2012计算机体层成像及临床应用_-CT总论

1、v 19171917年奥地利数学家年奥地利数学家RadonRadon得出得出“根据面投影到线并根据面投影到线并重建图像的计算公式。为重建图像的计算公式。为CTCT奠定数学根底。奠定数学根底。v 19631963年美国物理学家年美国物理学家CormackCormack发表文章发表文章“用线积分表用线积分表示一函数的方法及其在放射学上的应用。为示一函数的方法及其在放射学上的应用。为CTCT研研制提出物理设想。制提出物理设想。v 19671967年至年至19701970年英国工程师年英国工程师HounsfieldHounsfield研制成功世研制成功世界上第一台界上第一台CTCT扫描机。扫描机。v

2、19711971年年9 9月首台月首台CTCT机正式投入临床。同年机正式投入临床。同年1010月检查了月检查了第一例病人。第一例病人。19721972年取得了世界上第一张年取得了世界上第一张CTCT照片。照片。v HounsfieldHounsfield和和CormackCormack共同获得共同获得19791979年度诺贝尔生理年度诺贝尔生理和医学奖。和医学奖。 v 计算机体层摄影计算机体层摄影( Computed Tomography )( Computed Tomography )简称简称X X线线CTCT或或CT.CT.1 1、定义定义：利用：利用X X线束对人体选定层面进行扫描，线束

3、对人体选定层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。2 2、过程过程：用：用X X线束穿过人体扫描部位，产生不同程度衰线束穿过人体扫描部位，产生不同程度衰减后，被探测器接收，变成电流信号，再经模数转换减后，被探测器接收，变成电流信号，再经模数转换器变成数字信号进行运算，其结果经数模转换器变成器变成数字信号进行运算，其结果经数模转换器变成电流信号，再用不同的灰阶形式显示出来，形成图像。电流信号，再用不同的灰阶形式显示出来，形成图像。CT 如何工作如何工作?重建重建 & 后处理后处理X线衰减线衰减X线线 发生发生数据获取数据获取层厚层厚 X-ra

4、yX-ray通过准直器穿透物体轴向层面的有通过准直器穿透物体轴向层面的有效厚度效厚度, , 叫叫层厚层厚。它决定体素的高度。它决定体素的高度。体素体素：把层厚分成很小的体积：把层厚分成很小的体积单位称体素。通常长和宽都为单位称体素。通常长和宽都为1mm, 1mm, 与体积相对应。高等于与体积相对应。高等于层厚。层厚。像素像素：体素的大小在：体素的大小在CTCT图像上图像上的表现即为像素。是最小成像的表现即为像素。是最小成像单位。像素越多，图像越清晰单位。像素越多，图像越清晰体素与像素体素与像素在一个矩形面积内，每行和每列的像素按扫描顺在一个矩形面积内，每行和每列的像素按扫描顺序有序排列，形成二

5、维排列的数字方格，即图像序有序排列，形成二维排列的数字方格，即图像矩阵。矩阵。如如256256256256，512512512512。矩阵矩阵35 3639343331 34 33 35 323180 85 9078为该物质的衰减系数；为该物质的衰减系数；为穿过物质后的为穿过物质后的X X射线强度；射线强度； 为射入物质之前的为射入物质之前的X X射线强度；射线强度；为该物质的厚度；为该物质的厚度； I I0 XxoeIIX X线穿过人体时，组织有线穿过人体时，组织有一定吸收，密度越大，吸一定吸收，密度越大，吸收越多，称收越多，称X X线的衰减。线的衰减。空间分辨率空间分辨率在高比照度情况下区

6、分相邻最小物体的能力。在高比照度情况下区分相邻最小物体的能力。又叫高比照度分辨率。又叫高比照度分辨率。决定图像的清晰度。决定图像的清晰度。 低比照度情况下分辨物体微小差异的能力。低比照度情况下分辨物体微小差异的能力。又叫低比照度分辨率。又叫低比照度分辨率。影像因素：清晰度影像因素：清晰度 和和 噪声。噪声。密度分辨率密度分辨率q 机架机架 q 床床 q 高压发生器高压发生器 q 控制台控制台 q 计算机计算机控制台控制台扫描床扫描床机架机架高压发生器高压发生器扫描局部扫描局部计算机系统计算机系统显示存储系统显示存储系统作用：用于接收衰减的作用：用于接收衰减的X线信号线信号材料：早期使用晶体耦合

