第一章 CT诊断学总论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章 CT总论
石河子大学医学院第一附属医院CT&MRI室
张 林
CT成像原理及设备 CT检查技术 CT的临床应用
CT机的发展沿革
1895年德国物理学家伦琴发现X射线 1917年奥地利数学家J.Radon证明了CT的数学基础 1963年A.M.CormAck发明了X线投影数据重建图像 1969年G.N.Hounsfield制成 第一台头颅 CT 机 1974年由美国工程师 Ledley 设计了全身 CT 机 1979年 Hounsfield 和 Cormack 教授一起获得了诺 贝尔医学生理学奖
3、矩阵
矩阵是一个数学概念，它表示横成行、 纵成列的数字阵列。 有两种技术指标来表明矩阵的情况，一是 矩阵的大小，如 320 × 320 ， 512 × 512 等，一 是矩阵中数字的精度，如10bit、12bit等。
4、像素与体素
CT 的图像实际上是人体某一部位有一定厚度体 层的图像。我们将成象体层分成按矩阵排列的若干 个小的基本单元，而以一个 CT 值综合代表每个小单 元内的物质密度，这些小的单元称之为体素。同样， 一幅图像是有许多按矩阵排列的小的单元组成，这 些组成图像的基本单元被称为像素。体素是一个三 维概念，而象素是一个二维概念。像素实际上是体 素在成象时的表现。
面颈部CT扫描适应症
眼眶外伤、异物 眼眶肿瘤 眼眶、耳部、副鼻窦炎性疾病 耳部畸形 眼眶、副鼻窦、耳部肿瘤及肿瘤样病变 鼻咽、喉部、腺体肿瘤 颈部肿瘤及肿瘤样病变 甲状腺病变
脊柱和四肢CT适应证
外伤
骨折、脱位、椎管内有无骨折碎片 椎间盘变性、膨
脊柱退行性变和椎管狭窄症 隆、突出、游离 炎症性疾病 硬膜外脓肿
仿真内窥镜技术 造影剂跟踪技术 CT脑血流灌注成像
CT的临床应用
CT诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛 应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价 值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以 因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。
CT临床应用的选择原则
遵从救治原则：先抢救后检查，先止血、骨折固定 后检查 为病人服务的原则 掌握禁忌症与适应症
实事求是，合理应用 知晓何部位何种病首选哪一种检查 一般肺疾病：平片、正侧位 一般四肢骨折疾病：平片、正侧位、正斜位 颅脑外伤：CT 腹盆腔实质脏器：超声
禁忌症
昏迷、烦躁不安 休克、大出血等危重病 妊娠(胎儿) 青少年敏感部位检查
CT的限制
形态学诊断而非病理学诊断 空间分别率低 病灶遗漏 肠管、胆管等不适合该检查 设备昂贵，价差费用高 电离辐射、造影剂有一定危险性
2、CT值
定义： 代表CT图像中每个像素中组织与X线衰减系数相 当的对应值。 计算公式： 某物质的CT值＝K×（U物－U水）/U水 单位： 亨氏单位（HU）
CT值的特点
是一个相对值； 反映了组织的X线密度； 对机体不同组织而言，CT的绝 对数值没意义，有意义的是CT 值的范围。
CT机的发展
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
平移-旋转 平移-旋转 旋转-旋转 旋转-静止 旋转—固定 电子束 CT 或超快速CT
各代CT扫描机特点
第一代 扫描方式 第二代 第三代 旋转 第四代 第五代 静止
平移-旋转
扫描时间
检测器数量 张角 每次扫描断 层数 主要应用范 围
X－tube （X线球管）
各向同性
Detector （探测器）
5、窗宽与窗位
