1、1. CT的成像方式特點2. 螺旋CT與常規CT特點3. CT數，常見組織CT數范圍4. CT窗口技術與應用5. CT造影劑作用6. CT掃描作用7. 部份容積效應，減小其作用的方法8. CT技術的發展方向概念與思考X-CTX 線計算機斷層攝影術Computed TomographyX 線臨床應用的歷史1895年倫琴(Withelm Konrad Rontgen)發現X光 三十年代出現 X 線斷層攝影 Tomography 1974年出現 CT (斷層掃描) 1983年電子束 CT (第五代CT機) 1989年出現螺旋 Spiral CT (體積掃描) 1998亞秒級 CTCT誕生 1967年

2、，Godfrey N. Houndsfield在英國EMI公司制造了第一始CT機，處理圖像近一天時間。掃描人腦標本，能將腫瘤組織和腦灰/白質分開。1974年，Siretom 顱腦CT掃描機現代CT機為350ms CT成像基本思想X線管發出細束X線X線平移與轉動采集數據計算機重建圖像X線只進入成像層面可測量組織衰減系數通過旋轉、平移，獲取分析所需的必要投影數據，用于重建圖像。CT掃描目的CT歷史1971年第一臺CT機安裝于Atkinson-Morley醫院，成像需20分鐘，采用微處理器后，時間縮至4分鐘。1973年美國 Mayo Clinic 和麻省總醫院安裝顱腦CT。1974年美國George

3、 Town醫療中心工程師Ledley設計出全身CT，76年開始應用。1983年中國研制成第一臺顱腦CT1990年中國研制成第三代全身CT 優點： 真正的斷面圖像(橫斷面)、密度分辨率 高、可作定量分析局限性：極限分辨率未超過常規X線檢查； 定位：小于 1 cm 的病灶，易漏診； 定性：受病變部位、大小病程等影響； 不是所有臟器適合CT檢查，空腔性臟器(胃、腸)；CT只能反映解剖方面信息，幾乎無功能和生化信息。CT 優點與局限性第一代CT第二代CTCT 類型第三代CT第四代CTCT 類型成像時間短，適合動態心臟成像，其它器官圖像與螺旋CT 相同電子束CT(第五代)EBTEBT : Electro

4、n Beam Tomography結腸成像肺部低強度成像冠狀動脈成像冠狀動脈鈣化評估EBT應用領域 X線強度，與圖像質量、病人照射量、X管冷卻時間和壽命有關。高mA率用于需要高吸收部位：大腦、大腦后窩、胸和腰脊椎骨、骨盆和成人。 中mA率用于腹和中隔。 低mA率用于高對比組織，內耳和肺。 圖為高mA與低mA對圖像影響基本參數：mA率 當檢查大量吸收(例如骨、肩部、胸和腰脊椎骨、骨盆)解剖區域時，可以使用高kV 或高mA。當選擇高kV時，X光變硬，因此X光能更容易穿透高吸收區，相應軟X光成分減少(容易被組織吸收，對成像無用)。 對幼兒或造影劑增掃時，使用低kV。基本參數：KV率 由于運動會造成圖

5、像質量下降，如呼吸和心臟動作，對腹、中隔和肺，掃描時間盡可能短。 減少掃描時間，對圖像重建，可減少運動偽影。 增加掃描時間，在劑量一定時，可得到較好空間分辨率。有時為了降低mA率，延長X管壽命，也可增加掃描時間。 基本參數：掃描時間 層厚選擇主要根據得到圖像空間分辨或者組織對比度來決定。如： CT高對比：超過100 HU的組織差異。檢查內耳時，通過空氣與內耳骨的對比，得到最好的空間分辨，一般層厚小于2mm。基本參數：層厚螺旋CT對腹部掃描示意圖掃描區域為胃，仰臥，手置于頭頂。螺旋CThelical CT Spiral CT螺旋CT(Spiral CT )采用滑環技術，CT能連續旋轉采用螺旋掃描

6、(體積掃描)圖像重建采用圖像數據內插法通過圖像重建可以獲得任意方向剖面像可進行虛擬CT掃描：虛擬腸鏡、胃鏡等減小部分容積效應的偽影單次屏住呼吸可完成整個部位掃描螺旋CT參數 螺距(Pitch) X管旋轉一周，掃描床移動的距離 螺距因子(Pitch Factor) 螺距與層厚相除所因子：1、1.25、1.5 和 2螺旋CT參數螺旋CT參數 螺距(Pitch) 螺距=螺旋因子x層厚 每周成像數=螺距/成像間隔 矩陣(Matrix) 按行與列排成的陣列。由兩項指標評價： 矩陣大小，256x256，512x512 越大，圖像分辨率越高，觀察的細節多。 數字的精度，如10Bits，12Bits灰階(Gr

