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1、頭頸部影像檢查技術(shù),頭顱CT檢查技術(shù),1,,提要,CT影像設(shè)備簡述CT設(shè)備主要性能指標(biāo)及相關(guān)基本概念螺旋CT及多排螺旋CTCT新技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用頭顱CT檢查,2,第一節(jié) CT影像設(shè)備簡述,3,CT影像設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)與工作原理流程,CT成像的基本步驟與過程:產(chǎn)生X線→收集數(shù)據(jù)→處理數(shù)據(jù)→顯示圖像,4,CT機(jī)的主要三部分,① 掃描系統(tǒng)(X線管、探測器和掃描架)② 計算機(jī)系統(tǒng)(數(shù)據(jù)儲存、運算等)③ 圖像顯示和存儲、照相系統(tǒng),5,一、
2、掃描系統(tǒng),CT掃描系統(tǒng)的掃描機(jī)架與掃描床 掃描機(jī)架內(nèi)部結(jié)構(gòu),6,掃描系統(tǒng)各部,①掃描機(jī)架:孔徑70cm,傾斜角度±12°~±30°②X線球管:心臟部分。其類型可分為:固定陽極X線球管:主要用于第1、2代CT機(jī)中旋轉(zhuǎn)陽極X線球管:主要用于第3、4代CT機(jī)中,7,金屬球管,8,③探測器:是一種能量轉(zhuǎn)換裝置 主要功能: 接受透過病人檢查部位的X射線 將接收
3、到的X線轉(zhuǎn)換成模擬形式的電子信號 將模擬信號放大 將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(通過A/D轉(zhuǎn)換器),9,計算機(jī)系統(tǒng)及圖像顯示及存儲系統(tǒng),10,二、計算機(jī)系統(tǒng)功能,①主計算機(jī):控制CT整個系統(tǒng)的全部工作。 主要功能: 掃描監(jiān)控,并將CT掃描得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲; CT值的校正; 圖像的重建控制與圖像后處理; CT機(jī)自身故障的診斷與分析。,11,②陣列處理器:本身不能獨立工作,它與主計算機(jī)相連,在其
4、控制下進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)運算以完成CT掃描的龐大數(shù)據(jù)量的處理與運算。,12,三、圖像顯示與存儲系統(tǒng),①CT圖像的顯示: 操作臺上的CRT屏顯示 高性能的工作站上顯示②CT圖像的記錄系統(tǒng): 系統(tǒng)硬盤 外部存儲器:包括磁帶、合式磁帶、光盤、磁光盤、軟盤以及各種照相機(jī)等。,13,第二節(jié) CT設(shè)備主要性能指標(biāo) 及相關(guān)基本概念,14,一、CT影像設(shè)備主要性能指標(biāo),1.X線球管的熱容量與散熱率:熱容量越大,表示可承受的
5、工作電流越大,連續(xù)工作的時間也越長;散熱率越高,說明X線球管的性能越好。,15,2.探測器的數(shù)量 探測器是位于X線球管和計算機(jī)系統(tǒng)之間重要的數(shù)據(jù)檢測部件。一般來說,探測器的數(shù)量越多,采集到的掃描數(shù)據(jù)就越多,可提高X射線的利用率,相應(yīng)的縮短掃描時間和提高圖像的質(zhì)量。,16,3.掃描時間、重建時間和周期時間 ①CT掃描時間是指X線球管以一定的層厚圍繞人體旋轉(zhuǎn)掃描一周(360°)所需要的時間。掃描時間取決于X線球管旋轉(zhuǎn)
