64排CT影像后处理在临床中的应用

64排128层螺旋CT影像后处理在临床中的应用现代医学影像设备具有丰富的图像处理与分析功能，作为医学影像工程或相关专业的学生应该了解和掌握图像处理的相关内容理解和掌握医学图像处理的相关内容，对于充分开发和利用医学影像设备的功能，为临床服务至关重要理解和掌握医学图像处理的相关内容，也可以为开发出高性能的图像处理软件奠定基础如何做好医学图像处理理解图像处理的理论基础，包括数学、计算机知识，图像数据要求理解临床诊断需求，必须有一定临床及诊断基础了解常用的后处理技术本节课目的熟悉常用的二维重建、三维重建的模式及区别熟悉不同图像重建算法的应用了解二维重建、三维重建在不同解剖部位的应用了解仿真内窥镜技术原理及应用了解CT灌注基本原理及应用图像后处理目的：使图像更清晰、直观，便于观察及测量原则：结合原始图像；明确重建目的；结合临床诊断要求方法：选择合适的后处理模式，包括MPR（多维重建）、CPR（曲面重组）、MPVR（多轴向投照容积重建）、VR（容积再现）及VE（仿真内窥镜）等；运用不同的技术使所要观察的对象更清晰。图像后处理分类对显示形式进行改变－－目的是使所要观察的目标更加清晰、直观，包括二维重建、三维重建、图像滤过等利用特定软件对不同时间点采集所得的数据进行处理，得到一些功能数据，以助于诊断，如CT灌注成像临床对图像后处理的要求对显示形式进行改变，目的是使所要观察的目标更加清晰、直观，包括二维重建、三维重建、图像重建算法改变等图像后处理目的将改变传统的CT图像浏览模式20th世纪21th世纪螺旋CT优势的重要方面容积数据先进的软件原始数据有密度差别螺旋CT图像重建条件诊断不能依赖后处理数据要求多断层重建图像（至少三个断层）无间隙未压缩或无损压缩每个检查床位置只有一个断层层厚≤5.0mm无机架倾斜CT轴位图像（矩阵大小为512×512）各向同性指物体的物理、化学等方面的性质不会因方向的不同而有所变化的特性，即某一物体在不同的方向所测得的性能数据完全相同；亦称匀质性，物理性质不随量度方向变化的特性。高质量图像数据要求薄层扫描层厚小于1mm无间隔扫描速度快图像对比度足够高噪声不太高各项同性各项同性高质量图像数据要求薄层扫描：层厚小于1mm，无间隔扫描速度快转速快探测器宽螺距（原螺纹之间距离，用于CT为：P（螺距pitch，各厂家计算方法有差异）=S（扫描架旋转一周进床的距离mm）/D（X线的厚度，即准直器的宽度mm图像对比度足够高头颈部、心脏及下肢等小血管大于300HU体部大血管不小于250HU噪声不太高扫描参数管电压：120kv管电流：100～550mA螺距：1.0～2机架转速：0.4～1秒层厚：约1mm二维重建技术多层面重建（MPR）曲面重建（CPR）多层面重建技术（MultiplanarReconstructions;MPR）是指在横断面上按要求任意划线，然后沿该划线将横断面上的二维体积元层面重组，即可获得该平面的二维重建图像，主要包括冠状面、矢状面和任意角度斜位图像。多层面重建技术（MultiplanarReconstruction;MPR）一次常规轴位扫描，即可获得横断面、冠状面、矢状面及任意角度斜位像，其联动显示功能.层厚越薄，重建图像越清晰曲面重建技术（CurvedReconstruction；CPR）它是多层面重建技术（MPR）的延伸和发展，即在MPR的基础上，沿兴趣器官划一条曲线，将沿曲线的体积元资料进行重组，便可获得曲面重建图像。