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T设备的成像原理
一、线衰减系数
CT与普通的X线摄影术之间有着非常重要的区别。在CT技术中,组织对X线的局部衰减特性被用于离散成像;而在通常的X线摄影术中,这种衰减信息则重叠在X线底片上。组织对X线的这种局部衰减特性是X线与被检测物体之间的若干相互作用过程的产物。例如光电吸收过程和康普顿散射过程。这些过程中的每一种都有它自己的发生几率。几率也是辐射能量的函数,因为从X线管产生的X线由全部能谱组成,具有“线衰减系数μ”的某种组织的衰减性质是一个复杂的函数,随着辐射情况的变化,它可以表现出不同的数值。
对于能量为E的单能射线,当其通过厚度为d的材料后,其X线强度由I0衰减为I,可以用公式表示:
I=I0e-μdμ值均匀的材料
I=I0e-(μ1d1+μ2d2+μ3d3)μ值是由3块不同的衰减系数组成
I=I0e-∫doμxdx不均匀材料用积分计算
从上面表达式可以看出,μ值越大或材料厚度d越大,则I值越小,或者说衰减就越大。能量与吸收系数μ之间有这样的依赖关系,即能量越低,μ值越大;且随着能量的增加,μ值随之减少(图3-4)。
图3-4,线衰减系数与能量,射束硬化关系曲线这就意味着在X线光谱中,低能射线比高能射线更快地被滤掉。结果,组织的有效线衰减系数μ在X线束穿越组织的过程中逐渐减小,这种效应称之为射束的硬化效应。对此必须进行认真的校正,以避免由这种效应引起的CT影像不均匀性。
影像重建过程中,一个像素的μ值由在所有不同方向上通过该像素的那些测量值计算得到。每一个方向上的测量X线都要穿过不同厚度的组织,这就意味着重建得到的μ值是一个取决于物体大小、形状和组成成分的有效值。
一般说来,软组织的μ值接近于水,肌肉的μ值大约比水的高5%,而脂肪的μ值比水的大约低10%,脑灰白质的衰减系数彼此间相差0.5%,而它们与水的μ值相差3.5%,硬骨的μ值比水高1倍。由于论及吸收系数不太方便,所以豪恩斯菲尔德便定义了一个新的衰减系数标度,人们出于对他的敬意,将这种新标度单位命名为“H”,这就是CT术语中所说的CT值。
用这种CT值表示吸收系数后,水的CT值定为0,而空气和硬骨分别被定为-和+。于是,重建得到的CT影像可以认为是一个CT值的矩阵,其中每个值代表一个像素。
二、影像重建
影像重建是为了产生一幅X线衰减值的二维分布影像所必须进行的数学处理过程,这些衰减值是从有限方向上对各个剖面进行衰减测量得到的。
影像重建算法,即解一个数学问题的程序,有很多种方法,但可归结为3种基本类型.
1.代数重建方法
这是一种迭代型方法,在一次迭代过程中,将近似重建得到的影像的投影同实际测得的剖面进行比较,然后将比较得到的差值再反向投影到影像上,每一次反射之后得到一幅新的近似影像。当对所有投影方向都这样做了之后,一次迭代便告完成,并用前一次迭代的重建结果作为初始值,以便开始下一轮迭代。在进行一定次数迭代以后,认为结果已足够精确,重建过程便告结束(图3-5).
图3-5,代数重建算法这种算法耗时很长,但确实是一种精确的方法。这种方法由于必须等到全部测量数据求出后才能开始迭代运算,因此,重建一幅影像要在扫描终结之后才能进行,且运算繁琐,故此方法在现代CT机中已很少采用。
2.反投影方法
(1)定义反投影是一种应用投影几何原理进行影像重建的方法(图3-6a)。
设在XY平面上有一个断层T,从甲、乙、丙3个方向进行X线投影,可得到3个不同方向的投影像。用胶片记录这3个投影,然后取去断层T,用光线从记录胶片的背面作反投影,那么在XY面上将出现3条阴影。这3条阴影交叉处就是原先断层内A的影像。如果投影方向不断增加,则XY面上A处的阴影浓度加深,近似于原来的图形A,四周伴有逐渐变淡的云晕状阴影(图3-6b).
图3-6,反投影影象重建发法(2)云晕现象的消除方法这种数学重建影像方法的关键在于如何消除四周云晕状阴影。图3-6c中,A作为原物体,B为记录投影密度曲线。如果不直接将曲线B进行反投影,而是按一定比例在曲线B的突出左右两侧各加上一些负值,对曲线先进行校正,则得到图3-6d所示的曲线C。用曲线C进行反投影迭加的结果是一个边缘清晰的像。将投影记录曲线从B到C的变换,就是褶积加权的数学处理过程,也称滤波过程。
3.褶积-反投影法
(1)傅里叶变换在一维变换中,它是将一个t(在时间域)的函数变换为:
F(ω)=e-jωtdt(3.1)
式中:t代表时间变量,ω代表频率变量,用f(t)表示时间的函数,F(ω)表示频率的函数,(3.1)式等号右边积分式表示时间函数f(t)与其相对应的频率函数F(ω)的傅里叶变换关系式。
由(3.1)式可见,如果已知时间函数f(t),即可求出频谱图F(ω)。反之,如果知道频谱图F(ω),亦可求原波形(或称原像)。这就需要通过傅里叶反变换,其变换式为:
f(t)=jωtdω(3.2)
(3.2)式称为傅里叶反变换,它将一个在频率域的函数变换成为在时间域的函数.
对于二维傅里叶变换,则有如下公式:
F(ωx,ωy)=e-j(ωxx+ωyy)dxdy(3.3)
f(x,y)=(3.4)
(3.3)式称为傅里叶空间-频率域变换,(3.4)式称为频率-时间域的傅里叶反变换。
(2)褶积褶积就是下面的积分:
y(t)==x(t)*h(t)(3.5)
函数y(t)称为x(t)和h(t)的褶积(或卷积)。一般用*号来表示两个函数的褶积,写成x(t)*h(t).
这种积分的解法很多,一般可用图解法和傅里叶变换法求解。
(3)褶积的傅里叶解法由褶积定理知,在时域中两个时间函数的褶积可以化为在频域中与之相应的两个频谱函数的乘积,即:
Y(f)=X(f)·H(f)(3.6)
式中Y(f)、X(f)、H(f)分别是y(t)、x(t)、h(t)的傅里叶变换。
由式(3.5),两边分别进行傅里叶变换得:
=
等式左边的积分结果为Y(f),
Y(f)=(3.7)
令ω=2πf,t-τ=σ,上式方括号中项为:
==
于是(3.7)式变成:
Y(f)==H(f)=H(F).X(F)
该式表达形式和(3.6)式完全相同,(3.6)式得证,并得到2个关系式:
y(t)=x(t)*h(t)
Y(f)=X(f)·H(f)
(3.5)式和(3.6)式的意义是:两个时间函数的褶积,其频谱函数就是相应的两个频谱函数相乘。反之,两个频谱函数相乘,其时间函数就是相应的两个时间函数进行褶积,这就是数字滤波的基础。滤波可以通过两种方法来实现:一是在频域实现,将频谱X(f)与H(f)相乘得Y(f),再由Y(f)作傅里叶反变换得到y(t);二是在时域内实现,将时间函数x(t)与h(t)褶积得到y(t)。
(4)褶积-反投影利用褶积的方法,先对采样函数值进行修正,然后利用反投影法重建影像,也就是说,在反投影相加之前先用一个校正函数进行滤波,以修正影像,故也称为滤波修正反投影法。
第3代CT扇形扫描形式均采用此方法,这种做法的好处在于当扫描系统作机械运动时,计算机可进行傅里叶变换,扫描后只需再作短暂的处理就可以建立影像。如何确定校正函数是唯一存在的问题,也是目前各国厂商彼此间相互保密、竞相角逐的关键所在。
(5)褶积-反投影程序如图3-7a。
图3-7a,褶积-反射投影,原理图1.反投影2.褶积反投影
设一个断层由9个像素组成,中间像素密度值为1,其余各像素均为0。从A、B、C、D4个方向分别记录断层的密度分布,得到a、b、c、d4条投影曲线。如果直接用上述4条投影曲线作反向投影,即A′、B′、C′、D′这4个投影矩阵分布迭加,得到矩阵M′,其中央密度是4,4周有8个1。这8个1就是云晕状阴影。