7、光电倍增管。材料：早期使用晶体耦合光电倍增管。 现在使用闪烁晶体探测器。现在使用闪烁晶体探测器。分类：分类：固体探测器固体探测器 气体气体探测器探测器探测器探测器螺距螺距机架旋转一周检查床运行的距离与射线束宽机架旋转一周检查床运行的距离与射线束宽度的比值。度的比值。 螺距螺距= = 进床距离进床距离 / / 圈圈层厚宽度层厚宽度 常用螺距：常用螺距：螺距大于螺距大于1 1时时, ,覆盖范围大覆盖范围大, ,扫描时间短扫描时间短, ,但图像质量下降但图像质量下降螺距小于螺距小于1 1时时, ,覆盖范围小覆盖范围小, ,扫描时间长扫描时间长, ,但图像质量提高但图像质量提高被重建的相邻两层横断面之

8、间长轴方向的距离被重建的相邻两层横断面之间长轴方向的距离,表示连续影像之间的重叠程度表示连续影像之间的重叠程度。同样扫描范围，重建间隔越小，获得图像越多同样扫描范围，重建间隔越小，获得图像越多。 间隔5 mm 间隔3 mm层厚 10 mm重建间隔重建间隔 间隔 10 mm 无间隙扫描。无间隙扫描。 一次屏息完成扫描。一次屏息完成扫描。 减少局部容积效应。减少局部容积效应。 叠加影像可任意方式重建。叠加影像可任意方式重建。 为为3D3D重建提供高质量的数据。重建提供高质量的数据。螺旋螺旋CTCT的优势的优势 Water 水水Mamma 乳腺乳腺Air 空气空气Bone 骨骨Spleen脾脾Fat

9、脂肪脂肪Pancreas 胰腺胰腺Lung肺肺Kidneys肾肾Adrenal Gland 肾上腺肾上腺Blood血血Heart心脏心脏Liver肝脏肝脏Intestine 肠肠Tumor瘤瘤Bladder膀胱膀胱300060400-100-200-900-1000相关组织的相关组织的CTCT值值(HU)(HU)CT值值+1000-10000窗宽窗宽 窗位窗位灰阶显示灰阶显示CT 窗口技术窗口技术常用窗口参数常用窗口参数由于设备或病人造成的人体中并不存在的影像。由于设备或病人造成的人体中并不存在的影像。 图像伪影图像伪影 运动运动扫描系统误差扫描系统误差 局部容积效应局部容积效应线束硬化线束硬

10、化 金属金属误操作误操作六图像伪影六图像伪影运动伪影运动伪影金属伪影金属伪影局部容积效应局部容积效应5 mm 扫描系统误差扫描系统误差颅骨凹陷性骨折硬膜外血肿硬膜下血肿脑脑挫挫裂裂伤伤脑堵塞脑出血蛛网膜下腔出血蛛网膜下腔出血脑囊虫病脑囊虫病脑膜瘤脑膜瘤转移瘤转移瘤眼眶海绵状血管瘤眼眶海绵状血管瘤眼眶异物眼眶异物鼻窦肿瘤鼻窦肿瘤慢性中耳乳突炎慢性中耳乳突炎喉癌喉癌弥漫性甲状腺肿弥漫性甲状腺肿淋巴结转移淋巴结转移肺结核肺结核肺脓肿肺脓肿大叶性肺炎大叶性肺炎中央型肺癌中央型肺癌周围型肺癌周围型肺癌胸腺瘤胸腺瘤胸腔积液胸腔积液心脏增大心脏增大动动脉脉瘤瘤主主动动脉脉夹夹层层动脉壁钙化动脉壁钙化心心包包积积液液肝癌肝癌肝转移瘤肝转移瘤肝血管瘤肝血管瘤肝包虫囊肿肝包虫囊肿胆囊结石胆囊结石急性胰腺炎急性胰腺炎多囊肾多囊肾肾脏结石伴积水肾脏结石伴积水结