ct及醫(yī)學影像簡述

1、CT、X線學及醫(yī)學影像簡述,,X線及特性,X線：1895年11月8日，德國物理學家倫琴在做真空管高壓發(fā)電試驗時，發(fā)現(xiàn)了一種肉眼看不見、但具有很強的貫穿本領(lǐng)、能使某些物質(zhì)發(fā)熒光和使膠片感光的新型射線，即X線。X線的四大特性：穿透性、熒光性、感光性、生物效應(yīng)。,X線學與放射學的區(qū)別,放射學特性：①影像增強管（I.I）和明室透視的應(yīng)用；②對比劑的發(fā)展和各種造影檢查的充分開發(fā)；③X線攝影設(shè)備的改良和各種改良的攝影方法；④X線治療發(fā)展為

2、放射治療。X線學不具備以上影像特性，為最原始的X線檢查。,傳統(tǒng)放射學與現(xiàn)代放射學,傳統(tǒng)放射學：二維影像成像包括透視、X線攝影、胃腸道造影、泌尿系造影、鉬靶攝影及已放棄的攝影方法（腦室造影、椎管造影、記波攝影等）?，F(xiàn)代放射學： CR、DR、CT、MRI、DSA，影像顯示、傳輸及儲存數(shù)字化，任意平面成像、三維成像、分子成像、功能成像。,CT發(fā)展史,1972年Housfield發(fā)明第一臺CT機以來，CT機經(jīng)歷了普通CT的分代（共五代），即

3、球管與探測器成扇形圍繞病人形成180°的掃描采取數(shù)據(jù)。有平移/旋轉(zhuǎn)式、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)式、旋轉(zhuǎn)/固定式。1988年，滑環(huán)技術(shù)日益完善和成熟，HelicalCT和SpiralCT即螺旋CT機的臨床應(yīng)用，使球管在機架內(nèi)360°不間斷的旋轉(zhuǎn)，使數(shù)據(jù)采樣迅速發(fā)展。1992年起，探測器由單排發(fā)展至2排。一次掃描產(chǎn)生多幅圖像，既省時又減少偽影。1998年4層CT機出現(xiàn)，2000年8層CT機出現(xiàn)，2002年16層、雙源CT的臨床應(yīng)用

4、，到目前東芝的320層CT及GE的能譜CT的臨床應(yīng)用，使CT的圖象從密度學、形態(tài)學迅速向功能學發(fā)展。,CT的基本原理：利用X線為光源 人體掃描 探測器探測 經(jīng)計算機處理(模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換) 模擬人體的二維或三維影像。CT的基本結(jié)構(gòu)：一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：X線球管、準直器、探查器、濾過器、數(shù)據(jù)測量裝置、機架、掃描床。二、計算機和圖像

5、重建系統(tǒng)：①計算機處理體系和硬件；②軟件。三、圖像顯示、記錄和存儲系統(tǒng)：①圖像顯示系統(tǒng)。②圖像存儲系統(tǒng)。③圖像記錄系統(tǒng)。,CT的基本原理基本及結(jié)構(gòu),,,,,多層螺旋CT：多列探測器排列，掃描時不用常規(guī)的單層或常規(guī)螺旋掃描準直寬度扇形線束，而是采用可調(diào)寬度的錐形線束，根據(jù)擬采集的層厚及層數(shù)選擇錐形線束的寬度，從而實現(xiàn)一次采集可同時獲取多層影像稱為MSCT又稱多排螺旋CT（MDCT）。雙源CT：雙球管掃描進行影像信號采集。能譜CT：紅寶

6、石探測器，數(shù)目500排，多能量成像（一定范圍內(nèi)多級成像），功能成像。,多層螺旋CT,螺距（Pitch）：掃描旋轉(zhuǎn)架旋轉(zhuǎn)一周檢查床運行的距離與床速的比值。d/MS=機架旋轉(zhuǎn)一周床移距離(mm)/實際層厚（準直器寬度×層厚）(mm)，d為機架旋轉(zhuǎn)一周床移距離，S為層厚，M為準直器寬度。,CT的軟件應(yīng)用,多平面重建（MPR）：即容積中產(chǎn)生任意一個體系密度的層面，常用冠狀位重組（建），矢狀位重建，斜面重建的圖像。廣泛地用于頭、胸、