若在反投影之前,将得到的a、b、c、d4条投影曲线的左右各乘以负1/3的比例值(或滤波函数h(t)=-1/4k2-1),然后再进行反投影,即得到A′′、B′′、C′′、D′′4条反投影矩阵分布图。这4个反投影迭加的结果,中心像素密度值是4,4周8个像素值是0,矩阵M′′如实地反映了原来断层的密度分布规律。矩阵中心的像素密度值4和原来断层的密度值1可以认为是等价的,因为反投影迭加后还应该将其结果除以反投影次数。这个结果说明,褶积反投影重建影像的方法能够如实地再现原来影像。
(6)褶积-反投影傅里叶变换法步骤首先选择坐标系(图3-7b)。
图3-7b,坐标关系图图中:
XOY是直角坐标系,原点在O点。
XrOYr是旋转坐标系,原点在O点。
Xr轴与X轴夹角为Φ,r、θ是极坐标系,向径r与x轴夹角为θ。
各坐标系之间的关系如下:
xr=xcosφ+ysinφ
yr=ycosφ-xsinφ
ω1=2πfcosφ
ω2=2πfsinφ
设待建影像为a(x,y),它的二维傅里叶变换为A(ω1,ω2),则:
a(x,y)=
将(3.8)式中的各物理量转换成极坐标系表示的量,
A(ω1,ω2)→P(f,Φ)
ω1x+ω2y=2πfcosφ·x+2πfsinφ·y
=2πf(xcosφ+ysinφ)=2πfxr
=2πfrcos(θ-φ)
dω1=2πcosΦdf-2πfsinΦdΦ
dω2=2πsinΦdf+2πfcosΦdΦ
要将dω1、dω2的表达式转换成用df、dΦ表示的表达式,需要引入雅各比行列式,然后进行转换,即:
dω1dω2=|J|dfdΦ
|J|===4π2f
dω1dω2=|J|dΦdf=4π2fdfdΦ
其中│J│是雅各比行列式。
将以上各式代入(3.8)式,得:
a(x,y)=
=|f|dfdΦ
=|f|P(f,Φ)ej2πfrcos(θ-Φ)df
注意(3.9)式的物理意义,先看第2个积分:
|f|P(f,Φ)ej2πfrcos(θ-Φ)df
该式可写成空域变量为xr的傅里叶反变换式:
|f|P(f,Φ)ej2πfrcos(θ-Φ)df=|f|P(f,Φ)
=h(xr)*P(xr,Φ)
=g(xr,Φ)(4.0)
h(xr),P(xr,Φ)分别是│f│和P(f,Φ)的傅里叶反变换。式(4.0)的物理义正是投影P(xr,Φ)经过传递函数在频域中为│f│的滤波器滤波以后所得到的修正后的投影g(xr,Φ)在满足xr=rcos(θ-Φ)时的值。而xr=rcos(θ-Φ)恰是通过给定点(r、θ)的射线方程。将式(4.0)代入式(3.9)后得:
a(x,y)=a(r,θ)=g〔rcos(θ-Φ),Φ〕dΦ
它的物理意义是:经过给定点(r、θ)的所有滤波后的投影在Φ=0~π范围内的累加即反投影重建,得出(r、θ)的像素值。上式又称“滤波反投影”方程,它集中体现了滤波(褶积)反投影算法的各个步骤:①把在固定视角Φi下测得的投影P(xr,Φ)经过滤波,得到滤波后的投影g(xr,Φ);②对每一个Φi,把g(xr,Φ)反投影于满足xr=rcos(θ-Φ)的射线上的所有各点(r、θ);③将步骤(2)中的反投影值对所有0≤Φ≤π进行累加(积分),得到重建后的影像。
理想的滤波函数:在上述方程推导过程中,理想的滤波函数是│f│,这是频域中的表达式。为将其转换到空域,引入符号函数sgn(f),
sgn(f)=
|f|=fsgn(f)=jf[-jsgn(f)]
-jsgn(f)的傅里叶反变换为:
-jsgn(f)ej2πfxrdf
上式积分不存在,故引入-jsgn(f)e-βfsgn(f)代替-jsgn(f),令β→0:
-jsgn(f)e-βfsgn(f)df
=-
=
=
所以,根据傅里叶变换的性质:
f(t)的傅里叶变换为G(f)
f’(t)的傅里叶变换则为jfG(f)
|f|=jf[-jSgn(f)]其反变换为:
式(4.1)是理想滤波函数的空域表达式。
当xr=0时,式(4.1)无意义,所以理想滤波函数是无法实现的。尽管如此,在实际使用中,若能结合具体成像过程,则上式既可实现,又有足够的精度。具体情况是:①投影数据的高频分量幅度很小;②投影数据是离散采集;③存在噪声。
在物体尺寸有限的情况下,投影数据分布在有限的范围内。物体密度在空间变化是平
稳的,高频分量幅度确实不大。探测器在接收X线时,有一定的平均作用,相当于低通滤波。有限的X线源尺寸也提供了附加的低通滤波效应。因此,只要采样间隔d足够小,完全有理由认为高频分量足够小。
三、影像质量
CT能诊断低对比度软组织的病变情况,绘制手术部位的准确位置,为制定放疗方案及身体组织检查或立体脑外科技术等某些特殊治疗程序示导。CT机诞生的早期,由于没有任何别的影像可与CT影像进行比较,所以不太关心影像质量。
随着CT技术的发展和诊断要求的升级,人们开始注意CT影像质量问题,随之提出了一些影像质量参数。
1.影像质量参数
(1)对比度分辨率该参数是指当细节与背景之间具有低对比度时,将一定大小的细节从背景中鉴别出来的能力。
该指标具体是指通过扫描水模的低密度部分,然后重建影像,在一定的对比度差异条件下,能看到的最小直径圆的大小。一般水模低密度部分有3个区域,每一个区域表示一定的对比度差异,而且包含有不同直径的柱体。其直径分别是15mm、12mm、9mm、6mm、3mm。图3-8表示水模低对比度部分的横截面。
图3-8,低对比度分辨率测试模图中3个部分分别标有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区域,Ⅰ区内对比度差异为1.5%,Ⅱ区内对比度差异为0.8%,Ⅲ区内对比度差异为0.6%。实际测试时,还应该实地测量每个区内的对比度差异。首先测量每个区内中心点处的H值为A,再测量区内最大的圆柱截面中心的H值为B,则该区域对比度差异为|A-B|×0.1×1%。
(2)空间分辨率指在高对比度条件下(对比度差异大于10%)鉴别出细微差别的能力。一般地说,空间分辨率由X线束的几何尺寸所决定。空间分辨率可通过选择不同的滤波函数而改变,但提高影像的空间分辨率有一定的极限,比之普通X线胶片只受胶片粒度大小一个限制参数来说,它受到探测器大小、采样间隔以及有时还受到X线管焦点大小等限制。这就意味着CT机在高对比度条件下使用时,如作骨骼结构或胸腔检查,它的空间分辨率不会超过通常的X线摄影术。但是,通过增加探测器的数目和减小采样间隔,是能够达到较高的空间分辨率的。空间分辨率的表示方法,在机器的技术指标中大都以线对数/厘米来表示,也有用毫米表示的。这两种表示方法本质上是相同的。
线对数/厘米是指在1cm长度范围内的线对数;线对数是指等距离放置密度差异较大的物质薄片,片厚与间隔相等,每1片与1个间隔组成1个线对,每1片的厚度(mm)=10/(2×线对数)(mm)。
评估空间分辨率是通过扫描水模的高对比度部分来实现的,如图3-9所示。
图3-9,空间分辨率检测模型图中“○”为高对比度圆孔(也有的为方孔),图中标注的尺寸是指孔的直径,这是以毫米的形式表示空间分辨率。如果扫描后重建影像,能清晰地分辨出0.50那一排孔,就说成空间分辨率为0.50mm,对应的线对数为10线对/厘米。
(3)切片厚度是指一次扫描中X线穿过组织的纵向长度,它是由X线准直器开口的宽度所决定的。在影像的任何地方,保持切片厚度不变是十分重要的。切片厚度还受准直器与X线焦点之间的距离和焦点大小的影响。
切片厚度的测量是通过扫描水模2个纵向放置的铝板部分,影像重建后通过测量并计算得到的,其测量原理如图3-10所示。
图3-10中,2块铝板平面与水模中心轴线夹角为±α。扫描时,X线如图中箭头所示,重建影像如侧视图所示,La、Lb是2块铝板对应的影像,La是a板的垂直高度,Lb是b板的垂直高度,La、Lb分别可在重建影像上的高密区测量到。在直角三角形ABC中,BC=ABctgα,式中AB就是La。为了使测量更准确,一般取La、Lb的测量值平均数,所以切片厚度的计算式应为d=BC=(La+Lb)/2·ctgα。
图3-10,切片厚度测量原理(4)线性表示CT值与线衰减系数之间成正比变化的特性,它表示实测CT值与扫描物质实际具有CT值之间的差异。
