螺旋CT掃描與后處理

1、 PAGE5 / NUMPAGES5 根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)，從肘前靜脈至胸腔內(nèi)各結(jié)構(gòu)的循環(huán)時(shí)間依次為：上墻靜脈3.71.5s，肺動(dòng)脈6.52.5s，升主動(dòng)脈10.53.0s，降主動(dòng)脈及頸部血管12.33.8s，頸靜脈17.85.0s。以上延遲時(shí)間只是近似的，需根據(jù)病人估計(jì)的心輸出量及懷疑病變情況作出適當(dāng)調(diào)整。螺旋CT檢查需預(yù)先在高壓注射器的遙控器上設(shè)置造影劑量，計(jì)算公式如下：劑量流速（毫升/秒）x掃描延遲時(shí)間（秒）掃描時(shí)間（秒）7，這里的7秒是造影劑到達(dá)肺動(dòng)脈干的時(shí)間。這個(gè)公式適應(yīng)于造影劑濃度為300mg碘/ml，流速2ml/s時(shí)；當(dāng)造影劑濃度為150mg碘/ml，流速34ml/s時(shí)，造影劑劑量翻倍。

2、另一種計(jì)算造影劑劑量的方法是根據(jù)病人體重，方法是：劑量（300mg碘/ml）體重（kg），或劑量（150mg碘/ml）體重（kg）x2在CTCA中，利用心電門控制技術(shù)在心臟運(yùn)動(dòng)最慢的時(shí)期采集圖像數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)抑制心臟運(yùn)動(dòng)偽影的目的，心電門控制技術(shù)分為前瞻性心電門控和回顧性心電門控兩種。前瞻性心電門控技術(shù)就是利用心電信號(hào)控制CT掃描，該技術(shù)早已經(jīng)在EBCT和其他成像技術(shù)中應(yīng)用。基本原理是在掃描過(guò)程中，同步檢測(cè)患者的心電信號(hào)，通過(guò)心電信號(hào)對(duì)心臟運(yùn)動(dòng)期相的標(biāo)記，選擇適當(dāng)?shù)膾呙杵鹗紩r(shí)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)獲得心臟特定期相的圖像或消除心臟運(yùn)動(dòng)偽影的目的。在心電信號(hào)控制下，每個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行一次掃描，掃描模式與傳統(tǒng)CT一

3、樣，X線發(fā)射為間斷式、檢查床運(yùn)動(dòng)為步進(jìn)式。通常以心電信號(hào)的R波為參考點(diǎn)，確定掃描的開(kāi)始時(shí)間。當(dāng)檢測(cè)到R波峰時(shí)，開(kāi)始計(jì)數(shù)延遲時(shí)間，延遲時(shí)間結(jié)束觸發(fā)掃描，掃描時(shí)間結(jié)束移床，移床距離為準(zhǔn)直器寬度，重復(fù)上述過(guò)程完成整個(gè)心臟掃描。螺旋CT掃描及后處理技術(shù)應(yīng)用技巧螺旋CT的問(wèn)世與發(fā)展，是CT歷史上的又一次革命。首先，球管旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間已經(jīng)縮短到亞秒量級(jí)，一次屏息可以完成整個(gè)軀干的掃描;第二，圖像后處理功能迅猛發(fā)展，各種后處理軟件不斷完善，使CT不再單單是橫斷圖像。各種三維后處理圖像不僅能立體顯示解剖與病變，而且可以透明化處理或以仿真內(nèi)窺鏡方式觀察。由于螺旋CT掃描參數(shù)復(fù)雜，圖像質(zhì)量又主要依賴正確靈活的掃描

