X光、CT、B超、核磁共振原理

 时间:2020-09-10  贡献者:yongguanai.com

导读:正在播放相关视频:膝关节ct和核磁共振有什么区别,X 光、CT、B 超、核磁共振原理 、CT 全称:computed tomography CT 是一种功能齐全的病情探测仪器,它是电子计算机 X 射线断 层扫描技术简称。 CT 的工作程序是这样的:它根据人体不同组

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X 光、CT、B 超、核磁共振原理 、CT 全称:computed tomography CT 是一种功能齐全的病情探测仪器,它是电子计算机 X 射线断 层扫描技术简称。

CT 的工作程序是这样的:它根据人体不同组织对 X 线的吸收与 透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量,然后将测量 所获取的数据输入电子计算机,电子计算机对数据进行处理后,就可 摄下人体被检查部位的断面或立体的图像, 发现体内任何部位的细小 病变。

1、CT 的发明 自从 X 射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。

但是, 由于人体内有些器官对 X 线的吸收差别极小,因此 X 射线对那些前 后重叠的组织的病变就难以发现。

于是,美国与英国的科学家开始了 寻找一种新的东西来弥补用 X 线技术检查人体病变的不足。

1963年, 美国物理学家科马克发现人体不同的组织对 X 线的透过率有所不同, 在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来 CT 的应用 奠定了理论基础。

1967年,英国电子工种师亨斯费尔德在并不知道 科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。

他首先 研究了模式的识别,然后制作了一台能加强 X 射线放射源的简单的 扫描装置,即后来的 CT,用于对人的头部进行实验性扫描测量。

后 来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。

1971年9月,

亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作, 在伦敦郊外一家医院安装了 他设计制造的这种装置,开始了头部检查。

10月4日,医院用它检查 了第一个病人。

患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X 线管装在患者 的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部 位对 X 线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理, 使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。

这次试验非常成功。

1972 年4月,亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式 宣告了 CT 的诞生。

这一消息引起科技界的极大震动,CT 的研制成 功被誉为自伦琴发现 X 射线以后,放射诊断学上最重要的成就。

因 此,亨斯费尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学或医学奖。

而今,CT 已广泛运用于医疗诊断上。

CT 原理 2、CT 的成像基本原理 CT 是用 X 线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器 接收透过该层面的 X 线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号, 再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,输入计 算机处理。

图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长 方体,称之为体素(voxel) ,见图1-2-1。

扫描所得信息经计算而获 得每个体素的 X 线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩 阵(digital matrix) ,数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。

经数字/模拟 转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由 黑到白不等灰度的小方块,即象素(pixel) ,并按矩阵排列,即构成 CT 图像。

所以,CT 图像是重建图像。

每个体素的 X 线吸收系数可

以通过不同的数学方法算出。

3、CT 设备 CT 设备主要有以下三部分:①扫描部分由 X 线管、探测器和扫 描架组成;②计算机系统,将扫描收集到的信息数据进行贮存运算; ③图像显示和存储系统,将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏 上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。

探测器从原始的1个发 展到现在的多达4800个。

扫描方式也从平移/旋转、旋转/旋转、旋转 /固定,发展到新近开发的螺旋 CT 扫描(spiral CT scan) 。

计算机容 量大、运算快,可达到立即重建图像。

由于扫描时间短,可避免运动 产生的伪影,例如,呼吸运动的干扰,可提高图像质量;层面是连续 的,所以不致于漏掉病变,而且可行三维重建,注射造影剂作血管造 影可得 CT 血管造影(Ct angiography,CTA) 。