(5)均匀性指同一物质在不同的位置所测得CT值的差异。例如,扫描物质为水时,影像中心区的CT值应为0±1.5,而在中心外围,距中心40mm的圆上,上、下、左、右4点处的CT值应为中心处的CT值±4。超过此限度即认为影像均匀度不佳。
(6)伪影是扫描物体中不存在而出现在重建影像中的所有不同类型花样和其他非随机干扰的总称。引起伪影的原因和大致类型有:被检者在扫描期间运动引起条纹伪影,X线束能量变化引起环状伪影,探测器灵敏度变化引起环状伪影,重建中心与旋转中心不重合引起模糊伪影,造影剂沾染在扫描区域、机器故障引起的伪影等。
2.剂量、噪声和X线束几何尺寸之间的关系
影像质量主要受到光子噪声的限制,这就意味着同一个给定体积元素相互作用的光子数目可以通过计算得到,结果可以确定噪声的理论极限。这表明,断层厚度、像素大小和局部剂量之间存在着一定关系。若把物体大小和平均线衰减系数考虑在内,则这种关系也可被转换成对皮肤剂量的一种评估。基于这种考虑,布鲁克(Brooks)推导出如下的公式:
σ=
σ:噪声标准差;
c:描述剂量效率的常数;
B=e-μd,物体衰减因数,μ为平均线衰减系数,d为物体厚度;
w:像素大小;
h:断层厚度;
D0:最大皮肤剂量。
这个公式显示出某些有趣的交换补偿关系,如图3-11所示。
图3-11,噪声与各参数间的函数关系根据公式,要使噪声减少一半,剂量需要增加到原来的4倍;噪声大小维持不变时,要使像素宽度减少一半以提高空间分辨率,则剂量要增加到原来的8倍;若要保持原来的噪声不变,使断层厚度减半,则剂量要增加到原来的2倍。很显然,当给予受检者的剂量被限制在一个合理的范围内时,对所有影像质量参数都获得有诊断价值的影像是不可能的。因此,在给定了受检者的能接受的剂量水平的条件下,应该选择特别强调的那个影像质量参数。
3.影像观察
(1)对比度接受能力要想看清一幅影像,这幅影像必须是由不同亮度区域组成,影像上2个相邻区域亮度差异必须大到一定程度,否则就无法区别相邻的区域。
对于一个给定的区域,假定观察区域的密度值为D,则D=log10(I入/I出),式中I入表示入射光强度,I出表示射出光强度,D表示光吸收系数的对数。因为人眼感光是按对数规律变化的,即光线强度变化倍时,人眼只能反映出2倍的光变化,并且人眼感光能力也有一定的限度,当光线强度变化倍时,人眼的反映为3.2倍的变化,在此之后,即使光线亮度再发生更大幅度的变化,人眼也无法识别了。这就是说,人眼识别密度变化范围大约是1?倍的光强度变化。在观察一幅影像时,最黑的区域对应于光衰减1?倍,或者认为此时密度为3.2。影像中最亮的区域,对应于光线没有任何衰减,即D=0。实际上人眼所能看到的最亮的区域密度大约在D=0.1.
密度的变化低于20%时,人眼是觉察不出来的,所以在控制高压发生器和X线球管电流时,也是按照20%~25%的比率改变的,曝光时间亦是按25%的比率改变的。
(2)窗口技术CT扫描重建影像的H值覆盖范围是-~+,也就是说,一幅影像上的亮度差异是0个。对于这样大的亮度变化范围,人眼是无法区别的。人的眼睛仅能区分40个灰度差异甚至更低。所以,CT扫描尽管能重建出很好的影像,人眼却不能分辨出来,这是一个很大的矛盾。为此,CT技术中引入了一个新概念窗口技术。
窗口技术就是从0个CT值中选出其中的一小部分,并用整个灰度级(灰阶)来显示。这其中的一小部分CT值称为窗宽,而中心CT值称为窗位。用窗位决定观察影像的中心,而用窗宽决定观察CT值的范围。窗宽的下限以下部分的影像呈现全黑,窗宽的上限以上部分的影像呈现全白,只有在窗宽选定范围内的CT值用64级灰度等级(灰阶)来显示。有了窗口技术,观察者可以随意调整影像的对比度,使得欲观察的部位影像清晰.
窗口技术包括窗宽和窗位的调整,如图3-12所示。
图3-12,窗宽,窗位示意图图中曲线c所对应的窗口技术,窗宽是H,窗位是0H。在此条件下,计算机就从影存储器中调出-~+H值范围内的影像信息显示在荧光屏上,并用64级灰阶来显示影像。这样每一个灰阶能包含12.5H。图中曲线B对应窗宽为H,每一个灰阶包含6H。曲线A对应窗宽为H,每一个灰阶包含3H,它们分别对应线衰减系数μ值变化0.3%、0.15%和0.08%。由此可见,通过窗口技术,可以把物质衰减系数的微小差异以明显的灰度差别显示在影像上,当扫描物体是由密度差异很大的物质组成时,用单一窗口技术就很难在一幅影像上既能分辨低密度区,又能同时分辨高密度区。例如,扫描人体肺部,肺泡里充满气体,是低密度区,血管和肌肉又是高密度区,为了既能看清肺泡的影像又能看清纵隔的影像,引入了双窗技术,如图3-13所示。
图3-13,双窗选择示意图用双窗技术,操作者可以把64个灰度等级平分为2个部分:一部分是0~32级,另一部分是33~64级,其窗位分别是-和+,它们的窗宽都设定为,这样在一幅影像上,既能看清低密度区,又能同时看到高密度区。
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医学影像设备
ct成像镜头在医学上有很广泛的用途,目前华东地区经销CT镜头的门店详细见引用
ge螺旋ct编辑词条
目录1GE螺旋CT
1GE螺旋CT编辑
GE螺旋CT属国内外领先技术,其三维重建、血管成像、仿真内窥镜等先进技术,可多方位清晰显示病灶,适用于脑部、耳鼻咽喉部、颈部、胸腹部、盆腔、脊柱及四肢等全身各部位病变的检查,如外伤、脑血管性病变、肿瘤性病变、炎症性病变及颈腰椎骨质增生、椎间盘突出等检查。 1.CT多种重建功能成像 可模拟手术方案;对于骨科手术、肿瘤科三维放射等计划制定提供清楚的空间解剖关系,血管重建,观察肺、气道病变。清晰显示上颌骨和下颌骨,用于外科手术计划及处理观察种植牙,颜面整形、美容。骨三维成像特别适合用于发现复杂性和隐匿性骨折,骨肿瘤、骨病、骨髓炎的病变范围、病变累及程度和临床分期。 2.CT血管造影 无创伤,检查快捷、舒适:安全性:适用于诊断脑、颈部、胸、腹部及四肢动脉瘤或夹层动脉瘤、畸形、狭窄性疾病,颅内血管畸形、脑膜瘤双重血液供应、静脉或静脉窦疾患;全身大动脉炎、肺动脉血栓或瘤栓、内脏血管异常,肺段隔离症。移植肝、肾动脉吻合口狭窄、成角。门静脉扩张、畸形、海绵样变,四肢血管疾病如静脉血栓等 3.CT仿真内窥镜(CTvirtualendoscopy,CTVE) 无痛苦,易被人接受。用于胃及结肠肿瘤、息肉、憩室、梗阻、炎症;气管支气管肿瘤、息肉、狭窄;椎管狭窄;喉腔肿瘤、声带息肉;鼻咽肿瘤、鼻息肉、副鼻窦炎、粘液囊肿、肿瘤、息肉;颅底动脉瘤、主动脉夹层动脉瘤、大动脉炎、其他动脉瘤;膀胱肿瘤、息肉。中耳炎、中耳畸形、听骨链脱位。 4.CT多时相容积增强扫描 适时三维重建,清晰显示肿瘤供血血管。用于脑膜瘤与其它肿瘤鉴别、脑内静脉扩张或静脉瘤;肺肿块性病变的鉴别诊断、肺段隔离症、肺静脉畸形引流;肝细胞癌与肝内胆管上皮细胞癌、海绵状血管瘤鉴别诊断,发现肝脏早期肿瘤或转移瘤;肾、肾上腺病变,胰腺癌与胰岛细胞瘤的鉴别;肺小结节病灶的鉴别诊断;胰腺炎的诊断分期、疗效观察。 5.CT高分辨率成像(CTHRI) CTHRI的目的在于尽可能的提高影像的高对比分辨率,以显示细微结构。用于肺间质纤维化的早期诊断或分期、尘肺的精细诊断、支气管扩张等;听骨鼓室异常、内耳骨性异常、面神经管异常;颅底细小骨折;股骨头无菌坏死;腕骨、足骨隐匿性骨折 6.CT肺结节评估分析及低剂量肺癌普查 高级肺结节评估分析:低剂量自动肺结节分析和数据库建立;肺结节体积的三维分割、测量;初期和随访扫描后,体积增长的自动分析;标注感兴趣区以利于随访分析;双重检测评,提供病灶生长速率和倍增时间报告,临床医生能够更好的观察肺结节体积的变化,有利于患者的诊断和治疗。对长期吸烟等其它高危人群行肺部低毫安(30-50Ma),薄层扫描,排除早期肺癌。 7.CT灌注成像 CT功能成像指灌注成像,用于监测肿瘤的新生血管,鉴别肿瘤的良恶性以及评价肿瘤化放疗疗效以及手术后复发的情况。急性或超急性期脑缺血早期诊断;脑、鼻咽、颈部、肺、肝、肾、胰腺、前列腺等脏器的肿瘤诊断及鉴别诊断;胰腺炎疗效和愈后预测,高度血管化肿瘤的治疗疗效判断。肺血栓栓塞的灌注监测,尤其是对弥漫性肺小动脉内血栓的监测。 8.心脏的CT检查: 心脏成像可应用的患者范围很广(心率从40-次/分钟)。显示冠状动脉和心腔、瓣膜等结构,显示心脏不同时相的形态,对心脏容积,射血分数,室壁运动的定量分析。显示冠状动脉的3~4级分支,对诊断冠状动脉狭窄,粥样硬化斑块是软斑还是硬斑,判断冠状动脉内支架和冠状动脉搭桥术后疗效。心脏电影显示心脏和瓣膜运动,冠状动脉仿真内窥镜显示冠状动脉狭窄和钙化及心脏三维立体成像等。