4、參數(shù)選擇，因此熟悉各種掃描參數(shù)與圖像質(zhì)量的關(guān)系成為影像學(xué)醫(yī)生的必須。后處理圖像的質(zhì)量不僅與原始圖像質(zhì)量有密切關(guān)系，許多后處理技術(shù)和技巧的熟練應(yīng)用也是保證后處理圖像質(zhì)量的重要因素。一螺距的定義和應(yīng)用1.定義螺距(pitch)是X射線球管旋轉(zhuǎn)一周掃描床移動(dòng)距離與準(zhǔn)直器寬度之比：螺距=球管旋轉(zhuǎn)1周床移動(dòng)距離(mm)/準(zhǔn)直器寬度mm如果準(zhǔn)直器寬度等于床的移動(dòng)距離，即螺距為1。如果準(zhǔn)直器寬度大于床的移動(dòng)距離，螺距就小于1，反之則螺距大于1。2.改變螺距可以改變掃描X圍當(dāng)掃描時(shí)間固定時(shí)，螺距越大覆蓋距離越長(zhǎng)。例如，準(zhǔn)直寬度為10mm，螺距為1，旋轉(zhuǎn)一周為1s時(shí)，旋轉(zhuǎn)10周掃描距離為100mm，螺距為1.5

5、時(shí)，同樣10s的掃描時(shí)間掃描距離則增加到150mm。這對(duì)于一次屏息的大X圍掃描很有幫助，因?yàn)橹恍柙黾勇菥嗉纯稍谕粧呙钑r(shí)間內(nèi)盡可能地多增加掃描距離。實(shí)際掃描中，要針對(duì)不同的要求選擇適當(dāng)?shù)穆菥唷?.改變螺距可以改變掃描時(shí)間相同的掃描X圍，可以通過(guò)增大螺距來(lái)縮短掃描時(shí)間。例如同樣掃描X圍150mm，10mm準(zhǔn)直寬度，旋轉(zhuǎn)一周1s，當(dāng)螺距為1時(shí)，需要掃描15s，螺距為1.5時(shí)，僅用10s掃描時(shí)間。4.改變螺距對(duì)圖像質(zhì)量的影響螺距的增大使得同樣掃描X圍內(nèi)的光子量減少，180內(nèi)插法也減少光子量，這樣就使得當(dāng)螺距大于1時(shí)，量子噪聲明顯增加，密度分辨力降低，減弱了軟組織的對(duì)比度。圖像質(zhì)量下降(圖1)5.如何

6、解決掃描時(shí)間、掃描X圍、圖像質(zhì)量三個(gè)矛盾同樣的掃描X圍，如果強(qiáng)調(diào)圖像質(zhì)量，必須降低螺距或減少準(zhǔn)直寬度，以增加空間及密度分辨力，但是這樣必須增加掃描時(shí)間;如果限定掃描X圍和時(shí)間，只有增大螺距或加厚準(zhǔn)直才能完成，但是這樣就降低了空間和密度分辨力，使圖像質(zhì)量下降。這是很難調(diào)和的矛盾。那么，當(dāng)掃描X圍和掃描時(shí)間被限定以后，螺距和準(zhǔn)直的選擇成為主要矛盾。在需要進(jìn)行圖像三維后處理的時(shí)候，選擇大螺距、薄準(zhǔn)直得到的結(jié)果優(yōu)于小螺距、大準(zhǔn)直。這是因?yàn)樵趫D像重建時(shí)，Z軸方向的空間分辨力是決定重建圖像質(zhì)量的主要因素，而薄準(zhǔn)直是Z軸空間分辨力的主要保證。所以應(yīng)當(dāng)采用犧牲密度分辨力、保證空間分辨力的方法來(lái)提高重建圖像的質(zhì)

7、量。(圖2、3)6.關(guān)于多層螺旋的螺距對(duì)單層螺旋，各CT生產(chǎn)廠家對(duì)此定義是統(tǒng)一的，即螺距=球管旋轉(zhuǎn)360進(jìn)床距離/準(zhǔn)直寬度。如果我們對(duì)不同定義加以比較，會(huì)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于四層螺旋來(lái)說(shuō)，飛利浦等的螺距1等于GE等的螺距4，依次類推。搞清楚不同廠家之間存在何種不同計(jì)算方法，我們才能夠了解這些混亂數(shù)據(jù)的規(guī)律。在多層螺旋CT中，X射線球管旋轉(zhuǎn)一周，進(jìn)床距離如果等于總的準(zhǔn)直寬度，其含義就是兩個(gè)相鄰X射線束之間首尾銜接，既無(wú)X射線的重疊，也沒(méi)有間隔，相當(dāng)于單層螺旋的螺距為1的含義。進(jìn)床距離如果大于總的準(zhǔn)直寬度，兩束X射線間存在間隔，圖像質(zhì)量肯定下降，不如進(jìn)床距離等于或小于總準(zhǔn)直寬度的圖像。多層螺旋CT如果以每層