窗宽是CT图像上显示的 CT值范围；在此范围内 的组织和病变均以不同的模拟灰度显示， CT 值高 于此范围的组织和病变，均以白影显示。 CT值低 于此范围的组织和病变，均以黑影显示。 窗位是窗的中心位置，即所显示灰阶的中心； 同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括的 CT 值范 围的CT值也有差异。
CT检查前准备
带齐相关检查资料 碘过敏试验 腹部检查需空腹 腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡） 下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊 去除金属物 呼吸训练及制动
颅脑CT适应证
颅内良恶性占位病变 脑血管性疾病：梗死、出血、动脉瘤、AVM等 颅脑外伤性疾病：脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等 感染性疾病：脑脓肿、脑膜炎、病毒性脑炎、结核等 脱髓鞘性或变性类疾病：多发性硬化（MS）等 先天性畸形、脑积水、代谢性疾病
脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、
脊柱及四肢关节、软组织肿瘤
脊椎及四肢退行性病变
先天性畸形
胸部CT适应证
炎性病变、结节病 胸部外伤 肺血管病、变异(肺隔离症) 肺部肿瘤 纵隔肿瘤、囊肿及其与大血管的关系 大血管病变 各类动脉瘤、腔静脉血栓等
心脏及心包肿瘤，心包其他病变 胸膜弥漫病变及肿瘤
CT工作原理
CT是用高度准直的X线束围绕身体某一部位作一 个断面扫描，扫描过程中由检测器记录下大量的衰减 信息，再由模数转换器将模拟量转换成数字量，然后 输入电子计算机，高速计算出该断面上各点的X线衰 减值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将 不同的数据用不同的灰阶等级显示，这样横断面上的 诸解剖结构就由显示器清晰地显示出来。
螺旋CT是依靠X线管的连续运转和体轴 连续移动的组合，它在极短的时间内完成 多层数据的收集，从而得到体轴方向的具 有良好分辨率的容积扫描图像。CT三维重 建技术是滑环CT扫描和计算机三维结构重 建两种新技术的高度结合。
螺旋CT扫描具有速 度快 ， 覆盖面 广 ，无 间隙，采集容积数据， 便于进 行各种 方式 ， 各种角 度影像 重建等 优点 ， 很快应 用于全 身各个系统。
腹部CT适应证
主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变
肝胆脾胰肾及肾上腺等肿瘤诊断及鉴别诊断
胰腺炎诊断程度分析及预后评估 感染性疾病 腹部外伤 胆道及泌尿系结石 胃肠道肿瘤侵犯、转移程度评估
腹膜后及盆腔CT适应证
腹膜后、膀胱、前列腺、子宫及卵巢肿瘤诊断 膀胱结石 腹膜后纤维化
Βιβλιοθήκη Baidu
CT检查技术
平扫（plain scan）不用造影增强或造影的普通扫描。 一般都
是先作平扫。
增强扫描 (contrast enhancement scan) 经静脉注入水溶性有机碘剂后扫描，增加了密度差，可使病变显 影更为清楚。 主要有团注法： 动脉期，静脉期，平衡期
CT造影扫描：在器官或结构引入对比剂，再行扫描。如CTM等
螺旋CT的优点
扫描速度明显提高，已经达到亚秒级别。能够动态
地观察病变的增强特征，提高了诊断率。
促进了CT由解剖影像向功能影像方向的发展。如CT 脑血流灌注成像。
为CT数据的后处理创造了有利条件。多层面重建、 立体三维重建、CTA、虚拟内镜技术、容积再现技 术。
CT成像原理及设备
CT的基本原理与普通的 X线横断层原理相似。但 由于通过电子计算机排除了散射线和重叠影像干扰， 并借助人体组织 X线吸收系数矩阵可作不定量分析， 解决了密度分辨率的问题。其本质是一种 X线断层图 像，借助于电子计算机来进行成像和数据处理。
