第一章 CT診斷學(xué)總論

第一章CT總論石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院CT&MRI室張林CT成像原理及設(shè)備CT檢查技術(shù)CT的臨床應(yīng)用CT機(jī)的發(fā)展沿革1895年德國物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)X射線1917年奧地利數(shù)學(xué)家J.Radon證明了CT的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)1963年A.M.CormAck發(fā)明了X線投影數(shù)據(jù)重建圖像1969年G.N.Hounsfield制成第一臺(tái)頭顱CT機(jī)1974年由美國工程師Ledley設(shè)計(jì)了全身CT機(jī)1979年Hounsfield和Cormack教授一起獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)生理學(xué)獎(jiǎng)CT機(jī)的發(fā)展第一代平移-旋轉(zhuǎn)第二代平移-旋轉(zhuǎn)第三代旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)第四代旋轉(zhuǎn)-靜止旋轉(zhuǎn)—固定第五代電子束CT或超快速CT各代CT掃描機(jī)特點(diǎn)普通CT與螺旋CT掃描模式圖普通CT螺旋CT特點(diǎn)：解除電纜束縛

速度快，時(shí)間小于或等于1秒

容積掃描

高檔螺旋掃描CT，一個(gè)層面的掃描時(shí)間已縮短到亞秒級(jí)(＜1秒)，圖像重建時(shí)間，在矩陣512×512時(shí)，可短到1秒，幾乎達(dá)到實(shí)時(shí)成像的水平。

螺旋CT是依靠X線管的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)和體軸連續(xù)移動(dòng)的組合，它在極短的時(shí)間內(nèi)完成多層數(shù)據(jù)的收集，從而得到體軸方向的具有良好分辨率的容積掃描圖像。CT三維重建技術(shù)是滑環(huán)CT掃描和計(jì)算機(jī)三維結(jié)構(gòu)重建兩種新技術(shù)的高度結(jié)合。

螺旋CT掃描具有速度快，覆蓋面廣，無間隙，采集容積數(shù)據(jù)，便于進(jìn)行各種方式，各種角度影像重建等優(yōu)點(diǎn)，很快應(yīng)用于全身各個(gè)系統(tǒng)。螺旋CT的優(yōu)點(diǎn)掃描速度明顯提高，已經(jīng)達(dá)到亞秒級(jí)別。能夠動(dòng)態(tài)地觀察病變的增強(qiáng)特征，提高了診斷率。促進(jìn)了CT由解剖影像向功能影像方向的發(fā)展。如CT腦血流灌注成像。為CT數(shù)據(jù)的后處理創(chuàng)造了有利條件。多層面重建、立體三維重建、CTA、虛擬內(nèi)鏡技術(shù)、容積再現(xiàn)技術(shù)。CT成像原理及設(shè)備CT的基本原理與普通的X線橫斷層原理相似。但由于通過電子計(jì)算機(jī)排除了散射線和重疊影像干擾，并借助人體組織X線吸收系數(shù)矩陣可作不定量分析，解決了密度分辨率的問題。其本質(zhì)是一種X線斷層圖像，借助于電子計(jì)算機(jī)來進(jìn)行成像和數(shù)據(jù)處理。CT工作原理CT是用高度準(zhǔn)直的X線束圍繞身體某一部位作一個(gè)斷面掃描，掃描過程中由檢測器記錄下大量的衰減信息，再由模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，然后輸入電子計(jì)算機(jī)，高速計(jì)算出該斷面上各點(diǎn)的X線衰減值，由這些數(shù)據(jù)組成矩陣圖像，再由圖像顯示器將不同的數(shù)據(jù)用不同的灰階等級(jí)顯示，這樣橫斷面上的諸解剖結(jié)構(gòu)就由顯示器清晰地顯示出來?；驹硎疽鈭DX線管球選定掃描對象探測器模/數(shù)轉(zhuǎn)換器數(shù)/模轉(zhuǎn)換器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）顯示器、存儲(chǔ)設(shè)備CT裝置示意圖有關(guān)名詞解釋1、X線衰減系數(shù)（簡稱υ）

υ是表示X線穿透物質(zhì)時(shí)其強(qiáng)度成指數(shù)方式衰減的常數(shù)。I＝I0e-dI:衰減后的X線強(qiáng)度I0:射入的X線強(qiáng)度

