《CT成像基本原理》PPT课件.ppt

CT成像基本原理成像基本原理一、一、CT机的发明机的发明n nX线影像是把具有三维的立体解剖结构摄成二维的平面图像，影像互相重叠，密度分辨率不高。1969年英国的Hounsfield首先设计成电子计算机体层成像装置（Computed Tomography,简称CT）。1972年这一成果在放射学年会上公布于世。1979年获得了诺贝尔医学生物学奖。CT的优点：的优点：1 检查方便、迅速检查方便、迅速而安全，无创伤，无痛苦。而安全，无创伤，无痛苦。2 图图像是断面图像，密度分辨率高，像是断面图像，密度分辨率高，图像清晰，解剖关系明确，可直图像清晰，解剖关系明确，可直接显示接显示X线照片无法显示的器官线照片无法显示的器官和病变。和病变。3 可以获得不同的正常可以获得不同的正常组织与病变组织的组织与病变组织的X线吸收系数，线吸收系数，以用于定性分析。以用于定性分析。二、基本名词、概念二、基本名词、概念n n1.CT值CT值代表X线穿过组织被吸收后的衰减值。每种物质的CT值等于该物质的衰减系数与水的衰减系数之差再与水的衰减系数相比之后乘以1000，即某物质CT值=1000（uu水）/u水，其单位名称为HU,可见CT值不是一个绝对值，而是一个相对值。不同组织的CT值各异，各自在一定范围内波动。骨骼的CT值最高，为1000HU 软组织的CT值为2070HU 水的CT值为0（10）HU 脂肪的CT值为-50-100以下 空气的CT值为-1000 血肿CT值为50-80Hu物质的物质的CTCT值反映物质的密度，即物质的值反映物质的密度，即物质的CTCT值越高相当于密值越高相当于密度越高。度越高。2.像素与体素像素与体素 CTCT的图像实际上是人体某一部位有一定厚度的的图像实际上是人体某一部位有一定厚度的的图像实际上是人体某一部位有一定厚度的的图像实际上是人体某一部位有一定厚度的体层图像。我们将成像的体层分成按矩形排列的若体层图像。我们将成像的体层分成按矩形排列的若体层图像。我们将成像的体层分成按矩形排列的若体层图像。我们将成像的体层分成按矩形排列的若干个小的基本单元。而以一个干个小的基本单元。而以一个干个小的基本单元。而以一个干个小的基本单元。而以一个CTCT值综合代表每个小值综合代表每个小值综合代表每个小值综合代表每个小单元内的物质的密度。这些小单元我们称之为体素。单元内的物质的密度。这些小单元我们称之为体素。单元内的物质的密度。这些小单元我们称之为体素。单元内的物质的密度。这些小单元我们称之为体素。同样，一幅同样，一幅同样，一幅同样，一幅CTCT图像是由许多按矩阵排列的小单图像是由许多按矩阵排列的小单图像是由许多按矩阵排列的小单图像是由许多按矩阵排列的小单元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。元组成，这些组成图像的基本单元被称之为像素。体素是一个三维概念，而像素是一个二维概念，体素是一个三维概念，而像素是一个二维概念，体素是一个三维概念，而像素是一个二维概念，体素是一个三维概念，而像素是一个二维概念，像素实际上是体素在成像时的表现。像素越小，图像素实际上是体素在成像时的表现。像素越小，图像素实际上是体素在成像时的表现。像素越小，图像素实际上是体素在成像时的表现。像素越小，图像细节越清晰。像细节越清晰。像细节越清晰。像细节越清晰。3.窗宽与窗位窗宽与窗位 人体组织人体组织人体组织人体组织CTCT值的范围为值的范围为值的范围为值的范围为-1000-1000到到到到+1000+1000共共共共20002000个分度，人个分度，人个分度，人个分度，人眼不能分辨这样微小灰度的差别，仅能分辨眼不能分辨这样微小灰度的差别，仅能分辨眼不能分辨这样微小灰度的差别，仅能分辨眼不能分辨这样微小灰度的差别，仅能分辨1616个灰阶。