医药CT诊断学总论

计算机体层成像

(ComputedTomography,简称CT)

CT发展史CT设备及成像原理CT图象特点CT检查技术CT图像的分析与诊断CT的临床应用第1页/共35页第一页，共36页。CT发展史

CT是现代航天技术、电子技术、计算机技术和数学相结合的产物，为临床提供了一个崭新的无创伤、无痛苦的影象诊断手段。

第2页/共35页第二页，共36页。

1917年由澳大利亚数学家Radon证明了CT的数学基础，即任何物体可以从它的投影无限集合来重建其图象。1963年由美国科学家Cormack发明了用X线投影数据重建图象。1969年由英国工程师Hounsfield基于这些理论制成了第一台头颅CT机。1974年由美国工程师Ledley设计出了全身CT机。

1979年Hounsfield和Cormack教授一起获得了诺贝尔医学生理学奖。

分辨率

CT发展史第3页/共35页第三页，共36页。CT设备CT机基本结构

1、扫描装置：由X线管（发射X线），探测器（接收X线）及准直器（位于X线管前方，它调节X线束的宽度）组成。2、计算机系统：是CT机的神经中枢和心脏。担负操纵整个扫描过程，处理和运算扫描数据，进行图像的重建和显示等重要工作。3、外围设备：包括显示终端（扫描图像的显示终端和显示各种程序文件、指令等文字材料的计算机终端）和资料存储设备（磁盘机、磁带机和软盘机等）两大类。第4页/共35页第四页，共36页。CT成像原理

CT基本原理为X线管发出的X线束（高度准直）对人体检查部位一定厚度的层面进行断面扫描，由探测器接收、测定透过该层面的X线量，然后经放大并转换为电子流，再经模/数转换器（A/D）转换成数字，输入计算机储存和计算，得到该层面各单位容积（体素）的X线吸收值，后经数/模转换器（D/A）在阴极射线管影屏上转成CT图像。临床上将此图像再摄于胶片上或用其他的介质存储。因此，CT图像是计算机计算出的图像。第5页/共35页第五页，共36页。CT的进展

CT机沿用至今，无论从技术设计，硬件结构和软件功能等方面均有很大的进展。机械运动方式：平移-旋转→旋转-旋转→滑环运转（螺旋）。

机型的发展：头颅CT机（几分钟/层）→全身CT机（几秒/层）→螺旋CT机、电子束CT机（16层以上/秒）。

CT扫描方式的进展：间隔层面式扫描和采样（普通CT）→连续容积式扫描和采样（SCT.EBCT）。

第6页/共35页第六页，共36页。CT的进展CT检查技术的进展：平扫，增强→动态增强→双期或多期增强，后处理重建。

学科发展：单纯CT诊断→CT诊断+CT介入。形成如下优势：1、提高了扫描速度；2、提高病变密度测量；3、提高了病变发现率；4、可能减少造影剂用量；5、在造影剂最高时成像；6、层厚、间隔重建可变；7、可行多层面及三维重建。

第7页/共35页第七页，共36页。CT成像的优越性传统X线影像是把具有三维的立体解剖结构摄成二维的平面图像，影像互相重叠，密度分辨率不高。CT克服了这些缺点，它具有以下优点：1、CT图像能显示真正的断面图像；无组织结构重叠，解剖关系明确。2、CT图象清晰，密度分辨率高；照射范围局限，X线散射小，可显示X线照片无法显示的器官和病变。因此病变检出率和诊断准确性高。3、检查方便、迅速而安全，无创伤，无痛苦。

第8页/共35页第八页，共36页。第9页/共35页第九页，共36页。CT图象特点CT图像

1、CT图像在显示屏上用由黑到白的不同灰阶度表示，黑表示低吸收区，即低密度区，如脑室；白表示高吸收区，即高密度区，如颅骨。这与X线照片图像一致。2、CT的密度分辨力高，人体软组织的密度差别很小时，也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以CT能更好的显示由软组织构成的器官，如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰、脾、肾及盆腔器官等。第10页/共35页第十页，共36页。CT图象特点二CT值

