多层螺旋CT进展及临床应用

1、多层螺旋ct进展及临床应用 山西医科大学临床技能实训中心山西医科大学临床技能实训中心 一、一、 ct机发展简史机发展简史 二、多层螺旋二、多层螺旋ct主要技术特点主要技术特点 三、多层螺旋三、多层螺旋ct临床应用临床应用 四、多层四、多层ct机的优越性和局限性机的优越性和局限性 一、一、 ct机发展简史机发展简史 1971年英国年英国emi公司公司hounsfield工程师工程师 研制成功第一台头部研制成功第一台头部ct扫描机；扫描机； 1975年第一台全身年第一台全身ct机问世；机问世； 1985年，年，ct机扫描采用滑环技术来实现机扫描采用滑环技术来实现 旋转部分和静止部分的馈电及信号传递

2、；旋转部分和静止部分的馈电及信号传递； 1988年，在滑环技术日益成熟的基础上，年，在滑环技术日益成熟的基础上， 研发成功螺旋研发成功螺旋ct； 1992年，推出双层探测器的年，推出双层探测器的ct机机 1998年，年，4层螺旋层螺旋ct问世问世 2000年，年，8层螺旋层螺旋ct问世问世 2001年，年，16层螺旋层螺旋ct问世问世 2003年，年，32层螺旋层螺旋ct问世问世 2004年，年，64层螺旋层螺旋ct问世问世 一、一、 ct机发展简史机发展简史 二、多层螺旋二、多层螺旋ct主要技术特点主要技术特点 三、多层螺旋三、多层螺旋ct临床应用临床应用 四、多层四、多层ct机的优越性和局

3、限性机的优越性和局限性 二、多层螺旋二、多层螺旋ct主要技术特点主要技术特点 1、多排探测器系统：、多排探测器系统： 多层螺旋多层螺旋ct与单层螺旋与单层螺旋ct最根本最根本 的差异在于探测器的数量及排列方式。的差异在于探测器的数量及排列方式。 多层螺旋多层螺旋ct沿长轴方向有多排探测器，沿长轴方向有多排探测器， 成千上万探测器沿长轴和水平方向呈二维成千上万探测器沿长轴和水平方向呈二维 排列，与多个数据采集系统相连，从而可排列，与多个数据采集系统相连，从而可 以选择不同的层厚。目前多项新技术的发以选择不同的层厚。目前多项新技术的发 展成功解决了光电二极管物理空间排列的展成功解决了光电二极管物理

4、空间排列的 问题，使问题，使64层甚至更多层层甚至更多层ct技术的发展成技术的发展成 为可能。为可能。 2、重建及后处理系统、重建及后处理系统 多层螺旋多层螺旋ct采用了锥形束重建算法，减采用了锥形束重建算法，减 少了伪影，提高了少了伪影，提高了z轴分辨率和采集速度。轴分辨率和采集速度。 特别是多排特别是多排ct专用的锥形束伪影消除软件专用的锥形束伪影消除软件 可明显去处图象边缘模糊效应。可明显去处图象边缘模糊效应。 后处理技术包括最大密度投影法、表面后处理技术包括最大密度投影法、表面 遮盖法、容积再现法、多平面重建及透明遮盖法、容积再现法、多平面重建及透明 技术等。技术等。 一、一、 ct机

5、发展简史机发展简史 二、多层螺旋二、多层螺旋ct主要技术特点主要技术特点 三、多层螺旋三、多层螺旋ct临床应用临床应用 四、多层四、多层ct机的优越性和局限性机的优越性和局限性 三、多层螺旋三、多层螺旋ct临床应用临床应用 （一）（一）msct在心脏及冠脉血管成像方在心脏及冠脉血管成像方 面的应用面的应用 多层螺旋多层螺旋ct技术体现在心脏和冠状动技术体现在心脏和冠状动 脉检查中的优势：脉检查中的优势： 薄层采集、快速采集薄层采集、快速采集 各向同向体素采集，从而采集的数据可各向同向体素采集，从而采集的数据可 用于各种复杂的重组处理。用于各种复杂的重组处理。 无创性无创性 1、高分辨率的形态学

6、研究、高分辨率的形态学研究 msct的的2d/3d图象伪影少，可显图象伪影少，可显 示心肌断面及心腔结构，还可显示心示心肌断面及心腔结构，还可显示心 腔内的附壁血栓及肿瘤，亦可用于先腔内的附壁血栓及肿瘤，亦可用于先 天性心脏病复杂畸形的评价。天性心脏病复杂畸形的评价。 原发性肥厚性心肌病，原发性肥厚性心肌病， 左前降支壁冠状动脉左前降支壁冠状动脉 由于由于msct能将有效的单层扫描时能将有效的单层扫描时 间缩短至间缩短至0.25s，甚至，甚至0.125s，在采集，在采集 容积数据后可进行连续成像，几乎可容积数据后可进行连续成像，几乎可 达到心脏实时成像的水平，而不必应达到心脏实时成像的水平，而