个灰阶。个灰阶。个灰阶。窗宽是指显示图像时所选用的窗宽是指显示图像时所选用的窗宽是指显示图像时所选用的窗宽是指显示图像时所选用的CTCT值范围，在此范围内的值范围，在此范围内的值范围，在此范围内的值范围，在此范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分为组织结构按其密度高低从白到黑分为组织结构按其密度高低从白到黑分为组织结构按其密度高低从白到黑分为1616个等级（灰阶）。如个等级（灰阶）。如个等级（灰阶）。如个等级（灰阶）。如窗宽为窗宽为窗宽为窗宽为160Hu160Hu，则可分辨的，则可分辨的，则可分辨的，则可分辨的CTCT值为值为值为值为160/16=10Hu160/16=10Hu，即两种组，即两种组，即两种组，即两种组织织织织CTCT值的差别在值的差别在值的差别在值的差别在10Hu10Hu以上者即可分辨出来。以上者即可分辨出来。以上者即可分辨出来。以上者即可分辨出来。由此可见窗宽由此可见窗宽由此可见窗宽由此可见窗宽的宽窄直接影响图像的对比度；窄窗宽显示的的宽窄直接影响图像的对比度；窄窗宽显示的的宽窄直接影响图像的对比度；窄窗宽显示的的宽窄直接影响图像的对比度；窄窗宽显示的CTCT值范围小，值范围小，值范围小，值范围小，每级灰阶代表的每级灰阶代表的每级灰阶代表的每级灰阶代表的CTCT值幅度小，因而对比度强，可分辨密度较值幅度小，因而对比度强，可分辨密度较值幅度小，因而对比度强，可分辨密度较值幅度小，因而对比度强，可分辨密度较接近的组织或结构，如检查脑组织宜选用窄的窗宽；反之，接近的组织或结构，如检查脑组织宜选用窄的窗宽；反之，接近的组织或结构，如检查脑组织宜选用窄的窗宽；反之，接近的组织或结构，如检查脑组织宜选用窄的窗宽；反之，窗宽加宽则每级灰阶代表的窗宽加宽则每级灰阶代表的窗宽加宽则每级灰阶代表的窗宽加宽则每级灰阶代表的CTCT值幅度增大，对比度差，适于值幅度增大，对比度差，适于值幅度增大，对比度差，适于值幅度增大，对比度差，适于分辨密度差别大的结构如肺、骨质。分辨密度差别大的结构如肺、骨质。分辨密度差别大的结构如肺、骨质。分辨密度差别大的结构如肺、骨质。窗位是指窗宽上、下限窗位是指窗宽上、下限CT值的平均数。值的平均数。因为不同组织的因为不同组织的CT值不同，欲观察其细微结值不同，欲观察其细微结构最好选择该组织的构最好选择该组织的CT值为中心进行扫描值为中心进行扫描,这个中心即为窗位。窗位的高低影响图像的这个中心即为窗位。窗位的高低影响图像的亮度：窗位低图像亮度高呈白色；窗位高图亮度：窗位低图像亮度高呈白色；窗位高图像亮度低呈黑色，但在实际操作中尚须兼顾像亮度低呈黑色，但在实际操作中尚须兼顾其它结构选用适当的窗位。其它结构选用适当的窗位。总之，如要获得较清晰且能满足诊断要求总之，如要获得较清晰且能满足诊断要求的的CT图像，必须选用合适的窗宽、窗位，否图像，必须选用合适的窗宽、窗位，否则图像不清楚，还往往难以达到诊断要求，则图像不清楚，还往往难以达到诊断要求，降低了降低了CT扫描的诊断效能。扫描的诊断效能。三、三、CT检查方法检查方法n n1 1 平扫平扫 是指不使用任何造影剂的是指不使用任何造影剂的CTCT扫描方法。扫描方法。包括连续扫描、间隔扫描、重叠扫描、薄层扫描包括连续扫描、间隔扫描、重叠扫描、薄层扫描（层厚小于（层厚小于0.5cm,0.5cm,）、靶扫描等。）、靶扫描等。n n2 2 增强扫描增强扫描 是经血管内注入造影剂后再进行扫描是经血管内注入造影剂后再进行扫描的检查方法。目的是提高病变组织同正常组织的的检查方法。目的是提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变；通过病变有无强化和强化类型，对病变组织变；通过病变有无强化和强化类型，对病变组织性质做出判断。