CT三维成像技术与临床应用-授课老师

CT三维成像技术与临床应用授课老师：王田力单位：北京大学第三医院北京大学第三医院放射科王田力写在课前的话CT图像3D重组是对轴位图像的重要补充及扩展，不同方位及空间立体显示病变及病变与周围脏器的关系，对CT诊断病变发挥着重要作用。CT图像重组包括MPR、CPR、SSD、MIP、VRT及VE等。获得优质重组图像影响因素很多，许多因素是可以把控的。根据重组图像显示目的，得到最佳基础轴位图像是后续图像重组的关键。一、CT成像技术概述（一）CT重组技术主要有以下几种常用的技术：多平面重组(multiplanarreconstractions,MPR)曲面重组(Curvedplanarreconstractions,CPR)表面遮盖技术(Surfaceshadeddisplay，SSD）最大密度投影(Maximunintensityprojection,MIP)最小密度投影(Minimunintensityprojection,MinIP)仿真内镜技术(CTVE)容积漫游成像(VR)要获得优质图像需要四要素，包括空间分辨率、密度分辨率、降低噪声和消除伪影（二）CT重组图象的一些基本条件1、一定要容积扫描，也就是我们所说的螺旋CT扫描方式采集图像；2、血管成像对比剂浓度、总量、流量、准确扫描时相；3、所有图像具有相同的重建中心和视野；4、控制运动伪影：呼吸控制、心电/呼吸门控、药物使用；5、薄层图像重建，重建增量≤1，30%-50%最佳，如果重叠50%，图象重建出来的效果是最好的。重组图像算法:高对比算法/低对比算法；6、造影剂使用:高密度（VE显示血管）、水、气体；7、X线辐射剂量与图像质量/病变显示关系。减少心脏运动伪影经常采用心电门控，在心电门控下采集图象，在某一个时相上成像，可以得到清晰的对比度和密度分辨率。良好的基础图象采集以后，做后续三维重建，现在的机器上都有这些快捷键，我们不需不同的后续重建的检查目的不同，所选择成像的这些图象的表现也不同。只按一下快捷键，我们的数据就自动装进去，相应的图像自动把它在显示器上显示出来。二、CT重组技术（一）多平面重组（MPR)/曲面重组（CPR）MPR：将一组横断面图像数据，通过后处理使体素重新排列，根据显示目的，得到的任意方向的单一或一组平面（二维）图像。CPR：是MPR特殊形式，通过人为划线方法，将曲向走行的目的器官显示在同一平面图像上。MPR/CPR：经过数据重组，得到任意方向的二维图像，增加了病变及扫描范围内组织结构的空间分辨率，对于病变定位，显示病变与周围脏器的解剖关系提供更多和更清楚的诊断信息。1、临床应用可以看到实际的病例。这是人体的正中腹部的一个正中矢状面的多平面成像，它可以显示腹主动脉、肠系膜上动脉及腹腔干动脉管径变化、管壁钙化、腹壁血栓及动脉夹层等动脉血管异常。我们再看看这样一个患者，在轴位CT扫描的时候，发现十二指肠这个箭头所指的部位，明显的不规则的增厚。明显的这个肿块，沿着管壁环形生长，整个管壁，厚薄不均匀。管腔，明显的狭窄，后续成像的图象，作为一个多平面成像，做一个多平面成像。从一个斜矢状位上显示十二指肠的表现可以看到这个病变在十二指肠所涉及的部位，涉及的范围，包括病变前缘肠壁都显得毛糙，说明已经突破了整个管壁浆膜层，侵犯周围脂肪层的这样一些征象。这个患者，可能是一个急性的腹痛，上腹部的绞痛。B超，可能提示胆总管的扩张。胆囊内，有这么多的结石。胆总管下端有没有结实，有没有器质性、阻塞性的改变，B超有些时候由于周围的肠系的干扰，对局部的结构显示的并不是很清楚。这时候要求我们做一个CT的扫描，轴位扫描显示在胰头可以看到有一个高密度结节影，胆总管下端腔内靶征的这样一个结节影，可以清楚地显示胆总管下端这样一个结石的征象。这就说明胆总管在另外一个方位上显示了一个基本全程的显示，使它的空间分辨率显示得更高。这样一个扩张胆总管的管壁的结构，也可以清楚的把它展现出来。