8、的準(zhǔn)直作為公式分母容易對(duì)圖像質(zhì)量的理解造成混亂。這樣給使用機(jī)器的技術(shù)人員和醫(yī)生帶來(lái)諸多不便。McCollough和Zink指出，以層厚(每層的準(zhǔn)直)作為螺距計(jì)算公式的分母是不合適的，因?yàn)槠涓淖兞松渚€劑量，X射線束交迭之間的基本關(guān)系。以總準(zhǔn)直寬度(X射線束寬度)作為分母，無(wú)論是多少層螺旋，螺距1都表明掃描中X射線束是首尾相連，既無(wú)重疊也無(wú)間隔。小于1，告訴你X射線有重疊，大于1則說(shuō)明X射線有間隔，圖像質(zhì)量要下降。目前16層CT的螺距算法各廠家已經(jīng)統(tǒng)一到以整個(gè)準(zhǔn)直寬度作為分母的標(biāo)準(zhǔn)。二重建間隔及其應(yīng)用當(dāng)螺旋掃描的容積采樣結(jié)束后，理論上二維圖像可以從Z軸上的任何一點(diǎn)開(kāi)始重建，而且數(shù)據(jù)可以反復(fù)使用。這

9、樣就出現(xiàn)了一個(gè)新的概念：重建間隔。其定義是每?jī)蓪又亟▓D像之間的間隔。例如：掃描X圍為100mm，準(zhǔn)直寬度為10mm，如果重建間隔為10mm，將獲得類似常規(guī)斷層掃描的10幅圖像，如果重建間隔為5mm，將獲得20幅10mm層厚圖像，產(chǎn)生數(shù)據(jù)交叉重疊的圖像。這種重建方式，在非螺旋掃描中是無(wú)法完成的。同樣掃描X圍內(nèi)，重建間隔越小，重建出的圖像數(shù)量越多。當(dāng)然每幅圖像的重建時(shí)間一樣，重建間隔的增加勢(shì)必增加整個(gè)圖像重建的時(shí)間，即總重建時(shí)間等于重建層數(shù)乘以每層重建時(shí)間。常規(guī)斷層也可以獲得重疊圖像，但是需要減少層間距進(jìn)行重疊掃描，無(wú)疑增加了吸收劑量，螺旋掃描的重建間隔減少并不增加額外的輻射量，這是二者的主要區(qū)別

10、之一。重建間隔的改變無(wú)法改變圖像質(zhì)量，因?yàn)榧炔荒芴岣呖臻g分辨力，也不能提高密度分辨力。減小重建間隔的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是降低部分容積效應(yīng)的影響，例如，層厚10mm，病灶直徑也是10mm，重建間隔等于層厚時(shí)，一旦病灶正好落入兩層之間，要么病灶被遺漏，要么病灶的顯示密度不真實(shí)，可能誤診或漏診?？s小重建間隔則會(huì)避免這種機(jī)會(huì)的發(fā)生?？s小重建間隔的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提高M(jìn)PR及三維重建圖像的質(zhì)量，如果重疊3050%，會(huì)明顯改善MPR和三維重建圖像如MIP、SSD、VR、VE的圖像質(zhì)量。三螺距與重建間隔的不同重建間隔與螺距的區(qū)別主要有以下四點(diǎn)：1.螺距是掃描參數(shù)，只能在掃描前設(shè)定，重建間隔是后處理參數(shù)，可以在掃描前設(shè)定，