7、不必应 用对比剂。所以，应用低剂量射线可用对比剂。所以，应用低剂量射线可 行心脏的行心脏的ct透视检查，这有助于下一透视检查，这有助于下一 步开展步开展ct的心脏介入治疗。的心脏介入治疗。 左室功能衰竭（实时成像）左室功能衰竭（实时成像） 左室功能衰竭（实时成像）左室功能衰竭（实时成像） 2 、心肌灌注成像、心肌灌注成像 msct空间分辨率和时间分辨率均足够空间分辨率和时间分辨率均足够 高，成像范围较大，应用对比剂后行动态高，成像范围较大，应用对比剂后行动态 灌注扫描，通过对心肌、心腔或大血管的灌注扫描，通过对心肌、心腔或大血管的 时间密度曲线分析，可求出单位体积（重时间密度曲线分析，可求出单

8、位体积（重 量）下心肌血流灌注的绝对值。是目前研量）下心肌血流灌注的绝对值。是目前研 究的热门课题和今后究的热门课题和今后ct成像的发展方向之成像的发展方向之 一。一。 3 、心脏容积测量、室壁运动及收缩、心脏容积测量、室壁运动及收缩 功能的评价功能的评价 msct增强扫描可获得高分辨率的心增强扫描可获得高分辨率的心 脏舒张期、收缩期等各心脏时相的图像，脏舒张期、收缩期等各心脏时相的图像， 根据这些数据可算出舒张期、收缩期容根据这些数据可算出舒张期、收缩期容 积，左室射血分数及心脏体积（重量）。积，左室射血分数及心脏体积（重量）。 通过比较心脏舒张期及收缩期图像可评通过比较心脏舒张期及收缩期图

9、像可评 价室壁运动及收缩功能。价室壁运动及收缩功能。 另外对每一心动周期内各个心动时相进另外对每一心动周期内各个心动时相进 行图像排序，可以制成电影用以对室壁运行图像排序，可以制成电影用以对室壁运 动及收缩情况进行评价。但对这些功能指动及收缩情况进行评价。但对这些功能指 标的准确度也需用模型实验进行验证。标的准确度也需用模型实验进行验证。 4、冠状动脉成像的临床应用、冠状动脉成像的临床应用 （1）冠状动脉狭窄的评价）冠状动脉狭窄的评价 容积重建法显示正常冠状动脉容积重建法显示正常冠状动脉 mip及及vr三维成像显示冠状动脉狭窄三维成像显示冠状动脉狭窄 （2）冠状动脉粥样硬化斑块的评价）冠状动脉

10、粥样硬化斑块的评价 msct可以显示冠状动脉主干及期可以显示冠状动脉主干及期 主要分支血管近段的粥样硬化斑块，并且主要分支血管近段的粥样硬化斑块，并且 根据斑块的密度可大致判断斑块的类型根据斑块的密度可大致判断斑块的类型 （例如，软斑块，中间斑块和硬斑块），（例如，软斑块，中间斑块和硬斑块）， 能可靠地鉴别富含脂质的斑块与富含纤维能可靠地鉴别富含脂质的斑块与富含纤维 的斑块，对斑块稳定性的评价有一定帮助。的斑块，对斑块稳定性的评价有一定帮助。 曲面曲面mpr显示软斑块的位置范围及冠显示软斑块的位置范围及冠 脉腔内的情况脉腔内的情况 （3）冠状动脉支架的评价）冠状动脉支架的评价 通过多种图像后处

11、理技术能够较好通过多种图像后处理技术能够较好 地显示冠状动脉支架的位置和形态结地显示冠状动脉支架的位置和形态结 构，可评价支架有无明显变形。另外，构，可评价支架有无明显变形。另外， 在冠状动脉介入治疗术后的病人，支在冠状动脉介入治疗术后的病人，支 架两端的血 管 发 生 狭 窄 较 常 见 ，架两端的血 管 发 生 狭 窄 较 常 见 ， msct对其显示和定量评价具有优良对其显示和定量评价具有优良 价值。价值。 （4）冠状动脉桥血管的评价）冠状动脉桥血管的评价 msct能直观和整体显示桥血管及能直观和整体显示桥血管及 其连接关系。当其连接关系。当ct显示了桥血管全显示了桥血管全 程包括两端吻