:組織的線性吸收系數(shù)d:受檢組織的厚度2、CT值定義：代表CT圖像中每個(gè)像素中組織與X線衰減系數(shù)相當(dāng)?shù)膶?yīng)值。計(jì)算公式：某物質(zhì)的CT值＝K×（U物－U水）/U水單位：亨氏單位（HU）CT值的特點(diǎn)是一個(gè)相對值；反映了組織的X線密度；對機(jī)體不同組織而言，CT的絕對數(shù)值沒意義，有意義的是CT值的范圍。3、矩陣

矩陣是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，它表示橫成行、縱成列的數(shù)字陣列。有兩種技術(shù)指標(biāo)來表明矩陣的情況，一是矩陣的大小，如320×320，512×512等，一是矩陣中數(shù)字的精度，如10bit、12bit等。4、像素與體素 CT的圖像實(shí)際上是人體某一部位有一定厚度體層的圖像。我們將成象體層分成按矩陣排列的若干個(gè)小的基本單元，而以一個(gè)CT值綜合代表每個(gè)小單元內(nèi)的物質(zhì)密度，這些小的單元稱之為體素。同樣，一幅圖像是有許多按矩陣排列的小的單元組成，這些組成圖像的基本單元被稱為像素。體素是一個(gè)三維概念，而象素是一個(gè)二維概念。像素實(shí)際上是體素在成象時(shí)的表現(xiàn)。Detector（探測器）X－tube（X線球管）各向同性5、窗寬與窗位

窗寬是CT圖像上顯示的CT值范圍；在此范圍內(nèi)的組織和病變均以不同的模擬灰度顯示，CT值高于此范圍的組織和病變，均以白影顯示。CT值低于此范圍的組織和病變，均以黑影顯示。

窗位是窗的中心位置，即所顯示灰階的中心；同樣的窗寬，由于窗位不同，其所包括的CT值范圍的CT值也有差異。窗寬窗位(HU)腦窗6035骨窗1400600縱膈窗35040肺窗700-600

腹窗25040

脊柱窗300606、偽影

偽影是指在被掃描物體中并不存在的而在圖像中卻顯示出來的各種不同類型的影像。偽影可分為兩大類，一類與病人有關(guān)，一類與CT性能有關(guān)。常見偽影如：運(yùn)動(dòng)偽影、硬化偽影、系統(tǒng)偽影等。7、部分容積效應(yīng)

在同一掃描層面內(nèi)有兩種以上不同密度橫行走行而又相互重疊的物質(zhì)時(shí)，所測得的CT值不能如實(shí)反映其中任何一種物質(zhì)的CT值。8、周圍間隙現(xiàn)象

在一個(gè)層面內(nèi)，與層面垂直兩個(gè)相鄰且密度不同的物體，其物體邊緣部的CT值不能準(zhǔn)確測得，結(jié)果在CT圖像上，其交界的影像不能清晰分辨。使密度高的物體邊緣其CT值變小，密度低的物體其CT值變大。二、CT的基本結(jié)構(gòu)典型的CT設(shè)備包括：掃描機(jī)架和檢查床X線系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)計(jì)算機(jī)和陣列處理機(jī)操作臺(tái)照相機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器及其他外部存儲(chǔ)設(shè)備掃描部分計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)設(shè)備CT檢查技術(shù)普通CT掃描動(dòng)態(tài)CT掃描靶CT掃描高分辯率CT掃描實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯像CT檢查技術(shù)平掃（plainscan）不用造影增強(qiáng)或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。增強(qiáng)掃描(contrastenhancementscan)經(jīng)靜脈注入水溶性有機(jī)碘劑后掃描，增加了密度差，可使病變顯影更為清楚。

主要有團(tuán)注法：動(dòng)脈期，靜脈期，平衡期CT造影掃描：在器官或結(jié)構(gòu)引入對比劑，再行掃描。如CTM等高分辯率CT掃描

是指在較短時(shí)間內(nèi)，取得良好空間分辨力CT圖像的掃描技術(shù)，要求CT機(jī)固有空間分辨力小于0.5mm，圖像重建用高空