CT诊断学基础知识：起源、原理、机构和方法

孟想成真

1、CT起源

     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。1969年英国的Hounsfield首先设计成电子计算机体层成像装置(Computed Tomography,简称CT)。1972年这一成果在放射学年会上公布于世。1979年获得了诺贝尔医学生物学奖。



   2、CT基本原理

        X线管发出的X线束得所选层面从多个方向进行扫描，探测器接收、测定透过的X线量，经模/数转换器转换成数字，转入计算机储存和计算，得到该层面各单位容积的X线吸收值，经数/模转换器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。因此， CT图像是计算机计算出的图像。  
  3、CT机基本结构

      1）扫描装置：由X线管、探测器及准直器组成。X线管发射X线，探测器接收X线， 准直器位于X线管前方，它的宽度决定扫描层厚。  

2）计算机系统：是CT计神经中枢和心脏。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：包括资料存储设备和显示终端两大类。前者有磁盘机、磁带机和软盘机等;后者有扫描图像的显示终端和显示各种程序文件
和指令等文字材料的计算机终端。  
    4、CT检查方法

       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，尽量不使层距大于层厚。
  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。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(Omnipaque、Ultravist等)，剂量约50~100毫升;前者价廉，有一些副反应;后者无明显副反应，但价格较贵。
  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，它可以很好的显示某一器官或结构，从而发现病变。常用的有：脊髓造影CT、脑池造影CT、胆囊造影CT、膝关节造影CT等。
   
    5、CT图像

         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。  
   6、CT值

         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系数与水的衰减系数之差再与水的衰减系数相比之后乘以1000，即某物质CT值=1000×(u—u水)/ u水，，其单位名称为HU(Hounsfield Unit),可见CT值不是一个绝对值，而是一个相对值。不同组织的CT值各异，各自在一定范围内波动。骨骼的CT值最高，为1000HU，软组织的CT值为20~70HU，水的CT值为0(±10)HU，脂肪的CT值为-50~-100以下，空气的CT值为-1000HU。人体组织的CT值范围从空气的-1000HU到骨的+1000HU，共有2000个CT值。  
   7、窗宽(WW)与窗位(WL)【重点】

         人体组织在CT上能分辨出2000个不同的灰度，层次甚多，而人的眼睛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。为此CT机在设计上将密度最高的白色到密度最低的黑色分为16个灰阶。人体组织的2000个CT值若用16个灰阶来反映，则人眼所能分辨的CT值应为2000/16=125HU，即两种组织的CT值只有相差在125HU以上时肉眼才能分辨出来，若相差不足125HU则无法分辨清楚。而人体软组织的CT值多数在+20~+70HU之间，相差不足125HU。为了提高组织结构细节的显示，使CT值差别小的两种组织能分辨，可采用不同的窗宽与窗位进行调整。
  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，则其可分辨的CT值为80/16=5HU，即两种组织CT值的差别在5HU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。如脑组织的CT值大约为35HU，则窗位选择为35HU。
   
    8、部分容积效应

         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。  
    9、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。
  1）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。构成CT图像的像数不可能像X线照片的银粒那么细小而多，所以CT的空间分辨率较普通的X线照片要小。
  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。  
   10、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，常表现为高低密度相伴行的条状伪影;
  2）两种邻进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装置本身故障，表现为环形或同心圆伪影。
   
   
   


来源：https://blog.csdn.net/lfz_sau/article/details/51078886
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