注入方法有多种。常用的造影剂性质做出判断。注入方法有多种。常用的造影剂有离子型（有离子型（60%76%60%76%泛影葡胺）和非离子型泛影葡胺）和非离子型（OmnipaqueOmnipaque、UltravistUltravist等），剂量约等），剂量约5010050100毫升；毫升；前者价廉，有一些副反应；后者无明显副反应，前者价廉，有一些副反应；后者无明显副反应，但价格较贵但价格较贵1.冠状面2.矢状面3.横断面CTCT扫描层面扫描层面扫描层面扫描层面四、四、CT工作原理简图工作原理简图五、五、CT检查体位检查体位CT检查体位头先进仰卧、头先进俯卧、脚先进仰卧、脚先进俯卧六、六、CT的临床应用的临床应用1.中枢神经系统疾病：颅内各种性质的中枢神经系统疾病：颅内各种性质的病变，椎管内肿瘤、椎间盘突出等。病变，椎管内肿瘤、椎间盘突出等。2.头颈部疾病：五官、颈部软组织病变。头颈部疾病：五官、颈部软组织病变。3.胸部疾病：呼吸、循环系统和纵隔、胸部疾病：呼吸、循环系统和纵隔、胸膜、胸壁等病变。胸膜、胸壁等病变。4.腹部及盆腔疾病：消化、泌尿和生殖腹部及盆腔疾病：消化、泌尿和生殖系统、腹膜、腹膜后疾病。系统、腹膜、腹膜后疾病。5.骨骼肌肉系统疾病骨骼肌肉系统疾病6.CT引导下穿刺活检引导下穿刺活检七、七、CT的特殊功能的特殊功能1.CT1.CT重建功能重建功能骨三维成像特别适合用于发现复杂性和隐匿性骨折骨三维成像特别适合用于发现复杂性和隐匿性骨折 。2.CT2.CT血管造影血管造影 无创伤，检查快捷、舒适：安全性高。适用于诊断脑、颈部、无创伤，检查快捷、舒适：安全性高。适用于诊断脑、颈部、胸、腹部及四肢动脉瘤或夹层动脉瘤、畸形、狭窄性疾病，胸、腹部及四肢动脉瘤或夹层动脉瘤、畸形、狭窄性疾病，颅内血管畸形、肺动脉血栓等。颅内血管畸形、肺动脉血栓等。3.CT 3.CT仿真内窥镜仿真内窥镜仿真内窥镜仿真内窥镜（CT virtual endoscopyCT virtual endoscopy，CTVECTVE）无痛苦，易被人接受。用于胃及结肠肿瘤、息肉、憩室、无痛苦，易被人接受。用于胃及结肠肿瘤、息肉、憩室、梗阻、炎症；气管支气管肿瘤、息肉、狭窄。梗阻、炎症；气管支气管肿瘤、息肉、狭窄。4.4.心脏的心脏的心脏的心脏的CTCT检查检查检查检查:显示冠状动脉和心腔、瓣膜等结构，显示心脏不同时相的形显示冠状动脉和心腔、瓣膜等结构，显示心脏不同时相的形态态 ，对诊断冠状动脉狭窄，粥样硬化斑块是软斑还是硬斑，对诊断冠状动脉狭窄，粥样硬化斑块是软斑还是硬斑，判断冠状动脉内支架和冠状动脉搭桥术后疗效。判断冠状动脉内支架和冠状动脉搭桥术后疗效。CT CT检查虽然有广泛的适应性，但并非所有疾病都适合做检查虽然有广泛的适应性，但并非所有疾病都适合做检查虽然有广泛的适应性，但并非所有疾病都适合做检查虽然有广泛的适应性，但并非所有疾病都适合做CTCT检查，如：胃肠道的炎症和溃疡等，检查，如：胃肠道的炎症和溃疡等，检查，如：胃肠道的炎症和溃疡等，检查，如：胃肠道的炎症和溃疡等，CTCT检查很难发现病检查很难发现病检查很难发现病检查很难发现病变，故还不能取代常规钡餐检查，更不如内窥镜检查。在血变，故还不能取代常规钡餐检查，更不如内窥镜检查。在血变，故还不能取代常规钡餐检查，更不如内窥镜检查。在血变，故还不能取代常规钡餐检查，更不如内窥镜检查。在血管研究方面，管研究方面，管研究方面，管研究方面，CTCT血管成像（血管成像（血管成像（血管成像（CTACTA）的图像质量仍不能超越数）的图像质量仍不能超越数）的图像质量仍不能超越数）的图像质量仍不能超越数字减影血管造影（字减影血管造影（字减影血管造影（字减影血管造影（DSADSA）。