ct血管成像编辑词条
CT血管成像是指从被检者的静脉中快速注入一种对比剂,通过人体血液循环,在血管(动脉及静脉)中对比剂浓度达到最高峰值的时间内进行扫描,经工作站的后处理重建出血管的三维立体影像。CT血管成像可以同时显示血管腔内、腔外和血管管壁病变,既可实现大范围血管成像又可实现小血管小分支的精细显像,甚至实现了运动器官如心脏的血管成像。
名称CT血管成像所属分类计算机体层摄影CT检查目录1正常值
2临床意义
3注意事项
4检查过程
5相关疾病
6相关症状
1正常值编辑
造影无病灶及异常情况出现。
2临床意义编辑
异常结果:CT血管成像可清楚显示出全身各脏器的血管病变与周围组织的关系。 需要检查的人群:血管病变患者。
3注意事项编辑
不合宜人群: (1)对对比剂过敏的患者。 (2)颅内椎管内肿瘤,动脉瘤,血管畸形及感染者。 (3)有癫痫病史者。 (4)心、肺、肝、肾功能不全者。 (5)恶性肿瘤所致饿消耗状态,低蛋白血症,水电解质失衡者。 (6)婴幼儿及60岁以上老年患者。 (7)糖尿病、甲亢、嗜酸细胞瘤患者。 (8)某些特殊扫描者(如各部位动态扫描,肝双期/三期扫描、CT血管成像等)。 检查前禁忌:做CT检查的患者,应取下检查区域金属类物品,以减少伪影。 检查时要求:积极配合医生的工作。
4检查过程编辑
从被检者的静脉中快速注入一种对比剂,通过人体血液循环,在血管(动脉及静脉)中对比剂浓度达到最高峰值的时间内进行扫描,经工作站的后处理重建出血管的三维立体影像。
5相关疾病编辑
毛细血管瘤,小肠血管瘤,特发性息肉样脉络膜血管病变,腘动脉瘤,血管损伤,第Ⅱ、Ⅲ型脊髓血管畸形,第Ⅰ型脊髓血管畸形
6相关症状编辑
血管增生,血管壁变薄,全身性血管损害
螺旋CT机编辑词条
螺旋CT(spital CT是“计算机X线断层摄影机”或“计算机X线断层摄影术”的英文简称,是从年伦琴发现X线以来在X线诊断方面的最大突破,是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X线检查摄影技术相结合的产物。CT由英国物理学家在年研制成功,先用于颅脑疾病诊断,后于年又扩大到全身检查,是X线在放射学中的一大革命。我国也在70年代末引进了这一新技术,在短短的30年里,全医院共安装了各种型号的CT机数千台,CT检查在全国范围内迅速地层开,成为医学诊断中不可缺少的设备。
CT自上世纪70年代问世来,不断获得改进,从第一代到第五代,不断缩短扫描时间和提高图像质量。年由于解决了高压发生器与X线球管一起旋转的难题。X线管可以螺旋式的运动了,再加上滑环技术,把CT技术推上了一个新的水平,即螺旋CT的问世。原来的CT每次扫描都必须经过启动、加速、均速、取样、减速、停止等几个过程,大大限制了扫描速度,而螺旋CT克服了上述缺点,可以连续旋转扫描,患者的床也以一定的速度前进和后退,这不仅将扫描速度提高好几倍,而且这种螺旋扫描不再是对人体某一层面采集数据,而且围绕人体的一段体积螺旋式的采集数据,被称为体积扫描,它不仅速度快,而且获得的三维信息,这就增加了信息处理的内容和灵活性,它可以得到真正的三维重建图像,使血管立体成像(CTAogiography)成为可能。所以螺旋CT的功能大大的增加了,如组织容积与分段显示技术、实时成像技术、三维重建图像、仿真内窥镜技术及心脏功能评估等等。故螺旋CT被称为CT的“新生”。
2基本结构编辑
ct机 X线体层扫描装置和计算机系统。前者主要由产生X线束的发生器和球管,以及接收和检测X线的探测器组成;后者主要包括数据采集系统、中央处理系统、磁带机、操作台等。此外,CT机还应包括图像显示器、多幅照相机等辅助设备。
3螺旋CT编辑
主要分类分单层螺旋ct、双层螺旋ct、多层螺旋ct。
检查部位包括颅脑、颈部、胸部(肺、纵隔、胸壁及大血管、心包)、腹部一上腹部(肝、胆、胰、脾),后腹腔、肾上腺及肾。五官(眼、耳—颞骨、喉咽、鼻与鼻窦及颞颌关节),食管、胃肠道,盆腔(膀胱、子宫、输卵管、卵巢、直、乙肠、精路及前列腺),脊椎、脊髓、四肢及软组织,还有CT的介入学等。
4工作原理
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X线 CT是从X线机发展而来的,它显著地改善了X线检查的分辨能力,其分辨率和定性诊断准确率大大高于一般X线机,从而开阔了X线检查的适应范围,大幅度地提高了x线诊断的准确率。
CT是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描,当X线射向人体组织时,部分射线被组织吸收,部分射线穿过人体被检测器接收,产生信号。因为人体各种组织的疏密程度不同,X线的穿透能力不同,所以检测器接收到的射线就有了差异。将所接收的这种有差异的射线信号,转变为数字信息后由计算机进行处理,输出到显示的荧光屏上显示出图像,这种图像被称为横断面图像。CT的特点是操作简便,对病人来说无痛苦,其密度、分辨率高,可以观察到人体内非常小的病变,直接显示X线平片无法显示的器官和病变,它在发现病变、确定病变的相对空间位置、大小、数目方面非常敏感而可靠,具有特殊的价值,但是在疾病病理性质的诊断上则存在一定的限制。
5产品特点编辑
CT与传统X线摄影不同,在CT中使用的X线探测系统比摄影胶片敏感,是利用计算机处理探测器所得到的资料。CT的特点在于它能区别差异极小的X线吸收值。与传统X线摄影比较,CT能区分的密度范围多达0级以上,而传统X线片大约只能区分20级密度。这种密度分辨率,不仅能区分脂肪与其他软组织,也能分辨软组织的密度等级。这种革命性技术显著地改变了许多疾病的诊断方式。
在进行CT检查时,目前最常应用的断层面是水平横断面,断层层面的厚度与部位都可由检查人员决定。常用的层面厚度在1~10毫米间,移动病人通过检查机架后,就能陆续获得能组合成身体架构的多张相接影像。利用较薄的切片能获得较准确的资料,但这时必须对某一体积的构造进行较多切片扫描才行。
在每次曝光中所得到的资料由计算机重建形成影像,这些影像可显示在荧光屏上,也可将其摄成胶片以作永久保存。此外,其基本资料也可以储存在磁盘或磁带里。
6发展类型编辑
CT机按其适用范围分为头颅CT机和全身CT机。CT机的发展常用代(generation)来表示。
第一代CT机采取旋转/平移方式(rotate/translatemode)进行扫描和收集信息。首先X线管和相对应的探测器作第一次同步平行移动。然后,环绕患者旋转1度并准备第二次扫描。周而复始,直到在度范围内完成全部数据采集。由于采用笔形X线束和只有1-2个探测器,所采数据少,因而每扫一层所需时间长,图像质量差。
第二代CT机是在第一代CT的基础上发展而来。X线束改为扇形,探测器增多至30个,扩大了扫描范围,增多了采集的数据。因此,旋转角度由1o增至23o,缩短了扫描时间,图像质量有所提高,但仍不能完全避免患者生理运动所引起的伪影(Artifact)