高分辩率CT扫描
是指在较短时间内，取得良好空间分辨力 CT 图像的扫描技术，要求 CT 机固有空间分辨力 小于0.5mm，图像重建用高空间分辨算法，有薄 层扫描，矩阵用 512 × 512 。不是所有的 CT 机都 能做HRCT。
CT检查新技术
定量CT CT再现技术
三维成像 多平面重组 表面显示三维重组、容积显示三维重组 最大强度投影技术
基本原理示意图
X线管球
选定扫描对象
探测器
数据采集系统（DAS）
数/模转换器
模/数转换器
计算机系统
显示器、存储设备
CT装置示意图
有关名词解释
1、X线衰减系数（简称υ）
υ是表示X线穿透物质时其强度成指数方式衰减的 常数。
I ＝ I0e-d
I: I0: : d:
衰减后的X线强度 射入的X线强度 组织的线性吸收系数 受检组织的厚度
窗宽 窗位 (HU) 脑窗 60 35 骨窗 1400 600 纵膈窗 350 40 肺窗 700 -600 腹窗 250 40 脊柱窗 300 60
6、伪影
伪影是指在被扫描物体中并不存在的而在图 像中却显示出来的各种不同类型的影像。 伪影可分为两大类，一类与病人有关，一类 与CT性能有关。常见伪影如：运动伪影、硬化伪 影、系统伪影等。
二、CT的基本结构
典型的CT设备包括：
扫描机架和检查床 X线系统 数据收集系统 计算机和阵列处理机 操作台 照相机 硬盘驱动器及其他外部存储设备
扫描部分
计算机系统
存储设备
CT检查技术
普通CT扫描 动态CT扫描 靶CT扫描 高分辩率CT扫描 实时动态显像
7、部分容积效应 在同一扫描层面内有两种以上不同密度横行 走行而又相互重叠的物质时，所测得的CT值不能 如实反映其中任何一种物质的CT值。
8、周围间隙现象
在一个层面内，与层面垂直两个相邻且密 度不同的物体，其物体边缘部的CT值不能准确 测得，结果在CT图像上，其交界的影像不能清 晰分辨。使密度高的物体边缘其CT值变小，密 度低的物体其CT值变大。
5min
1 —
20-60s
3-30 5°-10°
5-10s
256-350
5-1s
450-1500
<1s
30°-45° 50°-90° 30°-45°
1
脑
2
头部
1
全体
1
1
心肺动态 器官
普通CT与螺旋CT扫描模式图 普通CT
螺旋CT
特点：解除电缆束缚 速度快，时间小于或等于1秒 容积扫描
高档螺旋扫描 CT ，一个层面的扫描时 间已缩短到亚秒级(＜1秒)，图像重建时间， 在矩阵 512 × 512 时，可短到 1 秒，几乎达 到实时成像的水平。
石河子大学医学院第一附属医院CT&MRI室
张 林
CT成像原理及设备 CT检查技术 CT的临床应用
CT机的发展沿革
1895年德国物理学家伦琴发现X射线 1917年奥地利数学家J.Radon证明了CT的数学基础 1963年A.M.CormAck发明了X线投影数据重建图像 1969年G.N.Hounsfield制成 第一台头颅 CT 机 1974年由美国工程师 Ledley 设计了全身 CT 机 1979年 Hounsfield 和 Cormack 教授一起获得了诺 贝尔医学生理学奖
3、矩阵
矩阵是一个数学概念，它表示横成行、 纵成列的数字阵列。 有两种技术指标来表明矩阵的情况，一是 矩阵的大小，如 320 × 320 ， 512 × 512 等，一 是矩阵中数字的精度，如10bit、12bit等。
4、像素与体素
CT 的图像实际上是人体某一部位有一定厚度体 层的图像。我们将成象体层分成按矩阵排列的若干 个小的基本单元，而以一个 CT 值综合代表每个小单 元内的物质密度，这些小的单元称之为体素。同样， 一幅图像是有许多按矩阵排列的小的单元组成，这 些组成图像的基本单元被称为像素。体素是一个三 维概念，而象素是一个二维概念。像素实际上是体 素在成象时的表现。
面颈部CT扫描适应症
眼眶外伤、异物 眼眶肿瘤 眼眶、耳部、副鼻窦炎性疾病 耳部畸形 眼眶、副鼻窦、耳部肿瘤及肿瘤样病变 鼻咽、喉部、腺体肿瘤 颈部肿瘤及肿瘤样病变 甲状腺病变