6、的速度與能力。掃描時間的縮短可以減少病人的檢查時間,提高單位時間內(nèi)病人的檢查量,還能減少不配合病人的運動偽影等。,17,②重建時間是指計算機(jī)的陣列處理器將CT掃描的原始數(shù)據(jù)重建成圖像所需要的時間。,圖像掃描與重建時間7分鐘 圖像掃描與重建時間<7秒,18,③周期時間:指從CT掃描開始、圖像的重建、直到圖像的顯示這一全過程所需要的時間。④最大連續(xù)掃描時間:指螺旋CT掃描時的X線球管連續(xù)、不間斷曝光時間的長短。該時間的長短不僅
7、與X線球管的熱容量和散熱率因素有關(guān),還與DAS數(shù)據(jù)采集的速度、計算機(jī)的處理能力等因素有關(guān)。目前的多層螺旋CT最大的連續(xù)掃描時間可以超過100秒。,19,4、矩陣:在數(shù)學(xué)上,矩陣是指縱橫排列的二維數(shù)據(jù)表格。在CT上是數(shù)字圖像的格式,矩陣的大小直接決定了CT圖像像素的大小與分辨率。矩陣與像素的關(guān)系:像素(mm)= 掃描野(FOV)mm / 矩陣。早期CT機(jī)的矩陣較小,一般為256×256,320×320等;目前的CT
8、機(jī)的矩陣增加到512×512,1024×1024。,20,5、高對比度分辨力:也稱空間分辨力,是指在CT圖像中可辨認(rèn)的相鄰物體空間幾何尺寸的最小限度,即對影像細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力。(顯示相鄰組織間空間上的差異)表示方法:即每厘米包含多少線對數(shù)(Lp/cm)或毫米線徑(mm)。以往的CT機(jī)的高對比度分辨力一般在10 Lp/cm左右,目前的最先進(jìn)的多層螺旋CT機(jī)分辨力可達(dá)到24 Lp/cm或更高。,21,6、低對比度分辨
9、力:又稱密度分辨力,是指在低對比情況下,圖像中能夠區(qū)分物體密度的微小差別的能力,用百分?jǐn)?shù)(%)表示。影響因素有探測器靈敏度和采集層厚等。(顯示相鄰組織間密度的差異) CT圖像的密度分辨力明顯高于X線圖像,一般比X線圖像高10~20倍,這是CT機(jī)性能的標(biāo)志性優(yōu)點之一。7、時間分辨率:是指影像設(shè)備在單位時間內(nèi)采集圖像的幀數(shù)。該性能指標(biāo)與CT機(jī)對每幀圖像的采集時間、重建時間以及連續(xù)成像的能力有關(guān)。,22,1、CT值:是CT圖像中各種組
10、織與X線吸收系數(shù)(μ值)相當(dāng)?shù)膶?yīng)值,它是從人體組織器官的μ值換算出來的。CT值=ax(μ-μw )/μw,其中μ和μw分別為受檢物和水的吸收系數(shù),a為常數(shù)。一般將人體組織CT值劃分為2000個單位(HU)骨CT值:+1000HU,空氣CT值:-1000HU,水CT值:0。CT值有助于大致判斷組織類型,從而有助于提示疾病的診斷。,二、相關(guān)基本概念,23,2、窗口技術(shù):人體組織的CT值范圍是2000個單位,人體的CT圖像實際上是用2
11、000個灰度值表示的、層次非常豐富,而人眼一般僅能分辨出16個灰度等級。若將2000個灰度等級劃分為16個灰階,則每個灰階所能分辨的CT值為2000/16=125HU,也就是說,當(dāng)相鄰的兩種組織的CT值相差125HU時,人眼才能將兩者區(qū)分出來。為了顯示組織結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和反映準(zhǔn)確的密度差值,就必須使用窗口技術(shù)。,24,窗寬(window width)是指顯示圖像所包含的CT值范圍,在此范圍內(nèi)的組織結(jié)構(gòu)按密度的高低從白到黑分為16個灰度等級進(jìn)