第三代CT机的主要特点是控测器激增至-个,并与相对的X线管只作旋转运动(rotate/rotatemode)。因此,能收集较多的数据,扫描时间在5s以内,使伪影大为减少,图像质量明显提高。
第四代CT机的特点是控测器进一步增加,高达-2个并环状排列而固定不动,只有X线管围绕患者旋转,即旋转/固定式(rotate/stationarymode)。它和第三代机的扫描切层都薄,扫描速度都快,图像质量都高。 第五代CT特点是扫描时间缩短到50ms,因而解决了心脏扫描。其中主要结构是一个电子枪,所产生的电子束(Electronbeam)射向一个环形钨靶,环形排列的探测器收集信息。
7医疗评价编辑
优点①一次屏气扫描层数达9~24层而没有呼吸运动伪影,因而冠状或矢状面重建的空问分辨率高,较小的病变不会因呼吸运动而漏扫,二维或三维图像质量得到改善,
②选择适当造影剂量可以显示血管,使CT血管造影成为可能;
③如果患者不能维持很大功能体位,可进行快速体层扫描;
④不需要重复扫描及重叠扫描,因而患者接受辐射剂量减少;⑤动脉体层扫描可鉴别伪影。
缺点螺旋CT的x线球管热容量要求2~4.2百万热单位,阳板冷却率达1.0百万热单位/min,其使用寿命才能和普通球管相当,因而不能无适应地滥用螺旋CT连续扫描。一次连续扫描时间不超过12—24S,扫描范围也应有一定限度,两次扫描时间间隔需要8~12min,特殊情况下如严重呼吸窘迫综合征患者,螺旋CT仍不能完全消除呼吸伪影。[1]
PETCT该版本已锁定
摘要PETCT(2)
PET全称为正电子发射计算机断层显像(positronemissiontomographyPET),是反映病变的基因、分子、代谢及功能状态的显像设备。它是利用正电子核素标记葡萄糖等人体代谢物作为显像剂,通过病灶对显像剂的摄取来反映其代谢变化,从而为临床提供疾病的生物代谢信息。PET采用正电子核素作为示踪剂,通过病灶部位对示踪剂的摄取了解病灶功能代谢状态,可以宏观的显示全身各脏器功能,代谢等病理生理特征,更容易发现病灶。CT可以精确定位病灶及显示病灶细微结构变化;PET/CT融合图像可以全面发现病灶,精确定位及判断病灶良恶性,故能早期,快速,准确,全面发现病灶。
全称:正电子发射计算机断层显像
名称:PETCT
目录1特色优势
2适应人群
3作用
4特点
5医用前景
6原理
展开
特色优势
1、早期
PET-CT能早期诊断肿瘤等疾病。由于肿瘤细胞代谢活跃,摄取显像剂能力为正常细胞的2-10倍,形成图像上明显的“光点”,因此在肿瘤早期尚未产生解剖结构变化前,即能发现隐匿的微小病灶(大于5mm)。
2、安全
检查安全无创。检查所采用的核素大多数是构成人体生命的基本元素或极为相似的核素,且半衰期很短,所接受的剂量较一次胸部CT扫描的剂量稍高,安全高效,短时间可以重复检查。
3、准确
检查结果更准确。通过定性和定量分析,能提供有价值的功能和代谢方面的信息,同时提供精确的解剖信息,能帮助确定和查找肿瘤的精确位置,其检查结果比单独的PET或CT有更高的准确性,特别是显著提高了对小病灶的诊断能力。
4、快速
进行全身快速检查。其它影像学检查是对选定的身体某些部位进行扫描,而PET-CT一次全身扫描(颈、胸、腹、盆腔)仅需近20分钟左右,能分别获得PET、CT及两者融合的全身横断面、矢状面和冠状面图像,可直观的看到疾病在全身的受累部位及情况。
5、性价比高
可早期发现肿瘤,确定性质,其治疗费用较晚发现减少1-5倍,生存时间提高1-5倍,甚至10倍;一次检查就可准确判断大多数肿瘤的良恶性、是否有转移,避免了多种检查延误疾病诊断或者制定错误的治疗方案;可准确对于肿瘤进行分期,评价治疗效果,减少不必要的治疗方法和剂量;能准确判定肿瘤治疗后的肿瘤复发,虽单一检查费用略高,但实际上避免了不必要的手术、放化疗和住院,总体性价比突出。
适应人群
1、社会精英生活压力大、身体透支
高层公务员、企业高管、演艺明星等精英阶层作为社会和家庭的顶梁柱,责任大,工作压力大,生活起居没有规律,加上应酬较多,身体长期处于透支状态,有些疾病已处于潜伏期,等出现症状再做检查,为时已晚。
医学专家建议,工作压力大、责任大的社会精英,医院检查身体,最好一年能做一次防癌检查,如PET-CT检查,排除重大隐疾,保持健康,创造更大价值。同时,加强身体锻炼,提高身体的免疫系统,调节好生活规律。
2、长期疾病史者
由于患病已久,如罹患乙肝、慢性萎缩性胃炎等,平日大多以药物控制,这类人尤其需要注意身体检查,特别是当出现症状程度逐渐加重时,一定要引起重视。
专家指出,具有长期慢性病史的人群应该定期进行PET-CT检查,排除一些病情加重及并发症,做得早期发现,避免更大的损失。
3、肿瘤家族史人群
肿瘤家族史人群,是指家族几代都有肿瘤病史。经科学研究,癌症具有一定的遗传性,尤其是食道癌、肺癌、乳腺癌、胃癌、肠癌等常见恶性肿瘤,如父母有此类病史,子女患该病的概率高出数倍。因此,有家族肿瘤史的人群进行早期检测监控是非常有必要的。
专家认为,肿瘤家族史是评估发生基因突变风险和进行合理检查的重要指标,建议这类人群保持健康的生活方式和定期进行PET-CT防癌筛查的优良习惯。
4、不良生活习性者
长期作息无常、暴饮暴食、酗酒抽烟、中老年女性下体不规则的流血等,没有良好的卫生习惯等;平日经常咳嗽、咳痰、胸痛、痰中带血、呼吸困难等症状;大便不规律、便中带血、腹部肿块;进行性消瘦,体重下降明显等等,这些情况均需引起人们的注意,通过准确的检查诊断,降低肿瘤的发生概率,或早期发现,早期治疗。
作用
PET的独特作用是以代谢显像和定量分析为基础,应用组成人体主要元素的短命核素如11C、13N、15O、18F等正电子核素为示踪剂,不仅可快速获得多层面断层影象、三维定量结果以及三维全身扫描,而且还可以从分子水平动态观察到代谢物或药物在人体内的生理生化变化,用以研究人体生理、生化、化学递质、受体乃至基因改变。近年来,PET在诊断和指导治疗肿瘤、冠心病和脑部疾病等方面均已显示出独特的优越性。
特点
PET/CT则是将PET和CT(计算机体层显像)有机结合在一起,使用同一个检查床和同一个图像处理工作站,将PET图像和CT图像融合,可以同时放映病灶的病理生理变化和形态结构,明显提高诊断的准确性。
一、PET-CT能对肿瘤进行早期诊断和鉴别诊断,鉴别肿瘤有无复发,对肿瘤进行分期和再分期,寻找肿瘤原发和转移灶,指导和确定肿瘤的治疗方案、评价疗效。在肿瘤患者中,经PET-CT检查,有相当数量的患者因明确诊断,而改变了治疗方案;PET-CT能准确评价疗效,及时调整治疗方案,避免无效治疗。总体上大大节省医疗费用,争取了宝贵的治疗时间。
二、PET-CT能对癫痫灶准确定位,也是诊断抑郁症、帕金森氏病、老年性痴呆等疾病的独特检查方法。癫痫的治疗是世界十大医疗难题之一,难就难在致痫灶的准确定位,PET-CT使这一医学难题迎刃而解。经PET-CT的引导,采用X-刀或γ-刀治疗,收到很好的治疗效果。
三、PET-CT也是健康查体的手段,它能一次显像完成全身检测,可早期发现严重危害人们身体健康的肿瘤及心、脑疾病,达到有病早治无病预防的目的。
四、PET-CT也能进行很好的疗效评估:手术、放疗、化疗等某种治疗后,通过petct检查可以确定肿瘤是否有变化、癌细胞的活跃性是否降低、全身其他部位还有没有扩展,可以判断出之前的治疗效果。[1]
现代医学认为,绝大多数疾病是体内生化过程失调的结果,PET-CT可在生理状态下动态地定量观察体内分子水平的生化变化。随着人类基因的解密,对危害人类健康的肿瘤及心、脑疾病和各种遗传性疾病的产生、发展和治疗后转归,将从根本上得到认识,也可望从根本上找到有效的治疗方案。PET-CT基因显像是连接临床与基础基因研究的“桥梁”。
以下是阜外何作祥教授推荐JNM文章的中译本:JournalofNuclearMedicineVol.46No.