脊柱和四肢CT适应证
外伤
骨折、脱位、椎管内有无骨折碎片 椎间盘变性、膨
脊柱退行性变和椎管狭窄症 隆、突出、游离 炎症性疾病 硬膜外脓肿
仿真内窥镜技术 造影剂跟踪技术 CT脑血流灌注成像
CT的临床应用
CT诊断由于它的特殊诊断价值，已广泛 应用于临床。但对某些部位的检查，诊断价 值，尤其是定性诊断，还有一些限度，所以 因在了解其优势的基础上，合理的选择应用。
CT临床应用的选择原则
遵从救治原则：先抢救后检查，先止血、骨折固定 后检查 为病人服务的原则 掌握禁忌症与适应症
实事求是，合理应用 知晓何部位何种病首选哪一种检查 一般肺疾病：平片、正侧位 一般四肢骨折疾病：平片、正侧位、正斜位 颅脑外伤：CT 腹盆腔实质脏器：超声
禁忌症
昏迷、烦躁不安 休克、大出血等危重病 妊娠(胎儿) 青少年敏感部位检查
CT的限制
形态学诊断而非病理学诊断 空间分别率低 病灶遗漏 肠管、胆管等不适合该检查 设备昂贵，价差费用高 电离辐射、造影剂有一定危险性
2、CT值
定义： 代表CT图像中每个像素中组织与X线衰减系数相 当的对应值。 计算公式： 某物质的CT值＝K×（U物－U水）/U水 单位： 亨氏单位（HU）
CT值的特点
是一个相对值； 反映了组织的X线密度； 对机体不同组织而言，CT的绝 对数值没意义，有意义的是CT 值的范围。
CT机的发展
第一代 第二代 第三代 第四代 第五代
平移-旋转 平移-旋转 旋转-旋转 旋转-静止 旋转—固定 电子束 CT 或超快速CT
各代CT扫描机特点
第一代 扫描方式 第二代 第三代 旋转 第四代 第五代 静止
平移-旋转
扫描时间
检测器数量 张角 每次扫描断 层数 主要应用范 围
X－tube （X线球管）
各向同性
Detector （探测器）
5、窗宽与窗位
窗宽是CT图像上显示的 CT值范围；在此范围内 的组织和病变均以不同的模拟灰度显示， CT 值高 于此范围的组织和病变，均以白影显示。 CT值低 于此范围的组织和病变，均以黑影显示。 窗位是窗的中心位置，即所显示灰阶的中心； 同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括的 CT 值范 围的CT值也有差异。
CT检查前准备
带齐相关检查资料 碘过敏试验 腹部检查需空腹 腹部检查需作肠道准备（造影剂，排钡） 下腹需充盈膀胱、灌肠、阴道置气囊 去除金属物 呼吸训练及制动
颅脑CT适应证
颅内良恶性占位病变 脑血管性疾病：梗死、出血、动脉瘤、AVM等 颅脑外伤性疾病：脑挫裂伤、外伤性颅内血肿等 感染性疾病：脑脓肿、脑膜炎、病毒性脑炎、结核等 脱髓鞘性或变性类疾病：多发性硬化（MS）等 先天性畸形、脑积水、代谢性疾病
脊椎结核、骨髓炎、椎间盘感染、
脊柱及四肢关节、软组织肿瘤
脊椎及四肢退行性病变
先天性畸形
胸部CT适应证
炎性病变、结节病 胸部外伤 肺血管病、变异(肺隔离症) 肺部肿瘤 纵隔肿瘤、囊肿及其与大血管的关系 大血管病变 各类动脉瘤、腔静脉血栓等
心脏及心包肿瘤，心包其他病变 胸膜弥漫病变及肿瘤
CT工作原理
CT是用高度准直的X线束围绕身体某一部位作一 个断面扫描，扫描过程中由检测器记录下大量的衰减 信息，再由模数转换器将模拟量转换成数字量，然后 输入电子计算机，高速计算出该断面上各点的X线衰 减值，由这些数据组成矩阵图像，再由图像显示器将 不同的数据用不同的灰阶等级显示，这样横断面上的 诸解剖结构就由显示器清晰地显示出来。
螺旋CT是依靠X线管的连续运转和体轴 连续移动的组合，它在极短的时间内完成 多层数据的收集，从而得到体轴方向的具 有良好分辨率的容积扫描图像。CT三维重 建技术是滑环CT扫描和计算机三维结构重 建两种新技术的高度结合。
螺旋CT扫描具有速 度快 ， 覆盖面 广 ，无 间隙，采集容积数据， 便于进 行各种 方式 ， 各种角 度影像 重建等 优点 ， 很快应 用于全 身各个系统。