7、ay scale) 在顯示器用亮暗表現CT圖像重建后的每一像素CT值，顯示器的亮暗等級稱為灰階。視野(FOV) 掃描時根據觀察部位大小選用的掃描野(SFOV)或顯示野(DFOV) 與CT有關的名詞 體素Voxel(Volume element) 根據層厚與矩陣的大小，能被CT掃描的最小體積單位，用長、寬和高表示。通常長與寬為 1 mm，高度是取決于層厚，可為10、5、2、1 mm 像素Pixel(Picture element) 是構成CT圖像的最小的單位，與體素相對應，體素的大小在圖像上的表現，即為像素。與CT有關的名詞層厚與圖像關系層厚與圖像關系FOV體積元與像素FOV與顯示范圍像素與 F

8、OV關系CT基本原理Beer-Lambert定律CT 數人體組織衰減系數接近 水 0.19 cm-1 脂肪 0.18 cm-1 CT數： 骨：CT數=+1000 空氣：CT數=-1000 水： CT數=0一般CT機的密度分辨力： 5 CT數CT 數 人眼一般只能分清20級左右的灰階，而組織的密度灰階差遠大于人眼所能分辨范圍。 窗口技術：根據人眼的視覺特征，采用不同灰度標尺，通過調節窗寬與窗位，來得到最佳的顯示效果。窗口技術窗口技術 窗寬：幅度上、下限(W：-300 -500)。 窗位：窗口中心(C：-400)。 窗口之上像素均為白。 窗口之下像素均為黑。 窗口的改變影響所觀察組 織的范圍如骨窗

9、、肺窗等 窗位變化，觀察組織范圍不同 窗位提高，圖像變暗 窗位下降，圖像變亮 窗寬變化，引起圖像層次，細節的變化 窗寬增大，圖像變粗，層次增多，對比度減小； 窗寬縮小，圖像變細節，層次變少，對比度增強。窗口技術窗口技術 一般組織均在10 HU 60 HU之間 測量組織的CT數，將窗位指向要測量組織的CT值，調節窗寬至顯示最清晰。 窗口調節不佳，密度對比差。骨窗腫瘤窗口變化雙窗技術 將兩種 CT 值相差較大的組織在同一窗口中顯示，可以節省膠片，常用于顯示肺，同時顯示肺與骨骼系統。 缺點：在組織邊緣出現邊緣效應，易造成診斷的影響。 是一非線性窗，通過改變轉換曲線來調節灰階。Sigma窗與CT圖像質

10、量有關因素 物體的對比度 相鄰兩個物體間在圖像中的顯示能力 CT=|CT1-CT2| CT100Hu 稱為高對比度 CT100Hu) ，區分相鄰最小物體的能力。 空間分辨率常用黑白線條體模測試，用線對數(LP/cm)表示 常規X線增感屏攝影分辨率可達：714 LP/cm 無屏單機藥膜攝影分辨率最高：30 LP/cm 中檔CT機分辨率可達：710 LP/cm 高檔CT機分辨率可達：14 LP/cm 左右與CT圖像質量有關因素 密度分辨率 指在低對比情況下(CT100Hu) ，區分相鄰最小物體的能力。 密度分辨率常用百分單位表示，為0.32%/cm2，大多數CT能分辨0.5%的密度差。 常規X線增

11、感屏攝影分辨率可達：714 LP/cm 無屏單機藥膜攝影分辨率最高：30 LP/cm 中檔CT機分辨率可達：710 LP/cm 高檔CT機分辨率可達：14 LP/cm 左右與CT圖像質量有關因素 顯示分辨率 包括圖像監視器和膠片，若顯示分辨率低于CT機分辨率，則會影響圖像質量。 偽影 由病人造成的偽影運動偽影 由設備造成的偽影： 射線硬化、部份容積效應、金屬、掃描采樣系統、掃描野與觀察野。 由于體素具有一定體積，導致其內不同組織均勻化。部份容積效應偽影 CT檢查時廣泛使用含碘的造影劑作增強掃描，常用有多為水溶性碘造影劑，其分子量低，很少有蛋白質結合的基團，一般極少與體內蛋白質結合(1%)。未經

12、結合的造影劑從血管腔經毛細血管壁擴散，均勻頒到各組織的細胞外液(因有血腦屏障而不含CSF)。最后通過腎小球滲過從腎臟排泄(90%)，少量通過肝膽排出。CT造影劑 根據動、靜脈碘含量的差別可公為三個期相：快速注射效應期：在用快速注射法時出現，血管得到最大 限度增強，此期僅持續4060秒。非平衡期：在快速注射造影劑后1 分鐘左右出現。 上述兩者明確顯示病變的血供情況平衡期：在快速注射造影劑后2 分鐘，此期內只能觀察 病變的形態和范圍。造影劑分類CT造影劑機理 正常腦組織的毛細血管內皮細胞聯合緊密，基底膜連續，可阻止多種分子包括造影劑從血液滲入腦細胞外間隙，這就叫做血腦屏障blood-brain b

