù)語,10、扇形角（sector angle）是指產(chǎn)生透射量信號的檢測器陣列所對應(yīng)

9、的角度，頂點即為X線管內(nèi)的焦點。 11、模型（model）模型是替代人體，用以測量CT機響應(yīng)的物體，它是衡量CT圖像質(zhì)量的一種工具。,常見術(shù)語,12、褶積（faltung）是用權(quán)函數(shù)對采集的原始數(shù)據(jù)進行處理的過程，是一種數(shù)學(xué)圖像處理方法。 13、原始數(shù)據(jù)與顯示數(shù)據(jù)（raw data and display data）原始數(shù)據(jù)是由探測器接受，經(jīng)過放大和模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換后所得到的數(shù)據(jù)。顯示數(shù)據(jù)是將原始數(shù)據(jù)經(jīng)權(quán)函數(shù)處理后所得到的構(gòu)成組織某層面圖像的數(shù)據(jù)。,常見術(shù)語,14、間距（interval）是指常規(guī)斷層掃描中，上一層面的上緣與下一層面的上緣之間的距離，它可以等于、小于或大層厚，小于層厚者為重

10、疊掃描。,掃描方式,普通掃描 增強掃描 造影掃描 特殊掃描,特殊掃描,1、薄層掃描 薄層掃描（thin slice scan）是指掃描層厚小于5mm的掃描（一般采用1-5mm），目的是減少部分容積效應(yīng)，觀察病變內(nèi)部細節(jié)以及用來發(fā)現(xiàn)小病灶。 2、重疊掃描 重疊掃描（overlap scan）是指層距小于層厚，使相鄰的掃描層面部分重疊的CT掃描方法。如層厚為10mm，層距為7mm，相互兩層就有3mm的重疊。,特殊掃描,3、延遲掃描 延遲掃描（delayed scan）是指注射對比劑后等待數(shù)分鐘，甚至數(shù)小時后再行掃描的一種CT檢查方法。 4、目標掃描 目標掃描（object scan）又稱靶掃描（t

11、arget CT scan）或放大掃描（enlarge scan），是對興趣區(qū)進行掃描的一種方法，目的是使興趣區(qū)組織器官圖像放大，圖像空間分辨率提高。,特殊掃描,5、動態(tài)掃描 動態(tài)掃描（dynamic scan）是指靜脈團注（bolus injection）對比劑后，在極短的時間內(nèi)對某一組織器官進行快速連續(xù)掃描，掃描結(jié)束后再重建圖像的方法。 6、高分辨率CT掃描 高分辨率CT掃描（high resolution CT scan, HRCT）是指通過薄層或超薄層、高輸出量、足夠大的矩陣、骨算法和小視野圖像重建，獲得良好的組織細微結(jié)構(gòu)及高的圖像空間分辨率的CT掃描方法。,特殊掃描,高分辨率CT必須

12、具備以下幾個基本條件：全身CT機的固有空間分辨率應(yīng)小于0.5mm。采用超薄層掃描，層厚在1.01.5mm。圖像重建必須采用高空間分辨率算法，即骨算法。矩陣為512512。采用高電流（200220mA）和高電壓（12130kV），降低圖像噪聲。掃描時間應(yīng)盡量短，一般為12秒。 高分辨率CT的圖像特征有以下幾點：空間分辨率高。圖像的細微結(jié)構(gòu)清晰。邊緣銳利度高。噪聲大。有較多的偽影，如條狀影及雙邊影。,特殊掃描,7、定位掃描 定位掃描（scout scan），是指根據(jù)申請單上的病史及體征確定掃描范圍，然后根據(jù)檢查部位選擇適當?shù)亩ㄎ幌?，再根?jù)定位像的顯示部位，有目的、有步驟地選擇掃描范圍。 8、放大掃描 放大掃描（magnifying scan）是指為了獲得高清晰、足夠大的掃描圖像而采取的一種掃描方式。常采用以下放大技術(shù)： （1）幾何放大或原始數(shù)據(jù)放大；（2）后處理放大或機械放大、電子放大。,特殊掃描,9、CT灌注成像 CT灌注成像（CT perfusion image）是結(jié)合高速注射（412ml/s）和快速掃描技術(shù)而建立起來的一種成像方法。通過分析動態(tài)增強圖像獲得一系列組織參數(shù)，如組織