腹部CT适应证
主要用于部分实质性器官的肿瘤性病变
肝胆脾胰肾及肾上腺等肿瘤诊断及鉴别诊断
胰腺炎诊断程度分析及预后评估 感染性疾病 腹部外伤 胆道及泌尿系结石 胃肠道肿瘤侵犯、转移程度评估
腹膜后及盆腔CT适应证
腹膜后、膀胱、前列腺、子宫及卵巢肿瘤诊断 膀胱结石 腹膜后纤维化
Βιβλιοθήκη Baidu
CT检查技术
平扫（plain scan）不用造影增强或造影的普通扫描。 一般都
是先作平扫。
增强扫描 (contrast enhancement scan) 经静脉注入水溶性有机碘剂后扫描，增加了密度差，可使病变显 影更为清楚。 主要有团注法： 动脉期，静脉期，平衡期
CT造影扫描：在器官或结构引入对比剂，再行扫描。如CTM等
螺旋CT的优点
扫描速度明显提高，已经达到亚秒级别。能够动态
地观察病变的增强特征，提高了诊断率。
促进了CT由解剖影像向功能影像方向的发展。如CT 脑血流灌注成像。
为CT数据的后处理创造了有利条件。多层面重建、 立体三维重建、CTA、虚拟内镜技术、容积再现技 术。
CT成像原理及设备
CT的基本原理与普通的 X线横断层原理相似。但 由于通过电子计算机排除了散射线和重叠影像干扰， 并借助人体组织 X线吸收系数矩阵可作不定量分析， 解决了密度分辨率的问题。其本质是一种 X线断层图 像，借助于电子计算机来进行成像和数据处理。
高分辩率CT扫描
是指在较短时间内，取得良好空间分辨力 CT 图像的扫描技术，要求 CT 机固有空间分辨力 小于0.5mm，图像重建用高空间分辨算法，有薄 层扫描，矩阵用 512 × 512 。不是所有的 CT 机都 能做HRCT。
CT检查新技术
定量CT CT再现技术
三维成像 多平面重组 表面显示三维重组、容积显示三维重组 最大强度投影技术
基本原理示意图
X线管球
选定扫描对象
探测器
数据采集系统（DAS）
数/模转换器
模/数转换器
计算机系统
显示器、存储设备
CT装置示意图
有关名词解释
1、X线衰减系数（简称υ）
υ是表示X线穿透物质时其强度成指数方式衰减的 常数。
I ＝ I0e-d
I: I0: : d:
衰减后的X线强度 射入的X线强度 组织的线性吸收系数 受检组织的厚度
窗宽 窗位 (HU) 脑窗 60 35 骨窗 1400 600 纵膈窗 350 40 肺窗 700 -600 腹窗 250 40 脊柱窗 300 60
6、伪影
伪影是指在被扫描物体中并不存在的而在图 像中却显示出来的各种不同类型的影像。 伪影可分为两大类，一类与病人有关，一类 与CT性能有关。常见伪影如：运动伪影、硬化伪 影、系统伪影等。
二、CT的基本结构
典型的CT设备包括：
扫描机架和检查床 X线系统 数据收集系统 计算机和阵列处理机 操作台 照相机 硬盘驱动器及其他外部存储设备
扫描部分
计算机系统
存储设备
CT检查技术
普通CT扫描 动态CT扫描 靶CT扫描 高分辩率CT扫描 实时动态显像
7、部分容积效应 在同一扫描层面内有两种以上不同密度横行 走行而又相互重叠的物质时，所测得的CT值不能 如实反映其中任何一种物质的CT值。
8、周围间隙现象
在一个层面内，与层面垂直两个相邻且密 度不同的物体，其物体边缘部的CT值不能准确 测得，结果在CT图像上，其交界的影像不能清 晰分辨。使密度高的物体边缘其CT值变小，密 度低的物体其CT值变大。
5min
1 —
20-60s
3-30 5°-10°
5-10s
256-350
5-1s
450-1500
<1s
30°-45° 50°-90° 30°-45°
1
脑
2
头部
1
全体
1
1
心肺动态 器官
普通CT与螺旋CT扫描模式图 普通CT
螺旋CT
特点：解除电缆束缚 速度快，时间小于或等于1秒 容积扫描
高档螺旋扫描 CT ，一个层面的扫描时 间已缩短到亚秒级(＜1秒)，图像重建时间， 在矩阵 512 × 512 时，可短到 1 秒，几乎达 到实时成像的水平。