CT诊断学 头颅影像诊断.ppt

南华大学附属第一医院 肖文莲(CT Diagnostics)CT诊断学CT 总 论 (CT General introduction) CT发展简史l1895年Roentgen发现X线l1946年发明了计算机l1969年Hounsfield利用X线与计算机相结合，成 功设计了CT，1972年公诸于世，称为电子计算 机断层扫描（computed tomography,简称CT）l1989年单排螺旋CT应用于临床l尔后，双螺旋、4层、16层、64层、128层、 256层、320层螺旋CT相继应用于临床第一节 CT的基本概念及原理 (basic concept and principle)l l1. CT1. CT值：值：物质的物质的CTCT值反映物质的密度即物质值反映物质的密度即物质 的的CTCT值越高相对于密度越高值越高相对于密度越高 CTCT值的单值的单 位名称为位名称为HuHu（（Hounsfield UnitHounsfield Unit））骨质：1000HU软组织：20-50HU水：0HU脂肪：-50~-70HU空气：-1000HU2.矩阵（Matrix）l是一个数学概念，它表示一个横成行， 纵成列的数学阵列，由两个技术指标来 说明矩阵的情况，一是矩阵的大小为 320× 320，512× 512，1024× 1024等；一 是矩阵中数字的精度。

l在CT中有两种意义的矩阵，一是重建矩 阵，一是显示矩阵 数字矩阵（Digital Matrix）：以数字排列 的矩阵，每个数字是相 应体素的吸收系数（CT 值）经过D/A转换器 将CT值转换成摸拟的灰 度，成为像素，由这些 像素构成CT图像3.象素与体素（Pixel, Voxel）将成像的体层分成按矩阵排列的若干个小的 基本单元，以一个CT值综合代表每个小单元的物 质的密度，这些小单元我们称之为体素一幅CT图像也是按矩阵排列的小单元组成， 这些小单元称之为象素体素＝象素×层厚（即体素是一个三维概念 ，象素是一个二维概念）象素实际上是体素在成像时的表现象素越 小，越可分清图像的细节，分辨率越高象素与矩阵的关系lPixel (象素）＝DFOV(显示野范围） ÷Matrix(矩阵）l当显示野范围不变，矩阵越大，象素面 积越小，图像越清晰，图像的分辩率越 高l矩阵大小不变，减小显示野范围，也能 获得小的象素值，提高图像的空间分辩 率X1 (3) X2 (2)X3 (5)X4 (7)51298 重建概念示意图X1,X2,X3,X4为 体素3，2，5，7为 显示数据5，12，8，9为 原始数据。

4.原始数据(Raw Data)，显示数据 (Display Data)及重建(Reconstruction)X线人体X线衰减探测器A/D转换原始数据重建 （AP）显示数据D/A图象CT的工作原理螺旋CT:l球管旋转与连续动床同时进行，使扫描的轨 迹呈螺旋状，扫描是连续的，没有扫描间隔 时间，故称容积扫描l优势：扫描时间短（一周/0.5s)；扫描层厚薄（0.5mm），X、Y、Z轴各相同性扫描覆盖范围长（可达1.5m),连续扫描时间 可达100s以上；三维重建效果好Comparison of conventional CT with spiral CT螺旋螺旋CTCT：：X X线球管连续旋转并进行连续扫线球管连续旋转并进行连续扫 描，扫描的轨迹呈螺旋状描，扫描的轨迹呈螺旋状Comparison of conventional CT with spiral CTConventional CTSpiral CT图像后处理技术l多平面重建（multi-planner reformatting, MPR ），包括曲面重建（CPR）l再现技术（rendering technic)：即表面再现（ surface rendering)、最大强度投影（MIP）和 容积再现（volume rendering)。

主要用于骨骼的显示和CT血管造影(CTA)l仿真内窥镜显示技术（virtual endoscopy, VR)Bone window displays atlanto-axial articulation and odontoid processMPRC5 comminuted fracture and replacement of the piecesMPRCPR displays the thoracic aorta3D-SSDDisplay the surface outline and the bony anatomic marker of skull Image of inner ear （transparent technique ）4D-angio4D image: Styloid process4D image: Styloid process4D-angio displays cervical metastasis of lymph node pushing the vessels Variation of vessel:The right hepatic A originating from superior mesenteric AVE: Small Carcinoma of left vocal cordThe same patient: CT virtual endoscopy电子束（electro-beam）CT：又称超高速CT (ultrafast CT)，可行容积扫 描、血流检查（血管造影）和电影检查。