12、合口，桥血管腔的密度程包括两端吻合口，桥血管腔的密度 与同层面的升主动脉基本一致，提示与同层面的升主动脉基本一致，提示 桥血管开通。桥血管开通。 冠脉左支搭桥术后，两支桥血管均通畅，但一冠脉左支搭桥术后，两支桥血管均通畅，但一 支桥血管起始段明显变细。支桥血管起始段明显变细。 （5）冠状动脉畸形和变异的评价）冠状动脉畸形和变异的评价 msct对冠状动脉畸形和变异的诊对冠状动脉畸形和变异的诊 断具有优良价值，它可直观显示异常断具有优良价值，它可直观显示异常 起源的冠状动脉与主动脉的连接关系起源的冠状动脉与主动脉的连接关系 及其与心脏各房室结构的关系，对其及其与心脏各房室结构的关系，对其 管腔评价

13、也有优良价值。尤其是对心管腔评价也有优良价值。尤其是对心 肌桥和壁冠状动脉的诊断有很高的价肌桥和壁冠状动脉的诊断有很高的价 值。值。 左前降支壁冠状动脉左前降支壁冠状动脉 壁冠状动脉壁冠状动脉 5、msct在心脏和冠状动脉检查中优在心脏和冠状动脉检查中优 于常规于常规dsa的功能是：的功能是： （1）冠状动脉钙化的检测及冠状动脉钙化）冠状动脉钙化的检测及冠状动脉钙化 积分测量，可用为支架置入和积分测量，可用为支架置入和/或搭桥手术或搭桥手术 的指征；的指征； （2）冠状动脉软斑块的识别，可用为筛选）冠状动脉软斑块的识别，可用为筛选 急性心肌梗死的高危人群；急性心肌梗死的高危人群； （3）心肌灌

14、注成像，可进一步识别缺血心）心肌灌注成像，可进一步识别缺血心 肌的活性；肌的活性； （4）瓣膜的显示，特别是人工瓣膜）瓣膜的显示，特别是人工瓣膜 的显示，可直观观察瓣膜本身，还可的显示，可直观观察瓣膜本身，还可 同期相地观察不止一个瓣膜的功能；同期相地观察不止一个瓣膜的功能； （5）心腔的显示；）心腔的显示； （6）无创性普查与随访。）无创性普查与随访。 需要指出的是：从技术参数与临床需要指出的是：从技术参数与临床 价值的角度讲，目前的多层螺旋价值的角度讲，目前的多层螺旋ct 设备中，仅设备中，仅16层采集的螺旋层采集的螺旋ct设备设备 可以满足冠状成像的要求，可以满足冠状成像的要求，8层及层

15、及8层层 以下采集的螺旋以下采集的螺旋ct用于心脏，特别用于心脏，特别 是冠状动脉成像时，将会受到采集层是冠状动脉成像时，将会受到采集层 厚，采集速度，各向异性体导采集等厚，采集速度，各向异性体导采集等 因素的限制。因素的限制。 （二）（二）msct血管成像临床应用：血管成像临床应用： 在在ct问世至今问世至今30年中的前年中的前25年（年（1999 年之前），血管系统的显示几乎是年之前），血管系统的显示几乎是ct设设 备的盲区，尽管二十世纪八十年代后期开备的盲区，尽管二十世纪八十年代后期开 发了单层螺旋发了单层螺旋ct，改变了传统的横断层，改变了传统的横断层 面采集方式以后这一状况略有改变，

16、面采集方式以后这一状况略有改变，1998 年在年在rsna首次提出，之后迅速普及的多首次提出，之后迅速普及的多 层螺旋层螺旋ct使使cta从一个相对的盲区一跃从一个相对的盲区一跃 而成为而成为ct设备的最主要的优势功能之一。设备的最主要的优势功能之一。 1 、颈、颈-颅动脉颅动脉 从扫描范围上，从扫描范围上，msct可一次完可一次完 成从主动脉弓到头部的扫描，完整成从主动脉弓到头部的扫描，完整 地显示颈动脉、椎动脉和颅内动脉。地显示颈动脉、椎动脉和颅内动脉。 右甲状腺腺瘤，右侧颈总动脉受推移右甲状腺腺瘤，右侧颈总动脉受推移 2、 肺动脉肺动脉 主要用于肺动脉栓塞的临床诊断，主要用于肺动脉栓塞的