管腔狭窄扩张的程度也可以明显的提示，另外胆总管和周围组织脏器之间的解剖关系看得更加清楚。如果这是一个胆总管的癌，周围有没有淋巴结转移，在这样多平面重建往往提示的征象就更加的充分，也更加的准确。这是肠系膜及肠系膜淋巴结结核的一个患者，经过治疗经过病理治疗证实的。我们在轴位图象上，可以看到这些小肠扩张的情况，表现的一个肠梗阻的一个征象。在肠系膜的根部，肠系膜的走形的范围内可以看到很多这些轻度强化的结节性的病变。在冠状面重建上，沿着肠系膜走形，除了看到这些扩张的小肠之外，在这些肠系膜血管周围可以看到大大小小这些多发的结节样的病变，可以看到这些淋巴结强化的表现。大家在看到这些图象，一定会提到这样一个疑问。肠系膜淋巴结结核本身就是肝脏坏死，可以看到这些肿大的淋巴结，在增强扫描的时候中间坏死的区域并不大，小的淋巴结，并没发现明显的坏死，鉴别典型的肠系膜淋巴结结核，确实有一定的难度。肠系膜淋巴结结核，典型的征象，中间干酪坏死，周围不规则强化的是一个典型的表现，碰到这种表现，一般我们想到结核性，诊断来讲难度就非常得小。就比较容易想到结核性的，像这样的情况下来讲，诊断确实有一定的难度，最后经过病理治疗，证实它是个肠系膜淋巴结结核。肠系膜淋巴结结核，淋巴结肿大其中一种早期的改变叫炎症型，它可以没有出现明显的干酪坏死，可以表现均匀性的中等或者轻到中等尤其是中等强化的这种表现。2、临床应用多平面重建可以采用高分辨率算法，它可以显示肺内的间质性的病变，也可以显示肺里这些结节样的病变。高分辨率算法它是不受影响的，尤其非常清楚的显示气管和支气管的走行，在一定的角度上可以显示支气管管腔形态的变化。另外，高分辨率算法，对骨结构的细微的结构的显示，它的应用范围就更广泛，可以作为常规重组图像来进行显示。这样一个患者我们可以看到，这个骨骺板没有完全闭合，大家可以看到他的左侧的胫骨的近端，也就是干后端的内侧，可以看到明显不规则的骨质破坏，加上周围不规则的成骨的改变，这是一个典型的骨肉瘤，多平面重建以后，可以看到这个病变不但局限在干骺端，硬化波及到包括它的破坏，已经突破了这些骨骺板，已经侵犯到它的内侧的骨骺。（二）表面阴影显示法（SSD）对扫描范围内体素成像数据设定一阈值，组织CT值在阈值以上按单一密度成像，因此，符合成像条件的组织显示三维立体表面结构像。对SSD图像可以进行体积、角度、尺度和切割编辑，常用于骨骼及血管成像，立体感强。缺点是不能显示成像组织内部结构。临床应用，在早期时候这些图像可以看到非常得清楚，这组图象来讲，实际上我们是用1毫米过去是单层螺旋CT扫描获得图象。由于1毫米图象薄层重建，获得这种图像的立体效果非常得好，这是一个环椎的一个骨折，同时来讲，一个寰枢关节的一个旋转半脱位。在环椎的结节的前正中线和枢椎的正中线出现了前结节的偏移位。这种骨折，它的分离，出现两侧的侧块关节间隙出现裸露，由于它本身出现了旋转半脱位，是两侧的寰枢关节裸露的方向出现的不一致。在这方面来讲，诊断寰枢椎外伤或者寰枢椎半脱位的时候，除了注意它来讲，一般的前后位，左右的一个把脱位，同时还要注意环椎的一个旋转半脱位，在这方面在治疗上，尤其在骨科局部的治疗上，需要治疗的时候注意一些问题。这个第一腰椎压缩性骨折，在正面上使用单螺旋CT机器，很好的采用了扫描方式获得良好的基础图像，一样可以做出这样漂亮的3D图象来。这是一个SSD成像的脑血管的成像，过去的单层螺旋CT的扫描，现在64层的机器，扫描图像是非常得漂亮，这是一个，17岁的一个年轻人，他反复的头痛，做CT扫描的时候我们可以看到这儿有一个明显的动脉管腔，它的CT值在我们动脉早期和周围的动脉是一致的，说明它是一个动脉瘤。周围一圈，勾画出它的动脉瘤的瘤壁，中间，没有明显强化的说明动脉瘤壁内的这样一个血栓，它的能够参与血流的空腔是在中间这部分。在一个向前倾斜的位置上，可以看到右侧的大脑中动脉，出现了明显的囊状改变。最大密度投影（MIP）说法错误的是（）。正确答案：A解析：MIP为三维成像显示方法，CT扫描容积范围内采集数据均参与成像。