多排）。多排）。多排）。多排CTCT拓展了拓展了拓展了拓展了CTCT在心脏冠状动在心脏冠状动在心脏冠状动在心脏冠状动脉方面的检查空间，但心脏冠状动脉脉方面的检查空间，但心脏冠状动脉脉方面的检查空间，但心脏冠状动脉脉方面的检查空间，但心脏冠状动脉CTCT检查常受病人心率和检查常受病人心率和检查常受病人心率和检查常受病人心率和屏气配合的限制，若病人不能较长时间屏气或屏气不配合，屏气配合的限制，若病人不能较长时间屏气或屏气不配合，屏气配合的限制，若病人不能较长时间屏气或屏气不配合，屏气配合的限制，若病人不能较长时间屏气或屏气不配合，所做的心脏冠状动脉所做的心脏冠状动脉所做的心脏冠状动脉所做的心脏冠状动脉CTCT图像大多无诊断价值。图像大多无诊断价值。图像大多无诊断价值。图像大多无诊断价值。CTCT检查在脊检查在脊检查在脊检查在脊髓、神经系统方面也明显不如髓、神经系统方面也明显不如髓、神经系统方面也明显不如髓、神经系统方面也明显不如MRIMRI检查。检查。检查。检查。CTCT检查以形态学诊检查以形态学诊检查以形态学诊检查以形态学诊断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提供生化方面的断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提供生化方面的断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提供生化方面的断为主，功能性检查尚处于发展阶段，不能提供生化方面的资料，当体内的某些病理改变其资料，当体内的某些病理改变其资料，当体内的某些病理改变其资料，当体内的某些病理改变其X X射线吸收特性与周围正常射线吸收特性与周围正常射线吸收特性与周围正常射线吸收特性与周围正常组织接近时，或病理变化不大，对此组织接近时，或病理变化不大，对此组织接近时，或病理变化不大，对此组织接近时，或病理变化不大，对此CTCT也无能为力。也无能为力。也无能为力。也无能为力。八、八、CT分析与诊断分析与诊断1.首先了解扫描技术与方法2.使用窗技术让欲观察的组织显示更清楚3.逐层观察，了解器官大小、形状、位置和器官之间的解剖关系4.观察有否异常改变或占位征象，确定病变位置、大小、数目。5.了解强化程度、类型6.结合临床资料，并同其他影像一起分析什什么么是是MRIMRI是通过对人体施加是通过对人体施加强磁场强磁场及及射频照射射频照射，利用组织中的氢质子，利用组织中的氢质子产生磁共振信号产生磁共振信号扫描获取扫描获取人体内部信息，由计算机合成断层影像的人体内部信息，由计算机合成断层影像的诊断设备诊断设备.MRI-Magnetic Resonance ImagingMagnetic Field（磁场）（磁场）Radio Frequency Wave（射频脉冲）（射频脉冲）vv硬件：主磁体、梯度场、硬件：主磁体、梯度场、硬件：主磁体、梯度场、硬件：主磁体、梯度场、发射和接受线圈、发射和接受线圈、发射和接受线圈、发射和接受线圈、控制系统控制系统控制系统控制系统 vv软件：脉冲序列软件：脉冲序列软件：脉冲序列软件：脉冲序列MR MR 系系统MRI图像T1T1加权像：加权像：加权像：加权像：-看正常解剖看正常解剖看正常解剖看正常解剖-脑脊液和房水是黑的脑脊液和房水是黑的脑脊液和房水是黑的脑脊液和房水是黑的灰质比白质暗（就像真的）灰质比白质暗（就像真的）灰质比白质暗（就像真的）灰质比白质暗（就像真的）T2加权像：加权像：-看病理改变看病理改变-脑脊液和房水是白的脑脊液和房水是白的灰质比白质亮灰质比白质亮112345567、颅骨(黑色)；2、鞍上池（2中内含的黑色小圆点为基底动脉）；3、脑桥；4、第四脑室上部；5、脂肪；6、颞叶；7、枕叶MRAMRA