12、行觀察分析。調(diào)節(jié)窗寬主要影響對比度,窗寬大則圖像層次多,組織對比少,反之亦然。 窗位(window level)是指觀察某一組織結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)時,以該組織的CT值為中心進(jìn)行觀察。如腦組織的CT值大約為35HU,則窗位選擇為35HU,窗寬常用100HU。,25,3、體素:體素是體積單位。在CT掃描中,根據(jù)斷層設(shè)置的厚度、矩陣的大小,能被CT掃描的最小體積單位。體素作為體積單位,它有三要素,即長、寬、高。通常CT中體素的長和寬都為1mm
13、,高度或深度則根據(jù)層厚可分別為10、5、3、2、1mm等。(三維概念) 像素:又稱像元,是構(gòu)成CT圖像的最小單位,也是矩陣中的一個小方格。像素是體素在CT圖像上的表現(xiàn)。(二維概念)像素與矩陣的關(guān)系:像素(mm)= 掃描野(FOV)mm / 矩陣。,26,4、重建與重組(reconstruction and reformation) 重建:指原始CT掃描得到的數(shù)據(jù)經(jīng)過計算機(jī)采用特定的算法進(jìn)行處理,最后得到能用于診斷
14、的一幅圖像,這一處理方法或過程稱為重建; 重組:不涉及原始數(shù)據(jù)處理的一種圖像處理方法。如多平面圖像重組、三維圖像處理等。目前CT的三維圖像處理基本都是在橫斷面圖像的基礎(chǔ)上,重新組合或構(gòu)筑形成三維影像。由于重組是使用已形成的橫斷面圖像,因此重組圖像的質(zhì)量與已形成的橫斷面圖像有密切的關(guān)系,尤其是層厚的大小和數(shù)目。一般,掃描的層厚越薄、圖像的數(shù)目越多,重組的效果就越好。,27,5、部分容積效應(yīng):CT圖像上各個像素的數(shù)值代表相應(yīng)單位組織全
15、體的平均CT值,它不能如實反映該單位內(nèi)各種組織本身的CT值。在CT掃描中,凡小于層厚的病變,其CT值受層厚內(nèi)其它組織的影響,所測出的CT值不能代表病變的真正的CT值:如在高密度組織中較小的低密度病灶,其CT值偏高;反之,在低密度組織中的較小的高密度病灶,其CT值偏低,這種現(xiàn)象稱為部分容積效應(yīng)。 采用薄的掃描層面和高矩陣重建或顯示圖像,有助于減少部分容積效應(yīng)的影響。,28,6、周圍間隙現(xiàn)象:相鄰兩個不同密度組織的交界部分如處于同一
16、層面內(nèi),即同一層厚內(nèi)垂直方向同時包含這兩種組織,CT圖像上顯示的這兩種組織的交界處CT值會失真,同時交界處這兩種組織變得模糊不清,這種由于射線衰減吸收差引起的圖像失真和CT值改變,稱為周圍間隙現(xiàn)象。在兩種組織差別較大時,密度高的組織邊緣CT值偏低,而密度低的組織邊緣CT值偏高;當(dāng)密度差別較小的組織相鄰時,因其交界處影像不清,使圖像上的微小密度差別難以辨別。周圍間隙實質(zhì)上也是一種部分容積效應(yīng)。,29,7、偽影:是指在CT成像過程中,所有
17、不同類型的非隨機(jī)性干擾在圖像上的表現(xiàn),即受檢體中根本不存在的組織或病灶的影像。常見的偽影多表現(xiàn)為以下幾種典型類型:條紋、陰影、環(huán)形或弧形、混雜偽影。,30,第三節(jié) 螺旋CT及多排螺旋CT,31,螺旋與非螺旋→質(zhì)變單排螺旋與多排螺旋→量變,32,1.滑環(huán)技術(shù)(質(zhì)變的關(guān)鍵):是螺旋掃描的基礎(chǔ),可以實現(xiàn)X線球管連續(xù)旋轉(zhuǎn)和曝光。它是用一個滑環(huán)和一個碳刷代替了電纜,當(dāng)碳刷沿著滑環(huán)滑動時,則經(jīng)滑環(huán)與碳刷向X線球管供電。由于擺脫了各種電纜的纏繞限制