X线图像可反映正常与病变组织的密度，如高密度和低密度，但没有量的概念。CT图像不仅以不同灰度显示其密度的高低，而且还可依组织对X线的吸收系数说明其密度高低的程度，具有一个量的概念。CT值代表X线穿过组织被吸收后的衰减值。每种物质的CT值等于该物质的衰减相比之后乘以1000即：某物质CT值=1000×（u—u水）/u水第11页/共35页第十一页，共36页。CT图象特点

其单位名称为HU（HounsfieldUnit）。人体组织的CT值范围从空气的-1000HU到骨皮质+1000HU，共有2000个CT值。空气的CT值最低为-1000HU；脂肪的CT值为-50~-100；水的CT值为0（±10）HU；软组织的CT值为20~50HU；骨皮质的CT值最高，为1000HU。

第12页/共35页第十二页，共36页。第13页/共35页第十三页，共36页。CT图象特点窗宽（WW）与窗位（WL）

人体组织在CT上表现出2000个不同的灰度，层次甚多，人眼不能分辨出如此微小的灰度差别，一般只能分辨出16个灰度。当两种组织的CT值相差125HU以上（2000/16=125）以上时，人眼才能分辨出来。而人体软组织的CT值多数+20~+70HU之间，相差不足125HU。为了提高组织结构细节的显示，使CT值差别小的组织能分辨，CT机在设计上引入了窗宽与窗位进行调整，称为窗口技术。第14页/共35页第十四页，共36页。CT图象特点窗宽

是指CT图像上所包含的CT值范围。在此CT值范围内的组织结构按其密度高低从白到黑分为16个灰阶供观察对比。例如：窗宽选定为80HU，则其CT值的差别在5HU（80/16=5）以上即可分辨出来。因此窗宽的宽窄直接影响到图像的对比度和清晰度。窗位或称窗中心

由于不同组织的CT值不同，要想观察它的细微结构，最好以该组织的CT值为窗位。窗位是指窗宽上下限的平均数。

第15页/共35页第十五页，共36页。不同窗宽、窗位的CT图象

WW1000WL-650WW500WL35第16页/共35页第十六页，共36页。CT图象特点四部分容积效应及周围间隙现象

在同一扫描层内含有两种以上不同密度的物质时，图像的CT值则是这些物质的CT值的平均数，它不能如实地反应其中任何一种物质的CT值，这种物理现象称为部分容积效应。同一病灶，依所在器官（周围背景）不同，所测定的CT值有所变化，这种现象称为称为周围间隙现象。第17页/共35页第十七页，共36页。CT图象特点五空间分辨率和密度分辨率

CT的分辨率分空间分辨率和密度分辨率，是判断CT性能和说明图像质量的两个指标。

空间分辨率是指对物体结构大小（几何尺寸）的鉴别能力，通常用每厘米内的线对数（LP/cm）或用可辨别最小物体的直经（mm）来表示，它与构成图像的像数有关，像数小而多，则空间分辨率就大，图像细致清楚。第18页/共35页第十八页，共36页。CT图象特点2密度分辨率

表示CT设备对密度差别的分辨能力，以%表示。如果CT的密度分辨率为0.5%，则表示两种物质的密度差别等于或大于0.5%时，即可分辨出来，而密度差小于0.5%时，则CT图像上无法鉴别出来。密度分辨率与每个系统容积所得到的光子数有关，光子数越多，密度分辨率越高。CT的密度分辨率远远高于X线照片。第19页/共35页第十九页，共36页。CT图象特点六图像伪影

CT图像上可出现各种各样的伪影，应当认识，以免造成误诊或解释上的困难。伪影出现的常见原因及表现：（1）

病人运动或扫描器官自身的运动影，常表现为高低密度相伴行的条状伪影；（2）两种邻近结构密度相差悬殊的部位，如骨嵴、钙化、空气或金属异物与软组织邻近处，常表现为星芒状或放射状伪影；（3）CT机故障，表现为环形或同心圆伪影。第20页/共35页第二十页，共36页。CT检查技术

