第一章CT诊断学总论

第一章CT总论石河子大学医学院第一附属医院CT&MRI室张林CT成像原理及设备CT检查技术CT的临床应用CT机的发展沿革1895年德国物理学家伦琴发现X射线1917年奥地利数学家J.Radon证明了CT的数学基础1963年A.M.CormAck发明了X线投影数据重建图像1969年G.N.Hounsfield制成第一台头颅CT机1974年由美国工程师Ledley设计了全身CT机1979年Hounsfield和Cormack教授一起获得了诺贝尔医学生理学奖CT机的发展第一代平移-旋转第二代平移-旋转第三代旋转-旋转第四代旋转-静止旋转—固定第五代电子束CT或超快速CT各代CT扫描机特点第一代第二代第三代第四代第五代扫描方式平移-旋转旋转静止扫描时间5min20-60s5-10s5-1s1s检测器数量13-30256-350450-1500张角—5°-10°30°-45°50°-90°30°-45°每次扫描断层数12111主要应用范围脑头部全体心肺动态器官普通CT与螺旋CT扫描模式图普通CT螺旋CT特点：解除电缆束缚速度快，时间小于或等于1秒容积扫描高档螺旋扫描CT，一个层面的扫描时间已缩短到亚秒级(＜1秒)，图像重建时间，在矩阵512×512时，可短到1秒，几乎达到实时成像的水平。螺旋CT是依靠X线管的连续运转和体轴连续移动的组合，它在极短的时间内完成多层数据的收集，从而得到体轴方向的具有良好分辨率的容积扫描图像。CT三维重建技术是滑环CT扫描和计算机三维结构重建两种新技术的高度结合。螺旋CT扫描具有速度快，覆盖面广，无间隙，采集容积数据，便于进行各种方式，各种角度影像重建等优点，很快应用于全身各个系统。螺旋CT的优点扫描速度明显提高，已经达到亚秒级别。能够动态地观察病变的增强特征，提高了诊断率。促进了CT由解剖影像向功能影像方向的发展。如CT脑血流灌注成像。为CT数据的后处理创造了有利条件。多层面重建、立体三维重建、CTA、虚拟内镜技术、容积再现技术。CT成像原理及设备CT的基本原理与普通的X线横断层原理相似。但由于通过电子计算机排除了散射线和重叠影像干扰，并借助人体组织X线吸收系数矩阵可作不定量分析，解决了密度分辨率的问题。其本质是一种X线断层图像，借助于电子计算机来进行成像和数据处理。CT工作原理CT是用高度准直的X线束围绕身体某一部位作一个断面扫描，扫描过程中由检测器记录下大量的衰减信息，再由模数转换器将模拟量转换成数字量，然后输入电子计算机，高速计算出该断面上各点的X线衰减值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将不同的数据用不同的灰阶等级显示，这样横断面上的诸解剖结构就由显示器清晰地显示出来。基本原理示意图X线管球选定扫描对象探测器模/数转换器数/模转换器计算机系统数据采集系统（DAS）显示器、存储设备CT装置示意图有关名词解释1、X线衰减系数（简称υ）υ是表示X线穿透物质时其强度成指数方式衰减的常数。I＝I0e-dI:衰减后的X线强度I0:射入的X线强度:组织的线性吸收系数d:受检组织的厚度2、CT值定义：代表CT图像中每个像素中组织与X线衰减系数相当的对应值。计算公式：某物质的CT值＝K×（U物－U水）/U水单位：亨氏单位（HU）CT值的特点是一个相对值；反映了组织的X线密度；对机体不同组织而言，CT的绝对数值没意义，有意义的是CT值的范围。3、矩阵矩阵是一个数学概念，它表示横成行、纵成列的数字阵列。有两种技术指标来表明矩阵的情况，一是矩阵的大小，如320×320，512×512等，一是矩阵中数字的精度，如10bit、12bit等。4、像素与体素CT的图像实际上是人体某一部位有一定厚度体层的图像。我们将成象体层分成按矩阵排列的若干个小的基本单元，而以一个CT值综合代表每个小单元内的物质密度，这些小的单元称之为体素。同样，一幅图像是有许多按矩阵排列的小的单元组成，这些组成图像的基本单元被称为像素。体素是一个三维概念，而象素是一个二维概念。像素实际上是体素在成象时的表现。Detector（探测器）X－tube（X线球管）各向同性5、窗宽与窗位窗宽是CT图像上显示的CT值范围；在此范围内的组织和病变均以不同的模拟灰度显示，CT值高于此范围的组织和病变，均以白影显示。CT值低于此范围的组织和病变，均以黑影显示。窗位是窗的中心位置，即所显示灰阶的中心；同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括的CT值范围的CT值也有差异。