超高速 CT 扫描所用 扫描方式与前者完全不同。

扫描时间可短到40ms 以下,每秒可获得 多帧图像。

由于扫描时间很短,可摄得电影图像,能避免运动所造成 的伪影,因此,适用于心血管造影检查以及小儿和急性创伤等不能很 好的合作的患者检查。

4、CT 图像特点 CT 图像是由一定数目由黑到白不同灰度的象素按矩阵排列所构 成。

这些象素反映的是相应体素的 X 线吸收系数。

不同 CT 装置所得 图像的象素大小及数目不同。

大小可以是1.0×1.0mm,0.5×0.5mm 不等;数目可以是256×256,即65536个,或512×512,即262144个 不等。

显然,象素越小,数目越多,构成图像越细致,即空间分辨力

(spatial resolution)高。

CT 图像的空间分辨力不如 X 线图像高。

CT 图像是以不同的灰度来表示,反映器官和组织对 X 线的吸收 程度。

因此,与 X 线图像所示的黑白影像一样,黑影表示低吸收区, 即低密度区,如含气体多的肺部;白影表示高吸收区,即高密度区, 如骨骼。

但是 CT 与 X 线图像相比,CT 的密度分辨力高,即有高的 密度分辨力 (density resolutiln) 因此, 体软组织的密度差别虽小, 。

因此, 体软组织的密度差别虽小, 人 吸收系数虽多接近于水, 吸收系数虽多接近于水, 也能形成对比而成像。

也能形成对比而成像。

这是 CT 的突出优点。

的突出优点。

所以, 可以更好地显示由软组织构成的器官,如脑、脊髓、纵隔、 所以,CT 可以更好地显示由软组织构成的器官,如脑、脊髓、纵隔、 肺、肝、胆、胰以及盆部器官等,并在良好的解剖图像背景上显示出 胰以及盆部器官等, 病变的影像。

病变的影像。

x 线图像可反映正常与病变组织的密度,如高密度和低密度,但 没有量的概念。

CT 图像不仅以不同灰度显示其密度的高低,还可用 组织对 X 线的吸收系数说明其密度高低的程度,具有一个量的概念。

实际工作中,不用吸收系数,而换算成 CT 值,用 CT 值说明密度。

单位为 Hu(Hounsfield unit) 。

水的吸收系数为10,CT 值定为0Hu,人体中密度最高的骨皮质 吸收系数最高, 值定为+1000Hu, CT 而空气密度最低, 定为-1000Hu。

人体中密度不同和各种组织的 CT 值则居于-1000Hu 到+1000Hu 的 2000个分度之间。

CT 图像是层面图像,常用的是横断面。

为了显示整个器官,需 要多个连续的层面图像。

通过 CT 设备上图像的重建程序的使用,还 可重建冠状面和矢状面的层面图像, 可以多角度查看器官和病变的关

系。

5、CT 检查技术 分 平 扫 ( plain CT scan ) 造 影 增 强 扫 描 ( contrast 、 enhancement,CE)和造影扫描。

(一)平扫 是指不用造影增强或造影的普通扫描。

一般都是先 作平扫。

(二)造影增强扫描 是经静脉注入水溶性有机碘剂,如60%~ 76%泛影葡胺60ml 后再行扫描的方法。

血内碘浓度增高后,器官与 病变内碘的浓度可产生差别, 形成密度差, 可能使病变显影更为清楚。

方法分团注法、静滴法和静注与静滴法几种。

(三)造影扫描 是先作器官或结构的造影,然后再行扫描的方法。

例如向脑池内注入碘曲仑8~10ml 或注入空气4~6ml 行脑池造 影再行扫描,称之为脑池造影 CT 扫描,可清楚显示脑池及其中的小 肿瘤。

6、CT 诊断的临床应用 CT 诊断由于它的特殊诊断价值,已广泛应用于临床。

但 CT 设 备比较昂贵,检查费用偏高,某些部位的检查,诊断价值,尤其是定 性诊断,还有一定限度,所以不宜将 CT 检查视为常规诊断手段,应 在了解其优势的基础上,合理的选择应用。

7、CT 诊断的特点及优势 、 CT 检查对中枢神经系统疾病的诊断价值较高,应用普遍。

对颅 内肿瘤、脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、脑梗塞与

 
 

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