（三）最大密度投影（MIP）MIP为三维成像显示方法，CT扫描容积范围内采集数据均参与成像，选择显示组织结构取决于给定的窗宽及窗位值。投影方向内密度最大的体素参与成像。优点是分辨率高，能显示细小血管及血管壁钙化，显示密度信息。缺点是高密度成像后面结构遮挡，需旋转图像多角度、多方位观察，显示重叠结构。MIP图像在临床上更多的是显示血管，这是一个右肺动脉，右肺静脉的血管成像，把前半部分给它切掉了，这是左肺的左肺动脉弓、左上肺静脉、左下肺静脉的一个血管图像，这是一定厚度的一个MIP图象。这个腹主动脉动脉瘤我们可以看到肠系膜上动脉周围的钙化，髂总动脉分支处的这些钙化显示得非常的清楚。（四）容积再现三维成像（VRT）在规定的成像CT值范围内进行三维立体成像，可调整图像亮度及透过度，并可将图像标示色彩（伪彩）。根据不同成像组织CT值范围，形成不同器官的组合立体图像。VRT图像更具有立体感。这个肋骨成像，显示的立体感，似乎更强。我们可以看到这有两条肋骨之间，联合在一起，我们管这种的情况叫做先天性的肋骨发育变异，也叫肋骨桥。这种肋骨如果出现了侵蚀、破坏、形态改变包括骨折，在轴位图像上容易忽略掉的征象。在这种三维成像上，往往可以清楚地把它表现出来。所以在这方面很好的利用这三维后处理的这些软件，对我们轴位图象的一些征象进一步的显示，它的意义是非常大。这是一个骨盆多发性的骨折，包括右侧底下关节的部分半脱位，髂骨翼的骨折，坐骨的骨折，耻骨上下支的骨折，整个骨盆是变形的，这个图象大家可以看到，图象清晰度还是不错的，对比度也非常得好。这个是16层机器所做的图象。在骨骼上，这样双膝关节的解剖立体感，由于我们本身的胶片打出的图像，它是属于灰阶图象，所以这样彩色图象，灰阶胶片往往不太容易接受。如果我们把它变成VRT图象的一个灰阶图象，黑白图象为主，打在胶片上显示的就非常得漂亮，像这样一个膝关节外侧平台的一个纵形的骨折，劈裂形的骨折。髋关节髋臼的外侧纯的一个撕脱性的骨折，这个骨片实际上是从骨扇层的上面这部分掉下来的。是表现了一个明显的撕脱性的骨折，这个骨片应该是镶嵌在上面去的。VR显示的血管那就更有独到之处，在彩色图象上，我们可以看到这是64层图象，64排CT采集的图象，可以看到双侧的颈内动脉，颈内动脉局限性的狭窄，这样狭窄的段显示得非常清楚。现在脑的缺血性的一些疾病的CT扫描，血管成像和增强扫描，往往从颈总动脉，它的分叉就是颈内外动脉分叉度开始采集数据，大范围成像。VR图象我们可以看到这是腹腔的正常的血管的显示，两侧的肾脏用色调相对比较浅，腹的腹主动脉、两侧髂总，髂内髂外这是正常的一个血管。像这样一个图象可以看到腹主动脉不规则的狭窄，还有不规则扩张，髂总，右侧的髂总动脉瘤的形成，还有腹壁上这些个发白的，这些个腹壁的我们可以看到这些钙化斑块，显示得非常清楚。像这样一个VR图像，这是个灰阶VR图像，左侧的我们可以看到肾动脉的它的近端，除了大的一个钙化斑块之外，它的血管明显的偏心性的狭窄。（五）CT的仿真内镜（CTVE）CTVE是利用CT采集容积数据，三维重组利用人工模拟光显示管腔内壁结构的成像方法，一般采用表面阴影显示法或容积再现法，取得内窥镜直视效果。对支气管狭窄、胃腔及结肠小的隆起性病的检诊，发挥重要的作用。这样一个患者，左肺动脉主干腔内出现一个充盈缺损，左肺上叶，出现一个完全肺不张。我们在多平面重建冠状多平面重建的时候，发现左主支气管，这儿有一个乳头状的一个半圆性的结节影，整个阻塞的左侧支气管。而且左主支气管，由于结节的存在，似乎好像相对的管径增大一样。但是我们在仿真内镜的时候，左主支气管这个表面的结节，表面是凹凸不平的，呈不规则的分页状。跟一般的腺瘤在鉴别诊断上，原来我们最初考虑，这会不会发生的左肺支气管的上皮的一个良性的腺瘤性的病变。但是仿真内镜可以看到，这个结节表面呈分页状不规则性，所以高度考虑它还是一个癌症，这是一个左肺中心型的一个肺癌，是一个鳞状细胞癌。我们看看胃腔的检查。我们在一个充气的胃腔上显示，胃小弯的后