一普通CT扫描

1

、平扫是指不使用任何造影剂的CT扫描方法。包括连续扫描、间隔扫描、重叠扫描、薄层扫描（层厚小于0.5cm）、靶扫描等。一般层厚为1.0cm，尽量不使用间隔扫描。2、增强扫描是经血管内注入水溶性含碘造影剂后再进行扫描的检查方法。目的是提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变；通过病变有无强化和强化类型，对病变组织性质做出判断。第21页/共35页第二十一页，共36页。CT检查技术

注入方法有多种。常用的造影剂有离子型（60%~76%泛影葡胺）和非离子型（Ultravist、Omnipaque等）;前者价廉，有一些副反应；后者无明显副反应，但价格较贵。剂量约50~100毫升(1.5-2.0ml/kg).3、造影扫描是在对某一器官或结构进行造影后再行扫描的方法。常用的方法有：脊髓造影CT、脑池造影CT、胆囊造影CT、膝关节造影CT等。第22页/共35页第二十二页，共36页。平扫增强第23页/共35页第二十三页，共36页。CT检查技术

二高分辨力CT扫描

高分辨力CT（HRCT）是指在较短时间内，取得良好空间分辨力CT图象的扫描技术。对CT机有如下要求：1、

固有空间分辨力小于0.5mm；2、图象重建用高空间分辨力算法；3、薄层扫描，层厚为1~1.5mm；4、

矩阵用512×512。HRCT可清楚显示微小的结构及密度差大的组织如肺间质、听骨链等，明显优于普通CT。第24页/共35页第二十四页，共36页。CT检查技术

三CT的新技术

1、多层面重建技术及曲面重建技术2、多层面容积重建技术：包括最大强度投影，最小强度投影和平均强度投影；3、表面覆盖法重建技术（SSD）；4、仿真内窥镜技术（CTVE）；5、容积重建术。1属二维重建技术，2~5属三维重建技术。第25页/共35页第二十五页，共36页。SCT三维重建第26页/共35页第二十六页，共36页。听骨链仿真内镜第27页/共35页第二十七页，共36页。SCT血管造影（CTA）第28页/共35页第二十八页，共36页。第29页/共35页第二十九页，共36页。CT图像分析与诊断

1、了解扫描的技术与方法；

2、窗口技术；

3、仔细观察每一幅图像，然后通过思维而构成某一器官或结构的立体图像；4、以形态和密度两方面分析每一器官。形态方面主要观察器官的大小、形态、轮廓。密度方面要观察有无一致性或局限性密度增高或减低。病灶密度低于所在器官或结构，称低密度灶；病灶密度高于所在器官或结构，称高密度灶；病灶密度与所在器官或结构相等，称等密度灶；第30页/共35页第三十页，共36页。CT图像分析与诊断若病灶兼有高、低、等密度，称为混杂密度灶。

5、对于增强扫描，要与平扫图像对比观察，分析病灶有无强化、强化程度及强化形式，以利于定性诊断；6、全面而细致的观察，辨别正常或异常；发现异常时，经过分析，以影像表现为基础提出初步的病理改变，有时需要提出几个可能；7、结合临床资料，综合分析，以期得出比较正确的诊断。第31页/共35页第三十一页，共36页。CT诊断的临床应用

原则：掌握优势，合理应用。1、中枢神经系统疾病的CT诊断价值较高，应用普遍。2、头颈部疾病的CT诊断也很有价值，应用较普遍。3、胸部疾病的CT诊断，随着高分辨率CT的应用，日益显示出它的优越性。4、

心脏及大血管CT诊断价值的大小取决于CT装置。多层螺旋CT及电子束CT有独到之处。

第32页/共35页第三十二页，共36页。CT诊断的临床应用5

、

腹部及盆腔疾病的CT检查，应用日益广泛。螺旋CT对急腹症检查既快捷、无痛苦，敏感性又高。