CT诊断学头颅影像诊断.ppt
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1、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,1895年Roentgen发现X线1946年发明了计算机1969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)1989年单排螺旋CT应用于临床尔后,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),1.CT值:物质的
2、CT值反映物质的密度。即物质的CT值越高相对于密度越高。CT值的单位名称为Hu(Hounsfield Unit),骨质:1000HU软组织:20-50HU水:0HU脂肪:-50-70HU空气:-1000HU,2.矩阵(Matrix),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。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
3、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,Pixel(象素)DFOV(显示野范围)Matrix(矩阵)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。矩阵大小不变,减小显示野范围,也能获得小的象素值,提高
4、图像的空间分辩率,5,12,9,8,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:,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。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100
5、s以上;三维重建效果好。,Comparison of conventional CT with spiral CT,螺旋CT:X线球管连续旋转并进行连续扫描,扫描的轨迹呈螺旋状。,Comparison of conventional CT with spiral CT,Conventional CT,Spiral CT,图像后处理技术多平面重建(multi-planner reformatting,MPR),包括曲面重建(CPR)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)
6、。主要用于骨骼的显示和CT血管造影(CTA)。仿真内窥镜显示技术(virtual endoscopy,VR),Bone window displays atlanto-axial articulation and odontoid process,MPR,C5 comminuted fracture and replacement of the pieces,MPR,CPR displays the thoracic aorta,3D-SSD,Display the surface outline and the bony anatomic marker of skull,Image of i
7、nner ear(transparent technique),4D-angio,4D image:Styloid process,4D image:Styloid process,4D-angio displays cervical metastasis of lymph node pushing the vessels,Variation of vessel:The right hepatic A originating from superior mesenteric A,VE:Small Carcinoma of left vocal cord,The same patient:CT
8、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.窗宽、窗位(window width,window level)2.伪影(Artifact)3.部分容积效应(partial volume effect)和 周围间隙现象(peripheral space phenomenon)4.CT的分辨率(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C
9、T值为1601610Hu,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-
10、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
11、.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
12、,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
13、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)5LP(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15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-axis,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X-Y轴分辩率是指扫描平面或轴位分辩率Z轴分辨率是指沿身体长轴的分辨率三个方向数值相等(较小体素,薄层)叫各向同性(isotropi
14、c 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 voxels(thick sections,step-like 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5ra
15、d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.先了解扫描的技术条件,平扫/增强扫描 2.具体的了解器官的大小,形状和器官间的解剖关系 3.了解病变的密度,高密度/低密度/等密度或混杂密度,并可测定CT值以了解其密度 4.分析病变的位置、大小、形态、数目和边缘,5.造影增强扫描时应分析有无强化,强化程度,强化形式,是否均匀。6.观察邻近器官和组织的受压、移位、浸润、破坏等情况 7.结合临床及其它影像诊断资料综合分析,第三节 CT分析与诊断,第二部分 颅脑(skull and brain),第一章 头颅
16、CT扫描概述第二章 颅脑解剖及CT正常表现第三章 先天性颅脑畸形第四章 颅脑损伤第五章 脑血管病 第六章 颅内肿瘤 第七章 感染性疾病第八章 髓鞘形成异常,第一章 颅脑疾患的基本CT征象(basic CT signs),一 直接征象(Direct signs)1.密度(density):即CT值。以脑组织为标准,分高、等、低密度及混杂密度(hyperdense,isodense,hypodense,mixed-dense)2.大小(size)3.边缘(margin)4.形态(shape),7.部位(location)8.种植(implantation)9.骨质增生和破坏(hyperosteog
17、eny and destruction of bone),5.结构(structure)6.多少(number),直接征象(Direct signs),10.增强表现:(appearances of enhancement)a,无增强 b,有增强:均匀强化(homogeneous)、不均匀强化(inhomogeneous),不均匀强化:,中心增强、周边增强,环形增强、部分增强,直接征象(Direct signs),1.正常结构移位及变形(displacement and distortion)2.充盈缺损或填充(filling defect or filling)3.脑积水(hydroceph
18、alus)4.脑水肿(cerebral edema),二 间接征象(Indirect signs),5.骨改变(changes of bone):变薄或增厚(thinning or thickening)6.蝶鞍改变(sellar changes)7.脑池扩大(enlargement of cisterna)8.脑疝(cerebral hernia),间接征象,三 定位征象(fixing signs)(脑内/脑外、幕上/幕下)Extracerebral or intracerebralSupratentorial or subtentorial,1.脑池扩大(enlargement of ci
19、sterna)2.脑表面脑白质内移(ingression of alba)3.颅骨的受侵 4.病灶常基底于骨结构(“D”字征),脑外征象(Extracerebral signs),1.脑池变窄(cisternal narrowing)2.脑皮质紧贴于骨板(pallium stick tightly bone lamella)3.颅骨常无改变 4.病灶以锐角与骨结构相切(“O”字征),脑内征象(Intracerebral signs),(1)脑干(brain stem)(2)导水管(aqueduct of midbrain)(3)基底动脉(basilar artery)(4)骨(bone)(5)
20、小脑幕本身(tentorium of cerebellum)(6)脑池通道(cisternal pathway)最多见。,幕上幕下联合受侵的六条通道:,幕上/幕下:联合受侵征象,1.CT值(CT number)2.钙化(calcification)3.增强前后病灶密度及两者的对比(densities of lesion and their comparison before and after enhancement),四.定性征象(Qualitative signs),4.病灶的部位(position)5.病灶的形态和分布(shape and distribution)6.坏死腔的形态(sh
21、ape of necrostic cavity),定性征象,第二,章 颅脑CT正常表现,如图所示,orbit,ethmoid sinus,sphenoid sinus,foramen magnum,foramen ovale,foramen lacerum,foramen spinosum,clivus,temporal lobe,pons,globe,ethmoid sinus,fourth ventricle,cerebellar hemisphere,cerebellar vermis,mastoid process,cistern magna,globe,temporal lobe,p
22、ons,cerebellar hemisphere,fourth ventricle,cerebellar vermis,sella turcica,optic nerve,frontal lobe,suprasellar cistern,Sylvian fissure,temporal lobe,ambient cistern,quadrigeminal cistern,midbrain,cerebellum,3rd ventricle,quadrigeminal cistern,frontal lobe,anterior horn of lateral ventricle,thalamus
23、,occipital lobe,insula,Sylvian fissure,temporal lobe,anterior horn of lateral ventricle,thalamus,cistern venae magnae cerebri,occipital lobe,frontal lobe,temporal lobe,internal capsule,head of caudate nucleus,Lens nucleus,trigone of lateral ventricle,posterior horn of lateral ventricle,frontal lobe,
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