18、,而且X線發(fā)生器和探測器均安裝在一個滑環(huán)上,因此滑環(huán)可單方向連續(xù)旋轉(zhuǎn)。,33,2.非螺旋CT與螺旋CT掃描方式的比較 螺旋CT的球管、探測器可以單向連續(xù)旋轉(zhuǎn),在連續(xù)掃描的同時,檢查床也單向勻速移動,使得整個掃描的軌跡類似螺旋管,它所采集的數(shù)據(jù)是某一檢查器官或部位連續(xù)的掃描數(shù)據(jù),即容積數(shù)據(jù),因此也稱這種掃描方式為容積掃描。,34,3、螺距(pitch):指X線球管掃描旋轉(zhuǎn)一周檢查床運行的距離與射線束寬度的比值。當(dāng)螺距等于1時,說明
19、掃描旋轉(zhuǎn)一周檢查床移動的距離與X線射線束的寬度相等。一般來說,增加螺距可以提高掃描的速度,縮短掃描的時間,但是圖像的質(zhì)量會有所下降。當(dāng)螺距等于零時與非螺旋CT的掃描相同。,35,4、螺旋CT的優(yōu)缺點優(yōu)點:①連續(xù)掃描,縮短掃描時間,提高掃描效率。②一次掃描檢查的時間明顯縮短,有益于危重病人和不配合病人的檢查。③避免小病灶的遺漏。④減少或避免病人運動形成的偽影。⑤可進(jìn)行任意回顧性重建,沒有層面間隔大小和重建次數(shù)的限制。⑥單位
20、時間內(nèi)掃描速度的提高,使CT增強掃描時對比劑的利用率提高和增強效果改善。,36,不足:①由于掃描時檢查床的運動產(chǎn)生一定的偽影。②噪聲較傳統(tǒng)CT有所增高。③圖像處理的時間較長,并需要計算機(jī)大容量的存儲能力和運算能力。④螺旋CT仍受到最大掃描容積的限制。,37,第四節(jié) CT新技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用,38,1、多平面重建(MPR):指在任意平面對螺旋CT掃描的容積資料進(jìn)行多個平面分層重組,形成冠狀、矢狀、斜面及曲面等任意平面的圖像。多平面重建
21、方法適用于全身各個部位 。,A為盆腔CT掃描的矢狀面重建;B為右肺腫瘤(橫斷面);C為右肺腫瘤矢狀面重建,39,2、三維重建(3D)是將螺旋CT掃描的容積數(shù)據(jù)在工作站3D重建軟件的支持下合成三維圖像,并可進(jìn)行360°實時旋轉(zhuǎn),以便從不同的角度觀察病灶。主要應(yīng)用于顱面部及骨骼系統(tǒng),以觀察顱底骨質(zhì)、頜面部、脊柱小關(guān)節(jié)、復(fù)合關(guān)節(jié)、骨盆等部位的骨折或畸形。,A為SSD重建顯示右面部血管畸形;B為同一病人的右側(cè)面觀,40,3、最大密度投
22、影(MIP):是將經(jīng)線所通過的螺旋CT掃描容積組織或物體中的每個像素的最大強度值進(jìn)行投影,反映的是組織結(jié)構(gòu)密度的差異,故對比度很高。,A為MIP重建顯示左輸尿管下端結(jié)石及梗阻;B為同一病人的3D重建圖像。,41,4、最小密度投影(MinIP):是利用螺旋CT容積數(shù)據(jù)中在視線方向上密度最小的像元值進(jìn)行投影成像的技術(shù)。該技術(shù)方法主要應(yīng)用于氣道的顯示,如氣管支氣管、喉部等,有時也用于肝臟增強后肝內(nèi)擴(kuò)張膽管的顯示。,A為MinIP顯示正常支氣管
23、樹;B 為復(fù)發(fā)性多軟骨炎,顯示氣道狹窄,42,5、表面遮蓋顯示技術(shù)(SSD):將超過預(yù)設(shè)的CT閾值的相鄰像素連接而重組成圖像。該技術(shù)主要應(yīng)用于骨骼系統(tǒng),如顱面部、骨盆和脊柱等解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部位,其空間立體感較強,解剖關(guān)系清晰,有利于病灶的定位。,43,6、CT血管造影(CTA):是指靜脈注射對比劑后,在循環(huán)血液中及靶血管內(nèi)對比劑濃度達(dá)到最高峰的時間內(nèi),進(jìn)行螺旋CT容積掃描,經(jīng)過計算機(jī)軟件最終重建出靶血管數(shù)字化的立體影像。,A為CTA顯示