17、临床诊断， msct的高分辨扫描可清楚显示肺动脉的高分辨扫描可清楚显示肺动脉 主干、叶和段的扫支，确定血栓的部位主干、叶和段的扫支，确定血栓的部位 及形态，而且可以显示部分亚段的部位及形态，而且可以显示部分亚段的部位 及形态，而且可以显示部分亚段以下分及形态，而且可以显示部分亚段以下分 支受累的情况。支受累的情况。 正常肺血管正常肺血管mip成像成像 容积重建法显示正常肺血管容积重建法显示正常肺血管 动态显示肺血管动态显示肺血管 肺动脉内血栓肺动脉内血栓 3、 主动脉和肢体动脉主动脉和肢体动脉cta msct一次成像最大覆盖范一次成像最大覆盖范 围可达成围可达成1.55米，在一般身高米，在一般

18、身高 的体型下，可显示自主动脉弓的体型下，可显示自主动脉弓 上方平面至下肢足底的全程血上方平面至下肢足底的全程血 管，为临床检查带来了极大的管，为临床检查带来了极大的 方便。方便。 大范围大范围cta 胫腓骨骨折，三维动态显示下肢血管胫腓骨骨折，三维动态显示下肢血管 主动脉夹层主动脉夹层 主动脉夹层容积重建显示主动脉夹层容积重建显示 4 肾动脉肾动脉 5肝脏血管肝脏血管 6 肠系膜血管成像肠系膜血管成像 7 颅内血管颅内血管 正常肾动脉正常肾动脉 肾动脉畸形肾动脉畸形 腹主动脉瘤腹主动脉瘤 肺动静脉畸形肺动静脉畸形 脑膜瘤供血动脉脑膜瘤供血动脉 颅内动脉瘤颅内动脉瘤 动态显示右侧大脑中动脉动脉

19、瘤动态显示右侧大脑中动脉动脉瘤 （三）（三）msct灌注成像及仿真内窥镜灌注成像及仿真内窥镜 技术技术 1 、灌注成像、灌注成像 所谓所谓ct灌注成像是指在静脉注射对比剂灌注成像是指在静脉注射对比剂 的同时，对选定层面行同层动态扫描，以的同时，对选定层面行同层动态扫描，以 获得该层面内每一像素的时间获得该层面内每一像素的时间-密度曲线，密度曲线， 根据该曲线利用不同的数学模型计算出组根据该曲线利用不同的数学模型计算出组 织血流灌注的各项参数，以此评价组织器织血流灌注的各项参数，以此评价组织器 官的灌注状态。官的灌注状态。 主要临床应用：主要临床应用： （1）脑组织的血流灌注应用：主要用）脑组织

20、的血流灌注应用：主要用 于脑缺血性疾病及脑肿瘤疾病。于脑缺血性疾病及脑肿瘤疾病。 （2）胸部脏器中的应用：除心肌灌注）胸部脏器中的应用：除心肌灌注 外，主要针对肺部肿瘤的研究，通过外，主要针对肺部肿瘤的研究，通过 灌注检查有助于肿瘤性质的鉴别诊断。灌注检查有助于肿瘤性质的鉴别诊断。 （3）腹部实质脏器及肿瘤中的应用。）腹部实质脏器及肿瘤中的应用。 2 、仿真内窥镜技术、仿真内窥镜技术 1994年年vining等首次报道了等首次报道了ct仿真内窥镜仿真内窥镜 成像技术的临床应用，随后该技术逐渐被推成像技术的临床应用，随后该技术逐渐被推 广应用于鼻腔、鼻旁窦、内耳道、喉、气管、广应用于鼻腔、鼻旁窦

21、、内耳道、喉、气管、 支气管、胃肠道、胆道、膀胱等空腔脏器以支气管、胃肠道、胆道、膀胱等空腔脏器以 及仿真血管内窥镜、仿真颅腔镜。近年来由及仿真血管内窥镜、仿真颅腔镜。近年来由 于多层螺旋于多层螺旋ct的应用，大大提高了螺旋的应用，大大提高了螺旋ct 的时间和空间分辨率，进一步改善仿真内窥的时间和空间分辨率，进一步改善仿真内窥 镜的成像质量。镜的成像质量。 仿真结肠镜显示结肠息肉仿真结肠镜显示结肠息肉 ct平扫示结肠息肉平扫示结肠息肉 仿仿 真真 结结 肠肠 镜镜 所所 见见 结肠镜所见结肠镜所见 透明技术显示周围型肺癌透明技术显示周围型肺癌 透明技术显示肺内结节的边缘、体积和形状透明技术显示肺内结节的边缘、体积和形状 （四）普查的应用（四）普查的应用 多层面螺旋多层面螺旋ct已可实现低剂量扫描。已可实现低剂量扫描。 国内、外的研究均已证实，可用国内、外的研究均已证实，可用20-30ma 的条件获得与传统的高的条件获得与传统的高ma条件相同质量条件相同质量 的信息，且可根据需