窗宽窗位(HU)脑窗6035骨窗1400600纵膈窗35040肺窗700-600腹窗25040脊柱窗300606、伪影伪影是指在被扫描物体中并不存在的而在图像中却显示出来的各种不同类型的影像。伪影可分为两大类，一类与病人有关，一类与CT性能有关。常见伪影如：运动伪影、硬化伪影、系统伪影等。7、部分容积效应在同一扫描层面内有两种以上不同密度横行走行而又相互重叠的物质时，所测得的CT值不能如实反映其中任何一种物质的CT值。8、周围间隙现象在一个层面内，与层面垂直两个相邻且密度不同的物体，其物体边缘部的CT值不能准确测得，结果在CT图像上，其交界的影像不能清晰分辨。使密度高的物体边缘其CT值变小，密度低的物体其CT值变大。二、CT的基本结构典型的CT设备包括：扫描机架和检查床X线系统数据收集系统计算机和阵列处理机操作台照相机硬盘驱动器及其他外部存储设备扫描部分计算机系统存储设备CT检查技术普通CT扫描动态CT扫描靶CT扫描高分辩率CT扫描实时动态显像CT检查技术平扫（plainscan）不用造影增强或造影的普通扫描。一般都是先作平扫。增强扫描(contrastenhancementscan)经静脉注入水溶性有机碘剂后扫描，增加了密度差，可使病变显影更为清楚。主要有团注法：动脉期，静脉期，平衡期CT造影扫描：在器官或结构引入对比剂，再行扫描。如CTM等高分辩率CT扫描是指在较短时间内，取得良好空间分辨力CT图像的扫描技术，要求CT机固有空间分辨力小于0.5mm，图像重建用高空间分辨算法，有薄层扫描，矩阵用512×512。不是所有的CT机都能做HRCT。CT检查新技术定量CTCT再现技术三维成像多平面重组表面显示三维重组、容积显示三维重组最大强度投影技术仿真内窥镜技术造影剂跟踪技术CT脑血流灌注成像CT的临床应用CT诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。CT临床应用的选择原则遵从救治原则：先抢救后检查，先止血、骨折固定后检查为病人服务的原则掌握禁忌症与适应症实事求是，合理应用知晓何部位何种病首选哪一种检查一般肺疾病：平片、正侧位一般四肢骨折疾病：平片、正侧位、正斜位颅脑外伤：CT腹盆腔实质脏器：超声禁忌症昏迷、烦躁不安休克、大出血等危重病妊娠(胎儿)青少年敏感部位检查CT的限制形态学诊断而非病理学诊断空间分别率低病灶遗漏肠管、胆管等不适合该检查设备昂贵，价差费用高电离辐射、造影剂有一定危险性CT检查前准备带齐相关检查资料碘过敏试验腹部检查需空腹腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡）下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊去除金属物呼吸训练及制动颅脑CT适应证颅内良恶性占位病变脑血管性疾病：梗死、出血、动脉瘤、AVM等颅脑外伤性疾病：脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等感染性疾病：脑脓肿、脑膜炎、病毒性脑炎、结核等脱髓鞘性或变性类疾病：多发性硬化（MS）等先天性畸形、脑积水、代谢性疾病面颈部CT扫描适应症眼眶外伤、异物眼眶肿瘤眼眶、耳部、副鼻窦炎性疾病耳部畸形眼眶、副鼻窦、耳部肿瘤及肿瘤样病变鼻咽、喉部、腺体肿瘤颈部肿瘤及肿瘤样病变甲状腺病变脊柱和四肢CT适应证外伤骨折、脱位、椎管内有无骨折碎片脊柱退行性变和椎管狭窄症椎间盘变性、膨隆、突出、游离炎症性疾病脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、硬膜外脓肿脊柱及四肢关节、软组织肿瘤脊椎及四肢退行性病变先天性畸形胸部CT适应证炎性病变、结节病胸部外伤肺血管病、变异(肺隔离症)肺部肿瘤纵隔肿瘤、囊肿及其与大血管的关系大血管病变各类动脉瘤、腔静脉血栓等心脏及心包肿瘤，心包其他病变胸膜弥漫病变及肿瘤腹部CT适应证主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变肝胆脾胰肾及肾上腺等肿瘤诊断及鉴别诊断胰腺炎诊断程度分析及预后评估感染性疾病腹部外伤胆道及泌尿系结石胃肠道肿瘤侵犯、转移程度评估腹膜后及盆腔CT适应证腹膜后、膀胱、前列腺、子宫及卵巢肿瘤诊断膀胱结石腹膜后纤维化