曲面重建技术曲面重建技术（CurvedReconstruction；CPR）三维重建技术多层面容积再现（MPVR）表面遮盖显示（SSD）容积再现（VR）CT仿真内镜成像术（CTVE）将不同角度的一层块的原始容积资料采用不同算法进行运算，得到重组的二维图像，可从不同角度观察层块厚度可调，最薄时即为MPR多层面容积重建技术（MultiplanarVolumeReconstructions;MPVR）多层面容积再现原理：MPVR是将任意方位的一组层面或称为一个厚片的容积资料进行重建，由于图像上每一点包括多个体素，所以在显示该点CT值时，需要将该点所有体素的CT值进行特定的运算分类：最大密度投影（maximumintensityprojection，MIP）最小密度投影（minimumintensityprojection，MinIP）平均密度投影（averageintensityprojection，AIP）多层面容积再现最大密度投影将图像上每一点的多个体素常密度最高者作为改点CT值；常用于显示和周围组织对比具有相对较高密度的组织结构，例如注射对比剂后的血管、骨骼及肺小结节等多层面容积再现最小密度投影将图像上每一点的多个体素常密度最低者作为改点CT值；主要用于显示密度明显低的含气器官，如胃肠道、支气管等多层面容积再现平均密度投影将图像上每一点的多个体素常密度取平均值作为改点CT值，其优点是不遗漏所有数据；主要用于重建常规图像，常规扫描所得图像也可以认为是平均密度投影图像表面遮盖法重建技术（SurfaceShadedDisplay;SSD）是指按表面数学模式进行计算处理，将超过预设的CT阈值的相邻像素连接而重组成图像，图像表面有明暗之区别。缺点：容积资料丢失较多，细节不够，切受阈值选择的影响较大。阈值高，易造成管腔狭窄的假象，分支结构显示少或不能显示；阈值低，则边缘模糊。可应用于如头部、胸部、腹部及骨关节等各个部位的三维重建，是在螺旋CT中应用较为广泛的一种重建技术。表面遮盖法重建技术（SurfaceShadedDisplay;SSD）VolumeRendering（体积再现）VolumeRendering功能采用了opacity（不透明度）的概念，即为光线不能穿透一个物体的程度。不同的“不透明度”由体素值决定，表示不同组织特性（例如密度）。该方法使得那些具有较高不透明度物体在那些具有较低不透明度的物体中间显得更加清晰，具体表现为两者透光度上的差异。从而使得用户可对多个层次的组织进行查看，而避免了由于表面投影的原因导致只能查看第一层结构基本原理VolumeRendering为一3D可视化技术，通过对完整的体积数据进行分析以创建新的视图。沿光线轴上每一点的信息都将用于决定射线上所有结果的内容。当射线穿过物体时，每点上的不透明度决定了该点上放射光线的强弱。剩下的光线则进入下一层并重复这些过程反射量=(光量)x(不透明度).反射的光线将生成用户可以看到的最后的图像体素的不透明度确定了该点如何得以显示不透明度值为0时，说明该点完全透明，不会显示于视图上-不透明度值为1时，说明该点完全不透明，不会传输光线，所有的光线均被反射，视图上显示为实心点。-位于中间不透明度值的体素显示为半透明HU01002003004007034070340HU010020030040070340HU010020030040070340HU0100200300400ABCD不同阈值VR重建图像重建算法改变为图像重建的数学演算方式，根据被观察组织的不同和诊断要求，在扫描和图像重建时选择不同的过滤函数，使重建图像得到最佳显示，常用的有标准演算法、软组织演算法和骨演算法等。图像重建算法标准算法使图像的密度分辨力和空间分辨力均衡，通常对分辨力没有特殊要求的部位设定，主要用于常规检查，如胸部、腹部和骨盆扫描软组织算法可以突出密度分辨力，主要用于具有相似密度的组织，图像显示柔和平滑，但不能用于非增强扫描肝脏标准算法肝脏软组织算法图像重建算法肺算法该算法突出空间分辨力，便于细节的显示，主要用于肺部病变骨算法这种算法更加突出强调图像空间分辨力，特别适用于骨细节的研究，对内耳、肺组织、骨盆及其他骨骼等部位的观察，选择骨算法比较好标准算法肺算法骨算法CTA分类头颈部动脉CTA肺动脉CTA胸腹部主动脉CTA心脏冠脉CTA肾动脉CTA下肢动脉CTA头颈部动脉CTA扫描范围：主动脉弓至颅定，包全头臂干、左锁骨下