24、肺靜脈血管與心臟;B為腦血管CTA;C為頸動脈CTA顯示軟斑塊,44,7、CT仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)(CTVE):是螺旋CT容積掃描和計算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它是利用計算機(jī)相應(yīng)的軟件功能,將CT容積掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理,重建出空腔器官表觀立體的圖像,類似纖維內(nèi)窺鏡所見。,A為結(jié)腸CTVE顯示結(jié)腸息肉; B為支氣管CTVE顯示左下肺支氣管閉塞,45,8、MSCT的灌注(CT perfusion):成像技術(shù)也得到進(jìn)一步的發(fā)展和成熟,它是
25、指在CT掃描中,靜脈注射對比劑的同時,對選定的層面進(jìn)行連續(xù)多次掃描,以獲得該層面內(nèi)每一像素的時間-密度曲線( time density curve,TDC),根據(jù)該曲線利用不同的數(shù)學(xué)模型計算出反映組織灌注狀態(tài)的幾個參數(shù),以此來評價組織器官的灌注狀態(tài)。,右下肺癌CT灌注。A為原始灌注圖;B為BV功能彩圖;C為PS功能彩圖,46,9、圖像融合技術(shù)與機(jī)器嫁接技術(shù)的發(fā)展,PET-CT機(jī)及CT圖像與PET圖像融合在肺癌穿刺活檢定向中的應(yīng)用。,47
26、,第五節(jié) 頭顱CT檢查,48,一、顱腦CT檢查的適應(yīng)證,1、顱腦腫瘤:原發(fā)或轉(zhuǎn)移瘤,尤其是多發(fā)腫瘤2、顱腦損傷:各種血腫,尤其是多發(fā)血腫和顱窩血腫的診斷。3、炎癥及寄生蟲。4、腦血管病 缺血性或出血性腦卒中,A-V畸形,蛛網(wǎng)膜下腔出血和腦內(nèi)血腫。5、癥狀性癲癇。6、先天性畸形。7、顱內(nèi)壓增高原因不明者。8、腦白質(zhì)病和顱內(nèi)疾患不明者。9、顱腦以外疾患。,49,CT設(shè)備準(zhǔn)備:1.開機(jī)2.球管加溫3.空氣校準(zhǔn)4.清磁
27、盤等,二、顱腦CT檢查程序,50,患者準(zhǔn)備:①掃描前應(yīng)詳細(xì)詢問病史,復(fù)查病人攜帶有關(guān)影像學(xué)資料和實驗室檢查結(jié)果,以供掃描時定位及診斷時參考。②做CT檢查的病人應(yīng)更衣、換鞋,防止灰塵帶入機(jī)房。③對病人做好耐心的解釋工作,以消除其顧慮和緊張情緒。,51,④認(rèn)真檢查并除去檢查部位的金屬飾物和異物,如發(fā)卡、耳環(huán)等,防止產(chǎn)生偽影。,52,⑤兒童或不合作的病人,可根據(jù)情況給予鎮(zhèn)靜劑或給予麻醉,以減少運動偽影和提高掃描層面的準(zhǔn)確性。,53,常規(guī)
28、掃描步驟,1.輸入患者信息2.擺患者體位3.制定掃描方案4.掃描5.圖像顯示及攝片,54,1.輸入患者信息,208611,王曉燕,F,28,OM,55,2.擺患者體位,56,3.制定掃描方案,57,4.掃描,,,58,5.圖像顯示及攝片,59,小結(jié),CT影像設(shè)備的組成部分及其功能CT設(shè)備主要性能指標(biāo)基本概念了解CT新技術(shù)進(jìn)展與應(yīng)用頭顱CT檢查的適應(yīng)癥及檢查步驟,60,預(yù)習(xí),MRI影像設(shè)備簡述MRI設(shè)備主要性能指標(biāo)及相關(guān)
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