11、也可以在掃描后選擇，而且可以有多種選擇重復(fù)重建圖像。2.重建間隔的縮小并不能提高圖像質(zhì)量，因?yàn)樗荒苡绊懣臻g和密度分辨力，但是可以減少部分容積效應(yīng)的影響。螺距的增大則意味著每個(gè)象素吸收的光子量將減少，圖像質(zhì)量肯定下降，反之則會(huì)提高圖像質(zhì)量。3.當(dāng)準(zhǔn)直和掃描X圍一定時(shí)，增大螺距可以縮短掃描時(shí)間。當(dāng)準(zhǔn)直和掃描時(shí)間固定后，增大螺距可以延長(zhǎng)掃描X圍。而重建間隔的增加既不能變更掃描時(shí)間，也無(wú)法改變掃描X圍。4.二者都會(huì)影響到三維重建圖像的質(zhì)量。螺距的改變通過(guò)影響軸位圖像的質(zhì)量間接影響后處理圖像，重建間隔的改變則是由于直接影響縱軸部分容積效應(yīng)來(lái)影響后處理圖像的質(zhì)量。四準(zhǔn)直與有效層厚在螺旋CT中，我們經(jīng)常看

12、到不容易理解的層厚標(biāo)記，例如，四層螺旋最大探測(cè)器組合是5mm，但是在層厚標(biāo)記中卻出現(xiàn)6.5mm層厚的標(biāo)記。這涉及到螺旋CT中的一個(gè)新的概念：有效層厚。在常規(guī)斷層掃描中，掃描時(shí)被掃描物體靜止不移動(dòng)，5mm寬的X射線束通過(guò)5mm寬的人體，實(shí)際層厚與準(zhǔn)直寬度一致。螺旋掃描中，在球管旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，病人身體也在移動(dòng)，X射線束通過(guò)人體時(shí)已經(jīng)超過(guò)它的寬度。所以實(shí)際采集數(shù)據(jù)的層厚與準(zhǔn)直寬度有一定差別。一般說(shuō)來(lái)都大于準(zhǔn)直寬度，稱之為有效層厚。有效層厚與螺距的大小和重建算法的不同有關(guān)，螺距越大，有效層厚就越厚，360內(nèi)插法圖像較180內(nèi)插法有效層厚大。計(jì)算證明，當(dāng)螺距為1時(shí)，5mm的準(zhǔn)直寬度，180內(nèi)插法，實(shí)際數(shù)據(jù)

13、獲得X圍為6.5mm，即有效層厚6.5mm。螺旋掃描時(shí)病人連續(xù)移動(dòng)通過(guò)掃描架會(huì)導(dǎo)致圖像在Z軸(病人身體長(zhǎng)軸)方向的變形，這種現(xiàn)象在采用360內(nèi)插法時(shí)較180內(nèi)插法計(jì)算時(shí)嚴(yán)重，而且螺距越大越嚴(yán)重。大多數(shù)螺旋CT在螺距大于1時(shí)自動(dòng)采用180內(nèi)插法，來(lái)糾正這種變形。這種方法的代價(jià)是降低軟組織對(duì)比度，會(huì)影響軟組織間結(jié)構(gòu)的辨別。但是不會(huì)影響骨組織的觀察，因?yàn)楣桥c周圍軟組織的對(duì)比差別較大。同樣的準(zhǔn)直寬度，螺距越大，有效層厚也越大，這是因?yàn)椴∪送ㄟ^(guò)掃描線越快的緣故。有些螺旋CT，在準(zhǔn)直1、2.5、5.0mm的情況下，我們能看到1.2、3.2、6.5mm等不同層厚的標(biāo)記，代表的就是有效層厚。有的多層CT無(wú)有效

14、層厚標(biāo)記，只標(biāo)記準(zhǔn)直寬度，實(shí)際應(yīng)用中要注意，如果層厚標(biāo)記與探測(cè)器組合尺寸吻合，多半是準(zhǔn)直標(biāo)記;如果層厚標(biāo)記與探測(cè)器組合的尺寸不吻合，多半是有效層厚的標(biāo)記。這種混亂也是各廠家不統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的后果。五圖像后處理中的技巧1.根據(jù)不同的要求靈活運(yùn)用多方位重組(MPR)面神經(jīng)管的走行特殊，可以調(diào)節(jié)MPR的角度，旋轉(zhuǎn)到合適的位置就能同時(shí)顯示面神經(jīng)管的水平段和垂直段。這對(duì)于面神經(jīng)管上下壁以及整體的觀察是十分必要的。CPR可以同時(shí)長(zhǎng)軸顯示冠狀動(dòng)脈的多個(gè)分支，有利于全面觀察冠狀動(dòng)脈的狹窄部位和程度以及是否為鈣化性狹窄。CT橫斷圖像的一個(gè)不足是無(wú)法縱軸顯示解剖和病灶，因而常常為此產(chǎn)生誤診，這在胸部病灶的觀察中最為顯著