7、腹、骨骼系統(tǒng)的病變，此方法特別受臨床醫(yī)生的歡迎，特別是軸位不易發(fā)現(xiàn)的病變，如膈疝在軸位上不易發(fā)現(xiàn)而在冠、矢狀位顯示清晰。曲面重建（CPR）：一種特殊的MPR。它是將不在同一平面上的迂曲走形器官經(jīng)計算機軟件后處理，數(shù)據(jù)重建獲得沿曲面檢查展開的圖像。常用于骨骼及體內(nèi)血管，氣管、胰腺、腸道等器官的顯示。,最大密度投影（MIP）：采用僅顯示最大密度的數(shù)據(jù)形成的圖像，一般是95%的容積數(shù)據(jù)不顯示，反映的是密度差異，主要用于胸、骨骼及血管的顯示。

8、用此方法可以區(qū)別鈣化與造影劑。最小密度投影（MinIP）：是利用容積 數(shù)據(jù)中在視線方向上密度最小的像元值成像的投影技術(shù)， 把3D的數(shù)據(jù)反映在2D的影像上。主要用于氣道小病變、支氣管樹顯示、肺氣腫等病變。,表面遮蓋法（SSD）：選擇一個CT閾值盡量保存所要顯示結(jié)構(gòu)的密度，減少其它不必要結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)而重組器官的立體圖像，是應(yīng)用最為廣泛三維影像技術(shù)。容積再現(xiàn)（VR）：是較新的3D技術(shù)，最具發(fā)展前途的原子成像模式。重組使用所有的數(shù)據(jù)，可以用不

9、同密度結(jié)構(gòu)以不同的百分比重組，亦可以用不同密度選擇多個不同閾值并加不同顏色顯示。多用于器官的解剖形態(tài)顯示。,透明技術(shù)(Raysum)：通過改變密度數(shù)據(jù)使所顯示結(jié)構(gòu)變?yōu)椤巴该鳌薄４朔椒汕逦@示器官或組織的管壁結(jié)構(gòu)，多用于管道疾病，同時提供臨床介入治療及復(fù)查的變化，但難于顯示器官的密度變。仿真內(nèi)窺鏡（CTVE）：以ＣＴ高分辨掃描為基礎(chǔ)，對圖像信息進行特殊的三維后處理，重建出的圖像效果類似于纖維內(nèi)窺鏡所見 。灌注及功能成像。,1.X線（

10、傳統(tǒng)的X線技術(shù)、CR、DR）；2.CT(電子計算機斷層成像技術(shù));3.MRI(磁共振成像技術(shù))；4.DSA（數(shù)字減影血管造影技術(shù)）；5.US（超聲醫(yī)學影像）；6.核素（γ-相機、ECT：正電子發(fā)射計算機體層技術(shù)、SPECT：單光子發(fā)射計算機體層技術(shù)）；7.PT（CT與核素相組合）。8.醫(yī)用內(nèi)鏡的影像設(shè)備（胃鏡、纖支鏡）,醫(yī)學影像學,醫(yī)學影像設(shè)備發(fā)展史,19世紀：1895年發(fā)現(xiàn)X線、1896年發(fā)現(xiàn)鈾的放射性和X線管；20世

11、紀：10~40年代：1917年發(fā)射超聲成功、10~20年代發(fā)明X線機、1930年發(fā)明增感屏、1932年發(fā)明電子顯微鏡（透射）、1938年旋轉(zhuǎn)陽極X線管、1942年A超、1946年發(fā)現(xiàn)磁共振現(xiàn)象；,50年代：1951年閃爍掃描、1954年熒光增強器、1954年B超、1957年γ相機、1958年纖維胃鏡；60年代：1960年X線TV、1963年六脈沖高壓發(fā)生器及熱成像設(shè)備、1964年介入放射學系統(tǒng)；70年代：1972年X線CT、197

12、4年超聲CT、1975年電子掃描、1978年小型回轉(zhuǎn)加速器、1979年SPECT及PET、70年代末DR、1979年MRI,80年代：1980年DF及DSA、1982年CR/多普勒圖像及PACS、1983年螺旋掃描CT/PT/UFCT/電子內(nèi)鏡及超聲內(nèi)鏡、1985年超導MRI；90年代：CT（多層CT、組合式CT、CT內(nèi)鏡）數(shù)字成像（旋轉(zhuǎn)DSA、DDR、MRI：開放性MR及FMR）核醫(yī)學（微型攝象機、全數(shù)字閃爍、相機、SRS：γ-刀及