及左颈总起始部数据要求：层厚小于1mm，动脉血管内CT值不小于300HU，静脉显影较少重建方式：MPR、CPR、VR头颈部动脉CTA原始图像，重点观察大脑中动脉，其CT值应足够高2D重建对动脉血管CT值要求较低，能够进行准确测量，但是不够直观3D重建观察直观，不能够进行准确测量，容易受到重建阈值的影响，对血管CT值要求较高大脑后动脉大脑中动脉大脑前动脉MPVR---MIPCPR右颈内动脉左颈内动脉椎动脉头部VR重建头部VR重建头部VR图像颈部VR图像肺动脉CTA扫描范围：肺尖→肺低监控层面数据要求：薄层连续数据，层厚小于1mm肺动脉CT值足够高，一般应大于300HU，肺静脉显影浅淡，上腔静脉对比剂伪影较少，主动脉是否显影与注射对比剂量及扫描延迟时间有关，对肺动脉重建影响不大重建方式：VR、MPVR注意：应该根据欲观察的血管直径调整MPVR的厚度及角度MPVR----MIP横轴位冠状位VR3DMIP小的肺动脉栓子必须结合不同角度MPR胸腹主动脉CTA扫描范围监控层面数据要求薄层连续数据，层厚小于1mm观察大血管时血管CT值不小于200HU即可应当保证扫描开启部位及结束部位都有足够高的CT值，尤其是腹主动脉瘤较大时，必要时两次扫描443HU243HU117HU169HU206HU276HU重建方式VR、MPVR3DMIP有助于观察血管壁钙化注意：应该根据欲观察的血管直径调整MPVR的厚度及角度MPVR----MIPVR图像3D—MIP便于观察钙化性斑块冠状动脉CTA扫描范围气管分叉下2cm到心底搭桥患者范围应该包全桥血管↓数据要求薄层连续数据，层厚小于1mm施加心电门控，便于准确扫描及重建冠脉血管CT值要求高，应该不小于300HU图像时间分辨率足够高，冠脉血管无运动伪影无呼吸运动伪影，可以屏气扫描或应用超快速扫描如果要进行心功能分析，应该应用回顾性心电门控扫描重建方式三维重建VR冠脉树二维重建MPR、CPR、MPVR各公司均有重建批处理模板不同模板VR图像不同角度显示左右冠状动脉开口及主干与分支血管情况冠脉树CPR血管轴心线法，自动跟踪血管自由全周旋转曲面重建和内腔图像血管量化分析，可测量直径，面积和狭窄率Lumen（内腔）视图：将所选血管分支沿中轴线“拉直”，以显示任意一点的截面积或平均直经沿血管长轴显示血管全貌，可以进行360°旋转，可以进行狭窄测量准确的狭窄测量应该重建血管横断面多期相重建重建窗宽重建窗位窗宽窗位概念窗宽由时间分辨率决定窗位自由选择任意期相重建冠状动脉CTA75%35%40%55%60%65%70%80%45%50%75%女，54岁，检查时心率61BPM，率齐心功能分析步骤重建多时相图像重建心脏功能位测量收缩期和舒张期心室容积短轴位：在四腔心平面定位，进行批处理，得到短轴位肾动脉CTA扫描范围注意：扫描范围不要太小，有些病例有副肾动脉，发出位置可能较低肾动脉CTA数据要求薄层连续数据，层厚小于1mm肾动脉CT值不小于300HU，可以观察到三到四级分支重建方式VR、MPVR、CPR肾动脉CTAVR及3DMIP肾动脉CTAMPVR肾动脉CTACPR下肢动脉CTA扫描范围注意：扫描范围应该包全肾动脉下肢动脉CTA数据要求薄层连续数据，层厚小于1mm血管CT值足够高，腘动脉CT值不小于300HU重建方式VR、3DMIP、MCVR病变部位放大显示下肢动脉CTAVR及3DMIP下肢动脉CTA下肢动脉CTAMSCT后处理技术在颅脑五官疾病检查中的应用优势显示颅骨、颜面骨骨质微细结构，如听小骨、视神经管、面神经管。显示病变钙化和继发颅骨改变。显示颅腔、眼、耳、鼻、喉的三维、二维结构。MSCT对脑脊液鼻瘘瘘口诊断最具诊断价值。应用范围颅骨、颌面骨骨折肿瘤脑血管病变重建技术1、MIP2、MPR3、CPR4、VR5、CTVE颧弓骨折下颌支骨折右上颌窦囊肿下颌骨囊肿垂体瘤MPR显示压迫鞍底变薄MPR冠位与双侧颈动脉关系MSCT后处理技术在骨关节.脊柱疾病检查中的应