詹姆士W.弗莱彻,医学博士著方庭正译毫无疑问,PET/CT的时代已经到来了。现在每售出4台ECT机器就有至少3台是以硬件融合为特征的PET/CT。然而自从上世纪90年代初临床开始将以18F-FDG显像为主的PET检查投入常规商业运行以来,PET技术的发展就被紧紧地控制在核医学业界的手中而没有其他领域的人士染指。在过去的5年里,包括PET/CT商业制造在内的PET技术迅猛地发展。PET/CT相对于专用PET的优势来源于分别提供结构信息和功能信息的两种显像技术的完美结合。这些优势及其所带来的对疾病定位与定性的能力的提高现在已经被范围远远大于核医学界的广大医学界人士所掌握。在这种情况下核医学界的某些成员-专业医师-就有可能面临被淘汰的危险。其原因是显而易见的。正如PET/CT要大规模的取代专用PET一样,装备了可应用口服及介入增强剂并具有更高电功率的诊断级CT的PET/CT也必将取代单一的CT。由于很多核医学医师并不精通CT断层解剖学,他们目前也无法对PET/CT中的CT信息予以专业的解读。而如果PET/CT检查只需停留在仅仅将其CT部分用于衰减校正和18F-FDGPET显像中病灶定位的初级水平,那么就不需要进行诊断水平的CT检查,也没有必要对CT信息进行正式的解读。对于并不精通PET显像的放射学医师而言,他们正面临这正好恰恰相反的问题,鉴于此一些人提出PET和CT应该分别由各自领域有资格的医师进行解读。然而从长远看,这个建议也并不能解决问题。为了保证接受PET/CT检查的患者能够得到最好的处理,进行此项工作的医师们必须要同样的精通于PET和CT这两个领域。这一综合工作的最高水平要求医师们将诊断级别CT显像信息和PET显像信息一起用于对患者的诊断当中。这个目标也只能由在这两个领域都受过严格培训并达到相当水准的专业人士才能完成。.不幸的是,目前核医学专业和放射学专业的学院教育各自互不相关,并不能提供达到上述专业水准要求的经验和所需培训。这种课程设置的缺失使无论患者还是专业界都无法达到他们所期望的目的。
纠正这一状况要从两个水平入手。在学院教育水平,必须有足够长度和覆盖面的课程,以使住院医师能在断层显像和PET这两个专业都接受教育和培训。在临床实践水平,必须有充足的、充分混合的继续教育和经验总结,以使从业者能够在这两个领域达到同样高水平的诊断、解读和综合能力。对于住院医师而言,有必要对院校课程学习所提供的培训和经验的水平进行评价和调整,以求达到新形势下的PET和CT教育的要求。对于临床医师而言,相关的专业协会有必要为此研讨并建立继续教育和经验总结的具体措施,这些措施将能够提高并专业化PET/CT临床从业者的资质,使之获得广泛认同和尊重。这些措施和途径正在被付诸行动,这必将成为核医学界的胜利,同样更是患者的福音。
PET-CT绝非万能的但其绝对是影像技术的一次革命性的突破其在肿瘤临床诊治中将发挥愈来愈大的作用!
医用前景
近年来,我国PET/CT仪增加很快,经调查,截止6年8月底安装PET/CT达54台,目前存在的问题是:各地发展不平衡,配制欠合理;缺少关于PET/CT的检查指南和诊疗规范;科学研究缺乏创新,缺乏多中心的研究成果,缺乏大宗病例的总结报告,关于卫生经济学评价的研究刚刚起步;综合影像学和放射性药物的人才明显不足,通过继续教育解决急需。
PET/CT主要用于恶性肿瘤,而在我国恶性肿瘤已成为危害人民健康的主要杀手,因亲人患肿瘤致贫的家庭已不少见。实际情况是:尽管PET/CT这一高端设备对患者的诊断和治疗很有帮助,但相当多的患者因无力支付昂贵的检查费,不得不放弃使用。为此,上述54个中心除个别外,全年1个中心的检查量难以超过人次,以致多数PET/CT和加速器没有发挥作用。可以预料,随着PET/CT应用的逐渐成熟,PET/CT的临床价值一定会被认可,一旦有部分病种(如某些恶性肿瘤)的检查费用被纳入医疗保险,PET/CT检查的需求量将大幅度上升,在临床上会发挥更大的作用。
原理
一、PET显像的基本原理
PET是英文PositronEmissionTomography的缩写。其临床显像过程为:将发射正电子的放射性核素(如F-18等)标记到能够参与人体组织血流或代谢过程的化合物上,将标有带正电子化合物的放射性核素注射到受检者体内。让受检者在PET的有效视野范围内进行PET显像。放射核素发射出的正电子在体内移动大约1mm后与组织中的负电子结合发生湮灭辐射。产生两个能量相等(KeV)、
方向相反的γ光子。由于两个光子在体内的路径不同,到达两个探测器的时间也有一定差别,如果在规定的时间窗内(一般为0-15us),探头系统探测到两个互成度(士0.25度)的光子时。即为一个符合事件,探测器便分别送出一个时间脉冲,脉冲处理器将脉冲变为方波,符合电路对其进行数据分类后,送人工作站进行图像重建。便得到人体各部位横断面、冠状断面和矢状断面的影像。
PET系统的主要部件包括机架、环形探测器、符合电路、检查床及工作站等。探测系统是整个正电子发射显像系统中的主要部分,它采用的块状探测结构有利于消除散射、提高计数率。许多块结构组成一个环,再由数十个环构成整个探测器。每个块结构由大约36个锗酸铋(BGO)小晶体组成,晶体之后又带有2对(4个)光电倍增管(PMT)(请看图1)。BGO晶体将高能光子转换为可见光.PMT将光信号转换成电信号,电信号再被转换成时间脉冲信号,探头层间符合线路对每个探头信号的时间耦合性进行检验判定,排除其它来源射线的干扰,经运算给出正电子的位置,计算机采用散射、偶然符合信号校正及光子飞行时间计算等技术,完成图像重建。重建后的图像将PET的整体分辨率提高到2mm左右。
PET采用符合探测技术进行电子准直校正,大大减少了随机符合事件和本底,电子准直器具有非常高的灵敏度(没有铅屏蔽的影响)和分辨率。另外.BGO晶体的大小与灵敏度成正相关性。块状结构的PET探头。能进行2D或3D采集。2D采集是在环与环之间隔置铅板或钨板,以减少散射对图像质量的影响2D图像重建时只对临近几个环(一般2-3个环)内的计数进行符合计算,其分辨率高,计数率低;3D数据采集则不同。取消了环与环之间的间隔,在所有环内进行符合计算,明显地提高了计数率,但散射严重,图像分辨率也较低,且数据重组时要进行大量的数据运算。两种采集方法的另一个重要区别是灵敏度不同,3D采集的灵敏度在视野中心为最高。
二、多层螺旋CT的工作原理
CT的基本原理是图像重建,根据人体各种组织(包括正常和异常组织)对X射线吸收不等这一特性,将人体某一选定层面分成许多立方体小块(也称体素)X射线穿过体素后,测得的密度或灰度值称为象素。X射线束穿过选定层面,探测器接收到沿X射线束方向排列的各体素吸收X射线后衰减值的总和,为已知值,形成该总量的各体素X射线衰减值为未知值,当X射线发生源和探测器围绕人体做圆弧或圆周相对运动时。用迭代方法
求出每一体素的X射线衰减值并进行图像重建,得到该层面不同密度组织的黑白图像。
螺旋CT突破了传统CT的设计,采用滑环技术,将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制,沿人体长轴连续匀速旋转,扫描床同步匀速递进(传统CT扫描床在扫描时静止不动),扫描轨迹呈螺旋状前进,可快速、不间断地完成容积扫描。
多层螺旋CT的特点是探测器多层排列。是高速度、高空间分辨率的最佳结合。多层螺旋CT的宽探测器采用高效固体稀土陶瓷材料制成。每个单元只有0.5、1或1.25mm厚,最多也只有5mm厚薄层扫描探测器的光电转换效率高达99%能连续接收X射线信号。余辉极短,且稳定性好。多层螺旋CT能高速完成较大范围的容积扫描,图像质量好,成像速度快,具有很高的纵向分辨率和很好的时间分辨率。大大拓宽了CT的应