15、。許多柱狀或長(zhǎng)條狀病灶由于沿身體縱軸走行，在橫斷圖像上僅僅表現(xiàn)為圓形病灶，很容易被誤認(rèn)為結(jié)節(jié)性病灶。冠狀或者矢狀、斜位重組圖像可以顯示這些病灶在縱軸上的形態(tài)而避免誤診，所以在判斷胸部病灶性質(zhì)時(shí)，不同方位重組圖像的觀察是十分必要的。(圖4)。2.靈活運(yùn)用CTACTA不僅可以診斷血管本身的病變，還可以對(duì)一些病灶的定位有很大的幫助。例如，由于肝段的劃分主要依據(jù)門靜脈分支的供血X圍，所以門靜脈成像結(jié)合腫瘤立體顯示可以幫助肝腫瘤的確切定位到肝段。(圖5)胸部的CTA結(jié)合支氣管樹(shù)以及肺門腫塊的三維重建(SSD)可以利用不同的偽彩色顯示這三種結(jié)構(gòu)的立體關(guān)系，與手術(shù)中的所見(jiàn)極其相似，完全可以事先了解腫塊與血管

16、和支氣管的解剖關(guān)系，進(jìn)行詳細(xì)手術(shù)方案的制訂，避免因不了解解剖關(guān)系造成手術(shù)過(guò)程中出現(xiàn)意外，這種模擬手術(shù)受到胸外科醫(yī)生的歡迎。(圖6)3.“靶”重建的靈活應(yīng)用三維重建的優(yōu)勢(shì)是將橫斷圖像的二維關(guān)系轉(zhuǎn)變成與實(shí)際解剖相似的三維立體關(guān)系，但是所有信息都被重建成三維圖像也有不利的方面，即許多外圍的解剖結(jié)構(gòu)阻擋了深部解剖和病變的觀察，反而造成病灶觀察不清。我們可以利用只選擇部分層面或者用計(jì)算機(jī)劃出起阻擋作用的外圍解剖后進(jìn)行三維重建，以保證病灶的清晰顯示，稱為“靶”重建。例如，WILLIS環(huán)周圍的病灶可以在刪除其上下兩個(gè)方向的層面，僅留下相關(guān)層面進(jìn)行“靶”重建，可獲得很滿意的效果。(圖7)4.用分離重建分離顯示

17、關(guān)節(jié)在許多關(guān)節(jié)病變的診斷中，三維立體顯示是十分必要的。常常需要分別觀察不同的關(guān)節(jié)面，而無(wú)論SSD還是VR重建，關(guān)節(jié)的一側(cè)總是遮擋著另一側(cè)，難以觀察到。例如在先天性髖關(guān)節(jié)發(fā)育不良的病例中，我們必須了解髖臼的發(fā)育情況，但是在三維重建圖像中，無(wú)論旋轉(zhuǎn)到哪個(gè)角度，股骨頭總是遮擋著髖臼的內(nèi)部。我們采用了分離重建的方法，利用股骨頭與髖臼之間存在的間隙，把股骨頭和髖臼分別重建成獨(dú)立的SSD圖像，可以清晰顯示髖臼的整個(gè)形態(tài)，使小兒外科醫(yī)生手術(shù)前就能制訂完善的手術(shù)方案，避免了許多病例因?yàn)闊o(wú)法了解髖臼的詳細(xì)情況，只好術(shù)中臨時(shí)決定手術(shù)方式的尷尬。(圖8)5.不同掃描及后處理方式聯(lián)合應(yīng)用一種掃描方法只能表現(xiàn)疾病的一個(gè)方面，如果把不同的掃描方法和后處理方式聯(lián)合應(yīng)用，就會(huì)較全面地顯示一種疾病的多種病理改變。例如，對(duì)于急性缺血性腦血管病，我們可以在10min之內(nèi)，聯(lián)合進(jìn)行平掃、強(qiáng)化、灌注成像、血管成像檢查。程序?yàn)橄绕綊撸懦鲅罄?0mL對(duì)比