13、X-刀）。21世紀初：雙源CT、能譜CT、高場強MRI(3T)。,醫(yī)學影像學和放射學的區(qū)別,從單一的X線源成像拓展為聲源、磁源、放射性核素等多種成像模式；開辟了“橫斷層面”成像方式，并在此基礎(chǔ)上可行進一步的復(fù)雜的三維圖像重組開辟了“介入”性診斷與治療模式，成為臨床醫(yī)學領(lǐng)域微創(chuàng)技術(shù)的先驅(qū)從單純的形態(tài)學信息拓展到功能性信息乃至細胞水平和（或）分子水平的診斷信息，如分支影像學實現(xiàn)了全部信息的數(shù)字化，進而支持數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)化及遠程傳輸,現(xiàn)

14、代醫(yī)學影像顯示人體結(jié)構(gòu)信息的表示方法及特點,X 線影像特點：1. X線片是以密度的高低反映圖像的黑與白；白色——高密度，如骨骼。黑色——低密度，如氣體?；疑械让芏?，如軟組織。2. X線（CR\DR）顯示重疊人體的二維圖像；3.透視檢查可以觀察器官的運動圖像顯示與X線片黑白相反；,,,CT影像特點：,CT是以密度的高低反映圖像的黑與白，高密度——白，低密度——黑；CT任意斷面成像以橫斷圖像為主；任意平面成像；多層次成像

15、，如“骨肉分離”；通過窗寬、窗位調(diào)節(jié)圖像的黑白變化觀察人體不同層次的影像變化（ CT值：是量化密度的高低的灰階影像，它的范圍一般在-1000——+1000）；可以功能成像；多種軟件的應(yīng)用，形成不同技術(shù)影像圖。,,,,,,,磁共振影像特點:,MRI是以信號的強弱、弛豫時間的長短顯示的人體組織器官黑白灰階圖。如T1、T2。T1WI上，脂肪T1短，MR信號強，影像白；腦與肌肉T1居中，影像灰；腦脊液T1長；骨皮質(zhì)含氫量少，MR信號弱，影

16、像黑。在T2WI上，則與T1WI不同，例如腦脊液T2長，MR信號強而呈白影；多參數(shù)成像：T1、T2及質(zhì)子成像；多方位成像；多技術(shù)成像：如脂肪抑制技術(shù)、水抑制技術(shù)、水成像技術(shù)，MR擴散成像、MR灌注成像、MR腦功能性成像、MRS；功能成像；流空效應(yīng)：快速流動的血液因接受不到激發(fā)的信號而使血管腔呈黑影的現(xiàn)象稱為流空現(xiàn)象；,,,,,,DSA的影像特點：,DSA的圖像是數(shù)字化減影圖像，可以顯示血管徑路圖，但缺乏參照標記圖像；DSA的

17、圖像密度分辨率高，圖像中沒有原來的骨與軟組織影，提高了圖像對比質(zhì)量。但如果不熟悉血管解剖，很難識別某一幀圖像上的內(nèi)容；時間分辨率高，能夠?qū)崟r成像，動態(tài)觀察血流，具有功能圖像的特點；透視下與X線片下的黑與白呈反相顯示。,,超聲的影像特點,超聲聲像圖是以回聲的強弱表示組織間阻抗值差別的大小： 白色——強回聲，特強回聲常見于骨骼與氣體； 灰色——中等回聲或低回聲；常見為軟組織回聲； 黑色——無回聲常見為均質(zhì)組

18、織回聲及強反射后方的衰減。實時動態(tài)顯像圖像；檢查方便、經(jīng)濟，人體無損害；任意平面成像。,,,,,核素成像特點,核素：是引入人體的放射性核素（且具有一定穿透力的γ-射線）與體內(nèi)的標記化合物聚集于人體的組織和器官，經(jīng)放射性探測器測定濃度的高低及衰減系數(shù)所顯示的黑白灰階圖；反應(yīng)組織器官的血流灌注、分泌代謝功能變化;解剖結(jié)構(gòu)清晰度較差。,,,,,核素正常骨顯像,,PT成像特點,CT與核素結(jié)合的影像圖像；影像學與功能學的完美結(jié)合。,,