第二节 影响CT图像的因素 1 1. .窗宽、窗位窗宽、窗位(window width, window level(window width, window level））2.2.伪影伪影( Artifact)( Artifact) 3.3.部分容积效应部分容积效应(partial volume effect)(partial volume effect)和和周围间隙现象周围间隙现象(peripheral space phenomenon)(peripheral space phenomenon) 4 4.CT.CT的分辨率的分辨率(resolution)(resolution) 是指显示图像时所选用的CT值的范围， 在此范围内的组织结构按密度高低从白到 黑分为16个等级（灰阶）如窗宽为160Hu，则可分辨的CT值为 160÷16＝10Hu，即两种组织的CT值在10Hu 以上都可以分辨出来窗宽越小，对比度越强，可分辨密度较 接近的组织或结构 窗宽越大，图像层次 多，但对比度差窗宽 (window width)是指窗宽上、下CT值的平均数窗 位的高低影响图像的亮度，窗位升高 图象变黑，窗位降低图象变白。

一般 将所需观察的组织器官的CT值作为窗 位（如显示脑组织窗位为35Hu左右） 窗位 (window level)窗宽窗位选择的意义为当CT值≥窗位 的CT值+1/2窗宽，则为全白信号当CT值 ≤窗位的CT值- 1/2窗宽则为全黑信号窗宽规定了显示CT值的范围 如窗 位为0，窗宽为100,则显示CT值的范围是 +50到-50窗口技术：即用窗宽和窗位来 选择感兴趣的CT值范围Documentation of different windows: Soft tissue window (L: 50HU; W: 350HU) represent density values from -125HU (50-350/2) up to +225HU (50+350/2). All tissues with a density lower than -125 HU, such as the lung, are represented in black. Those with density levels above +225 appear white. Lung window (L: -200HU; W: 2000HU): low-density pulmonary structures can clearly be differentiated Documentation of different windows: Brain window (L: 35HU; W: 80 to 100HU) Bone window (L: 300HU; W: about 1500HU) The metastases in the occipital bone would only be visible in bone window, but not in the brain window伪影( Artifact)移动伪影金属伪影生理伪影机器故障伪影伪影( Artifact)：在CT扫描中，凡小于层厚的病变，其CT 值受层厚内其它组织的影响，所测出的CT值 不能代表病变的真正CT值。

如在高密度组织中较小的低密度病灶，其 CT值偏高；反之，在低密度组织中的较小的 高密度病灶，其CT值偏低，这种现象称为部 分容积效应部分容积效应： (partial volume effect) 是指在同一扫描层面上，与层面垂直 的两种相邻且密度不同的结构，测其边缘 的CT值也不准确周围间隙现象： (peripheral space phenomenon) 是指CT对物体空间大小（几何尺寸）的鉴别能 力通常用每厘米内的线对数或用可辨别最小物 体的直径（mm）来表示,其换算关系为：可辨别最小物体的直径（mm)＝5÷LP（线对数）/cm空间分辨率与像素大小有密切关系，一般为像 素宽度的15倍像素越小，数目越多，空间分辨 率提高，图象越清晰影响因素：探测器的几何尺寸、探测器之间 的间隙和总的原始数据量等空间分辨率：（又称高对比分辨率） （spatial resolution）空间分辨率：X,Y-axis, Z-axisl空间分辨率包括两个单独的部分：X-Y轴分辩 率和Z轴分辨率lX-Y轴分辩率是指扫描平面或轴位分辩率lZ轴分辨率是指沿身体长轴的分辨率l三个方向数值相等（较小体素，薄层）叫各向 同性（isotropic voxels）。

各向不同性（ anisotropic）时，MPR 会产生阶梯状伪影MPR from isotropic voxels (thinner sections)MPR from anisotropic MPR from anisotropic voxelsvoxels (thick (thick sections, step-like sections, step-like contour)contour)是指CT机对于密度差别的分别能力以百分 数表示（如：0.35%)密度分辨率受噪声、信噪比和物体大小所制 约，噪声越小（射线量越大）和显示物体越大， 密度分辨率越佳密度分辨率的指标必须考虑物体大小和射线 剂量如：CT的分辨率为0.5％，3mm,＜5rad， 即对于直径为3mm的物体，在病人接受的剂量小 于5rad时，该CT的密度分辨率为0.5%.密度分辨率：（又称低对比分辩率） （contrast resolution）第三节 CT分析与诊断 1.1.先了解扫描的技术条件，平扫先了解扫描的技术条件，平扫/ /增强扫描增强扫描2.2.具体的了解器官的大小，形状和器官间的具体的了解器官的大小，形状和器官间的 解剖关系解剖关系3.3.了解病变的密度了解病变的密度, ,高密度高密度/ /低密度低密度/ /等密度等密度 或混杂密度，并可测定或混杂密度，并可测定CTCT值以了解其密度值以了解其密度4.4.分析病变的位置、大小、形态、数目和边分析病变的位置、大小、形态、数目和边 缘缘5.造影。