用范围,与单层螺旋CT相比。采集同样体积的数据,扫描时间大为缩短,在不增加X射线剂量的情况下,每15S左右就能扫描一个部位;5S内可完成层厚为3mm的整个胸部扫描;采用较大的螺距P值,一次屏气20S,可以完成体部扫描;同样层厚,同样时间内,扫描范围增大4倍。扫描的单位时间覆盖率明显提高,病人接受的射线剂量明显减少,x线球管的使用寿命明显延长,同时,节省了对比剂用量,提高了低对比分辨率和空间分辨率,明显减少了噪声、伪影及硬化效应。另外,还可根据不同层厚需要自动调节X射线锥形线束的宽度,经过准直的X射线束聚焦在相应数目的探测器上探测器通过电子开关与四个数据采集系统(DAS)相连。每个DAS能独立采集完成一套图像,按照DAS与探测器匹配方式不同。通过电子切换可以选择性地获得1层、2层或4层图像,每层厚度可自由选择(0.5、1.0、1.25mm或5、10mm。采集的数据既可做常规图像显示,也可在工作站进行后处理,完成三维立体重建、多层面重建、器官表面重建等,并能实时或近于实时显示。另外.不同角度的旋转、不同颜色的标记,使图像更具立体感更直观、逼真。仿真内窥镜、三维CT血管造影技术也更加成熟和快捷。
三、PET-CT的图像融合
PET与CT两种不同成像原理的设备同机组合,不是其功能的简单相加。而是在此基础上进行图像融合,融合后的图像既有精细的解剖结构又有丰富的生理.生化功能信息能为确定和查找肿瘤及其它病灶的精确位置定量、定性诊断提供依据。并可用X线对核医学图像进行衰减校正。
PET-CT的核心是融合,图像融合是指将相同或不同成像方式的图像经过一定的变换处理使它们的空间位置和空间坐标达到匹配,图像融台处理系统利用各自成像方式的特点对两种图像进行空间配准与结合,将影像数据注册后合成为一个单一的影像。PET-CT同机融合(又叫硬件融合、非影像对位)具有相同的定位坐标系统,病人扫描时不必改变位置,即可进行PET-CT同机采集,避免了由于病人移位所造成的误差。采集后两种图像不必进行对位、转换及配准,计算机图像融合软件便可方便地进行
2D、3D的精确融合,融合后的图像同时显示出人体解剖结构和器官的代谢活动,大大简化了整个图像融合过程中的技术难度、避免了复杂的标记方法和采集后的大量运算,并在一定程度上解决了时间、空间的配准问题,图像可靠性大大提高。
PET在成像过程中由于受康普顿效应、散射、偶然符合事件、死时间等衰减因素的影响,采集的数据与实际情况并不一致,图像质量失真,必须采用有效措施进行校正,才能得到更真实的医学影像。同位素校正得到的穿透图像系统分辨率一般为12mm、而X线方法的穿透图像系统分辨率为1mm左右图像信息量远大于同位素方法。用CT图像对PET进行衰减校正使PET图像的清晰度大为提高,图像质量明显优于同位素穿透源校正的效果(请看图2),分辨率提高了25%以上,校正效率提高了30%,且易于操作。校正后的PET图像与CT图像进行融合,经信息互补后得到更多的解剖结构和生理功能关系的信息对于肿瘤病人手术和放射治疗定位具有极其重要的临床意义。
临床应用
PET-CT提供的预测和治疗处理信息比单独PET和CT多得多,它超越了单独PET和单独CT的现有领域,既能完成超高档CT的所有功能,又能完成PET的功能——20min能完成全身CT扫描,比单纯PET的效率提高了60%以上,还能提供比CT更为准确、快速的心肌和脑血流灌注功能图像。PET-CT融合图像能很好地描述疾病对生物化学过程的作用,鉴别生理和病理性摄取,能在疾病得到解剖证据前检测出早期发病征兆,甚至能探测到小于2mm的亚临床型的肿瘤,为临床正确确定放疗的计划靶区(临床靶区与生物靶区相结合)、检测治疗过程中药物和放疗效果提供最佳的治疗方案和筛选最有效治疗药物。解剖定位加功能显像对于病变部位。
具体应用
1.癫痫定位:对脑癫痫病灶准确定位,为外科手术或伽玛刀切除癫痫病灶提供依据;
2.脑肿瘤定性和复发判断:脑肿瘤的良恶性定性、恶性胶质瘤边界的确定、肿瘤治疗后放射性坏死与复发的鉴别、肿瘤活检部位的选择等。
3.痴呆早期诊断:早老性痴呆的早期诊断、分期并与其他类型痴呆如血管性痴呆进行鉴别。
4.脑受体研究:帕金森病的脑受体分析,进行疾病的诊断和指导治疗。
5.脑血管疾病:PET-CT可以敏感地捕捉到脑缺血发作引起的脑代谢变化,因此可以对一过性脑缺血发作(TIA)和脑梗死进行早期诊断和定位,并进行疗效评估和预后判断。
6.药物研究:进行神经精神药物的药理学评价和指导用药,观察强迫症等患者脑葡萄糖代谢的变化情况,为立体定向手术治疗提供术前的依据和术后疗效随访等。
7.高级健康体检:早期肿瘤是可以得到治愈的,但大部分肿瘤发现时已经是中晚期了,故肿瘤的常规筛查不可忽视,PET-CT简便,安全,全面,准确,是人群健康体检的最佳手段。[1]
8、肺癌检查:70%肺癌确诊时已到中晚期,中晚期肺癌过了最佳治疗期,能够在早期发现肺癌病灶的最先进的影像学仪器显然是PETCT。PET-CT的超高灵感度,使得探测人体神经系统微量功能代谢变成可能,不仅提高了病灶的清晰度和特异性,更大大提高了微小病灶的检出能力和确诊率,使定位更加准确。[1]
风险
事实上对于PET-CT所用造影剂的辐射量,解放军医院核医学科主任丁勇曾专门在微博上做过解释,他指全身扫描有效剂量产生的辐射约为10.5毫西弗,只是《辐射防护规定》中一次应急照射限值毫西弗的十分之一,远低于发生非随机辐射损害的值。
香港大学放射诊断学系系主任Pek-LanKhong教授等研究者采用了三种目前主流的PET-CT仪器,结果显示其辐射剂量在13-32毫西弗之间,而“与PET-CT有相关性的癌症发病率”则为0.2%-0.8%,且年龄越低,风险越大。因此,研究者建议,应该在有充分的临床理由后再做PET-CT检查,并应采取措施,以减少剂量。
英国杜克大学医学中心辐射安全部的RobertE.Reiman教授在接受南方周末记者采访时表示,“科学界公认,辐射对身体的损害,会随着其暴露在辐射下的次数增加而积累。因此,每一次PET-CT检查都会增加风险,这将在一段时间后最终带来显著的辐射剂量”。RobertE.Reiman强调,儿童所遭受的风险将更大。
对于影像学检查中辐射剂量的问题,整个医学界都非常重视。无论是X光、CT还是PET/CT,医生都会把辐射剂量控制在目前认为的安全标准之内,避免对患者身体的伤害。PET/CTPET-CT的辐射来源自显像剂18F-FDG(全称氟代脱氧葡萄糖),采用的核素是超短半衰期同位素,在很短的时间内会自动衰减,而且注射的剂量非常低,在人体可以接受的安全范围之内,多喝水有利于快速排出体外。
医学检查中的辐射都会充分考虑“实践正当性”,用“两害取其轻”来概括。如果将PET/CT作为确定肿瘤的良恶性、分期诊断恶性肿瘤等的手段,PET/CT检查的积极意义就远大于辐射对身体的影响,更何况,现在的PET/CT辐射剂量低于安全上限。
辐射对身体的影响与遭受的辐射剂量和次数、人体自身修复能力都有关。大剂量的辐射可能使组织遭到破坏、坏死,放疗就是利用辐射的这个原理将癌细胞杀死;而低剂量的辐射被人体吸收后,身体有一个修复的过程。从事放射科、介入医学或核医学的医务工作者要接触到辐射,他们每年都会进行体检,其中一项指标叫淋巴细胞微核率能反映受照射后身体受影响的程度。如果数值升高,表示身体受辐射的影响较大,经过一段时间的休息调整,此数值通常都会恢复到正常。有些人做过PET/CT后,间隔不久又多次做其它有辐射的检查,辐射剂量会有累积;如果人体受到辐射后还没得到及时修复,身体受辐射影响的可能性会增高。[2][3][4]
检查流程
一、预约登记:通过热线电话或网络在线预约方式进行预约;