13、arrier, BBB。 病變組織血循環豐富、病變周圍組織的充血與過度灌注、血腦屏障的形成不良或被破壞，致使造影劑外溢等，造成含碘量增加而使局部密度增高。加大正常與病變組織間灰階的差別，從而提高病變的顯示率。 正常或病理組織的強化都是因組織內含碘，使X線吸收增加、密度增高而強化。 正常組織強化： 由于血液內含碘，所以使血管豐富組織、大血管及靜脈竇易出現強化。如天幕、頸內動脈及直竇。 病理組織強化： 異常的血管增生使血流量增大 血腦屏障破壞或形成不良，使造影劑泄漏到血管外頭顱增強掃描CT造影劑 病變時，BBB受損，造影劑進入腦質，出現增強。多見于惡性腫瘤如III、IV級星形細胞瘤和轉移瘤。但有時

14、有明顯BBB受損，但血供不豐富或無血供(腫瘤的壞死、囊變區)則可不出現增強。又如有些良性或偏良性的腫瘤，即使無血腦屏障受損，但血流量非常豐富，腫瘤組織內血流緩慢、且血流量增加以致造影劑含量增高而出現增強，這種情況見于腦膜瘤，神經鞘瘤等。造影劑增強的程度10Hu以下為輕度，10-20Hu為中等、20Hu以上為重度。 均勻增強團塊狀、結節狀； 不均勻增強環形、花冠形、不規則形等 注意：顱內有些正常結構如硬腦膜、脈絡叢、垂體腺、灰白結節和松果體均沒有血腦屏障，注射造影劑后，造影劑直接進入細胞外間隙出現增強。因此，如垂體腺瘤，注射造影劑后的即刻掃描，正常垂體組織增強明顯，腺瘤組織顯示為相對低密度區。C

15、T造影劑(contrast media, CM) CTCM 為三碘苯環的衍生物。分為離子型或非離子型，單體或雙聚體。單體造影劑指一分子造影劑中含有一個三碘化苯環；雙聚體中含有兩個。 碘原子數與溶解粒子數之比(R)描述造影劑的影像效應(x線衰減性)與滲透性。R越大越好，則越多的碘原子不透X線更強；造影劑溶液中粒子越少，則更小的滲透毒性效應。 R為1.5：高滲透性造影劑(high osmolar ，HOCM) R為3：低滲透性造影劑(LOCM) R為6：稱為等滲透性造影劑(isotonic，IOCM)離子型造影劑 在水溶液中可離解成陰離子及陽離子， 具有高滲透、高離子性和弱親水的特征， 高滲透性使

16、血漿滲透壓增高，血容量增加并導致生理和病理改變； 高離子性使其分子與血液中鈣離子結合，可引起低血鈣導致心功能紊亂； 弱親水性增加了藥物的化學毒性。常用離子型造影劑： 泛影葡胺(Angiografin)、復方泛影葡胺(Urografin)或泛影鈉(Hapaque)。 特點：價廉、副作用多非離子型造影劑 親水性(水溶性)高，不離解于水，對靜脈及蛛網膜下腔的毒性顯著降低，含碘量高。 歐內派克(Omnipaque) 碘必樂(Iopamiro) 優維先(Ultravist) 伊索顯(Isovist) 特點：價貴、副作用少。 副作用 國產：輕度：12.6% 重度：0.22% 進口：輕度：3.2% 重度：0

17、.04% 輕度：惡心，打噴嚏，面部潮紅，蕁麻疹等 中度：嘔吐，胸悶氣急，頭昏，輕度喉頭水腫 重度：大片皮疹，皮下或粘膜出血，血壓下降， 脈搏細弱，嚴重喉頭水腫，大小便失禁，昏迷。 死亡：上述病理不可逆的結果。造影劑副作用 以前有類似過敏性反應及藥物過敏； 腎移植，腎功能和心功能差，哮喘，重癥肌無力； 血清肌酐水平大于或等于 133 mol/L(1.5mg/dl)； 多發性骨髓瘤及其他血蛋白異常； 嗜鉻細胞瘤； 接受白介素2治療者；口服抗高血糖制劑二甲雙胍； 有血管外溢危險者，糖尿病患者，高血壓； 小于13個月的小兒，70歲以上的老人。CT造影劑副作用預防圖像重建CT 技術的發展方向增加X線強度

18、、單色X線發生器提高二維探測器精度、軸向空間分辨率縮短圖像重建時間(計算機仿真)縮短掃描時間(亞秒級CT機，CT透視)利用X線散射信息校準運動偽影提高三維成像的精度CT 應用發展方向 CT透視(Fluoroscopy) 仿真(仿真內窺鏡Virtual Endoscopy) 容積再現(Volume Rendering) 血管造影成像(Angiography) 腦血流灌注成像(Perfusion) 造影劑跟蹤技術(Bolus Tracking)用透射CT進行介入治療對胸的椎骨進行介入治療用透射CT引導手術(活檢)Biopsy CT能進行人體穿刺活檢，提供放射治療計劃和治療效果的評價。 通過對心臟冠狀動脈鈣化的測量，有助于對冠心病診斷。 CT 可以直接區分軟組織結構：肝、肺和脂肪。 CT能診斷占位性病變、腫瘤和轉移