二、病史采集:请受检者出示所有检查报告、Ⅹ片、CT、MRI或超声等;
三、测量体重、血糖:以保证检查能够得到最好的效果;
四、注射:静脉注射显像剂,根据检查目的不同,选用不同显像剂;
五、检前休息:目的是让显影剂分布到全身,一般PET-CT会有专门的休息室;
六、上机扫描:PET-CT检查前排空小便;轻装上阵,不带任何饰品;
七、图像采集:计算机进行PET和CT图像的融合与比较;
八、专家阅片:为了对患者的检查结果负责,会在第二天晨会专家开会讨论阅片;
九、报告发放:一般情况下三个工作日取报告,如有特殊情况请跟主任详细说明。[3]
螺旋ct编辑词条
螺旋ct(2)
螺旋CT突破了传统CT的设计,采用滑环技术,将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。年,西门子推出了世界第一台螺旋CT,开启了螺旋扫描时代,把CT技术推上了一个新的水平。螺旋CT可用于检查颅脑、颈部、胸部等部位。其球管和探测器不受电缆长度限制,沿人体长轴连续匀速旋转,扫描床同步匀速递进(传统CT扫描床在扫描时静止不动),扫描轨迹呈螺旋状前进,可快速、不间断地完成容积扫描。
快速导航词条图册
分类单层、双层、多层中文名螺旋CT问世年目录1基本介绍
2多层螺旋CT
3螺旋ct的分类
4螺旋ct检查的部位
5优点
6词条图册
1基本介绍编辑
CT自上世纪70年代问世来,不断获得改进,从第一代到第五代,不断缩短扫描时间和提高图像质量。年,西门子推出了世界第一台螺旋CT,开启了螺旋扫描时代,把CT技术推上了一个新的水平。原来的CT每次扫描都必须经过启动、加速、均速、取样、减速、停止等几个过程,大大限制了扫描速度,而螺旋CT克服了上述缺点,可以连续旋转扫描,患者的床也以一定的速度前进和后退,这不仅将扫描速度提高好几倍,而且这种螺旋扫描不再是对人体某一层面采集数据,而且围绕人体的一段体积螺旋式的采集数据,被称为体积扫描,它不仅速度快,而且获得的三维信息,这就增加了信息处理的内容和灵活性,它可以得到真正的三维重建图像,使血管立体成像(CTAngiography)成为可能。所以螺旋CT的功能大大的增加了,如组织容积与分段显示技术、实时成像技术、三维重建图像、仿真内窥镜技术及心脏功能评估等等。故螺旋CT被称为CT的“新生”。
2多层螺旋CT编辑
年在单螺旋、双螺旋的基础上,医学工程技术人员又推出了多层螺旋CT(MSCT,Multi-sliceCT),使CT的发展又上了一层楼。多层螺旋CT与单层螺旋CT机比较,有很大的改进。首先,单层螺旋CT采用扇形X线束,单排探测器,而多层螺旋CT则用锥形X线束,多排探测器,大大提高了扫描速度,旋转一周的扫描时间可短至0.5秒,同时旋转一周可获得多层图像。16层螺旋CT,它扫描一周0.5秒内可获得16个层面的图像。由于它是快速容积扫描,在短时间内,对身体的较长范围进行不间断的数据采集,可获大量的信息。经过计算机的后处理,不仅可获得薄至0.75mm一层的图像,而且可完成许多种技术的成像。尽管一些技术在单层螺旋CT上已经能够完成,但是多层螺旋CT无疑扫描速度增快,使图像质量更高。如三维重建,没有了阶梯状伪影,图像更接近于立体解剖图像,仿真内窥镜不仅更“真”,而且更细小的病变及粘膜的病变发现率增高。当然,多层螺旋CT还增加了很多新的功能。
3螺旋ct的分类编辑
分单层螺旋ct、双层螺旋ct、多层螺旋ct。
4螺旋ct检查的部位编辑
包括颅脑、颈部、胸部(肺、纵隔、胸壁及大血管、心包)、腹部一上腹部(肝、胆、胰、脾),后腹腔、肾上腺及肾。五官(眼、耳—颞骨、喉咽、鼻与鼻窦及颞颌关节),食管、胃肠道,盆腔(膀胱、子宫、输卵管、卵巢、直、乙肠、精路及前列腺),脊椎、脊髓、四肢及软组织,还有CT的介入学等。
5优点编辑
①、整个器官或一个部位一次屏息下的容积扫描,不会产生病灶的遗漏。单位时间内扫描速度的提高,减少了运动伪影,使造影剂的利用率提高②、,节省造影剂用量,有人报告可节省50%左右。
③、可任意地、回顾性重建,无层间隔大小的约束和重建次数的限制。
④、容积扫描,提高了多方位和三维重建图像的质量。
ct平扫该版本已锁定
摘要CT平扫又称普通扫描,是指静脉内不给含碘造影剂的扫描,通常用于初次CT检查者,CT平扫最重要的是掌握各个不同部位或器官以及兴趣区的层厚和层距技术,当层厚等于层距时即为连续扫描,相临层面之间无间隙,当层厚小于层距时,两相临层面之间留有空隙。层厚选择取决于受检部位或器官以及病灶大小而定。通常较大的器官选用层厚1cm,例如脑,胸部,腹部等;鼻咽,颈部,胰腺,前列腺等通常用0.5cm层厚;眼,喉,肾上腺通常用0.2-0.3cm层厚;脑下垂体采用=0.2cm层厚。如果在较大器官内发现了小病灶,即兴趣区,则应对该区域进行0.2-0.3cm层厚的扫描,以精确显示病灶的大小形态和密度,克服部分容积效应的影响。
名称:CT平扫
所属分类:计算机体层摄影CT检查
目录1正常值
2临床意义
3注意事项
4检查过程
5相关疾病
6相关症状
正常值
CT检查图像无异常现象出现。
临床意义
异常结果:CT检查图像清晰,密度分辩率高,它比普通X线检查高10-20倍,头部检查能显示脑组织的灰质与白质,脑室系统和蛛网膜下腔,可直接显示脑瘤、脑出血、脑梗塞等改变;肺部检查能清晰显示肺细小纹理;可清晰显示肝、脾、胰、肾、肾上腺等器官形态,轮廓及其病变,这些均是普通X线检查不能显示的。CT检查能提供一真正的断面图像,这些图像既无不同器官病灶互相重叠的影像,以致干扰观察,又能提供受检层面器官和病灶的细节,使定位准确性达到很高的水平。 需要检查的人群:脑瘤、脑出血、脑梗塞的患者。
注意事项
不合宜人群:对碘过敏、心衰的患者。 检查前禁忌: (1)做腹部CT扫描的病人,检查前应口服适量的含造影剂的水,做盆腔CT扫描的病人,服大量的清水,或含造影剂水,待膀胱感到满胀后,再进行CT扫描。 (2)做CT检查的患者,应取下检查区域金属类物品,以减少伪影。 检查时要求:积极配合医生工作。
检查过程
进行腹部或盆腔检查前,口服阳性造影剂使肠道非透线化,应该作为CT检查前的常规准备,但该技术不属于增强扫描,其主要目的在于用造影剂标志胃肠道空腔器官,使胃肠和实性器官的界限清晰,又能使正常胃肠器官与病变组织或器官的界限清晰。口服造影剂的浓度为1.3%-3.5%的胃影葡胺或1%-3%泛影葡胺均可。上腹部非透线化准备:口服稀释后造影剂-ml,于扫描前15-30min分次复下,直至扫描开始。全腹部CT扫描宜全腹非透线化,最好是口服和灌肠法相结合,效果较为理想,在病人检查前一天下午开始,分次复下-ml稀释碘水,次日上午检查前清洁灌肠后保留灌肠稀释碘水ml,再加扫描前15-30min口服稀释碘水-ml,这样可使全消化道,达到理想的非透线化准备。腹部平扫的非透线化准备亦适用于腹部增强扫描。对于衰竭病人亦不必强求。已知有心衰者,应禁服大量低渗溶液,以免增加心脏负荷。 CT适合于全身各部位新生物即肿瘤的检出,小部分肿瘤的定位诊断,肿瘤分布范围,浸润和转移以及CT引导下的活检;适合于全身多数部位炎症检出及其范围大小的确定,如脑、眶、鼻窦、纵隔、肝(细菌或原虫等炎症或脓肿)胰以及骨骼等部位的炎症;适用于全身各部大血管病变(血管畸形,血管瘤,血管闭塞以出血)等的检出和定性诊断;对确定重要脏器外伤出血有定量及定性的重要价值,对多种外伤异物定位亦非常有价值,对某些部位钙化或结石的检出非常敏感。CT还适用于某顺官变性或先天异常的检出,如肝脏脂肪变性和中枢神经系统先天异常等。
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