CT图象的后处理技术

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CT图象的后处理技术
      CT诊断的准确性与图像质量密切相关，普通CT扫描图像虽然能解决多方面的临床问题．但难以达到表现细微结构及直观的立体效果。计算机对扫描数据的处理，不仅能重建出质量优良的图像，而且可以对建成的图像进行加工，以获得必要的诊断信息。
                       一、窗口技术
窗口技术从 CT值的角度可以看出CT图像是用2000个灰度值表示的、层富而人眼一般仅能分辨出 16个灰度等级。若将 2000个灰度等级，划分为 16个灰阶则个灰阶所能分辨的CT值为2 000／16＝125Hu．即相邻两组织CT值相差125时人眼才能将二者区分出来，若小于此数值，处于同一灰阶则不能分辨。而人体组织的C T值在相差几个HU单位时（3－5Hu）就有重要的诊断意义。为了显示组织结构的细节反映准确的密度差异，就必须使用窗口技术，根据不同部位及病变的情况，对窗宽窗位进行相应的选择及调整。窗宽（Window width用w表示）；是指显示图像所包含的C T值范围在这个CT值范组织结构按密度的高低从白至黑分为16个灰度等级进行观察分析。调书窗宽主要影响对比度，窗宽大图像层次多组织对比减少细节显示差。人们发现在多数情况下，实际所需了解的只是一个较小范围的组织吸收X线值的变化。例如，颅内病变CT值的变化都在- 间。因此 观察脑组织，只需选用窄一点的CT值范围即可。反之欲了解一个较宽范围的组织吸收X线值的变化如拟同时了解肺和其周围软组织的情况时，应选用范围宽一点的CT值。由于不同组织的CT值不同，因此欲观察某一组织结构应以该组织CT值为中心进行观察．即窗位（window level．用 L表示）也称窗中心（window center，用 C表示）。根据拟显示结构CT值的变化范围来确定合适的窗宽和留位是相当重要的通过调节窗定与窗位，可观察同一层面不同密度的图像。窗宽、窗位两者关系密切使用时应相互协调与匹配，才能获得既有一定层次又有良好对比度的优质图像。目前，许多类型的CT机都有窗值选择键，在做不同部位时按相应的键就能快速获得适合的窗值。不同的机型团性能差异、窗值并不完全一至即使是同一台机器，随着使用时间的变化，窗值也会有所改变并且电流、电压的改变温度、湿度也会使数据采集系统产生误差，使CT值在一定程度上的波动，因此，在实际操作中，影根据具体情节窗宽、窗位获得优质图像。
随着科技的发展CT的各种应用软件也越来越多，现在很多CT机都具有校正发阶曲线的功能。如线性曲线及非线性曲线（窗值）另外还有双窗显示（double windows），Sigma窗Adaptive窗（自适应窗）等。提高了图像质量，为疾病的定性诊断提供更多、更可靠的依据。下表是人体常见组织窗值参考表

   
                     二、兴趣区的测量和确定
CT值的测定是对病变的密度变化进行定量分析可根据测定其区域CT值作出明确诊断。然而多数组织CT值之间相互重叠，我们在显示屏及胶片上所看到的图像都是二维平面图每幅图像都有一定的的切层厚度。因此在图像矩阵中的每一个象素，都是有长、竟高的立体形的方格其CT值是此立方体内各种物质CT值的平均值。同样道理，如果同一扫描层面内含有两种以上不同密度物质时图像的CT值则是该扫描层内所有物质的平均值，它不能正确表示其中任何一个物质的CT值这种现象即为部分容积效应。当病变小于层厚时尽管它可显示但CT值并不能真实反映该组织的CT值，而会受到周围物质的影响。周围物质密度低．则病变组织所测CT值比实际CT值低；周围组织密度高，则病变组织所测的CT值比实际值高。如在低密度的肺组织中实质性的病灶所测CT值会低于实际值．而在高密度的骨组织中的低密病灶（相对于骨组织）川所测CT值会比实际CT值高。此外，周围间隙现象的存在，即扫描线束在物体邻接处测量值．互相重叠造成的物理现象，会使邻接物质边缘分界不清．CT值的测量会受到邻接物质的影响而不准确。一股说来，邻接物质密度差越大，则此现象越严重。故CT值不能作为判断组织的绝对依据，但可作诊断参考。测cT值时应注意以f几点：第一一定要在中心层面测量。即测定病变部位CT值也要测定正常部位CT值以便对比。第二，若病变密度不均，则应测定不均匀区各点。如病变密度均匀，应测定中心部分也要测定边缘部分。第三应选择病变的适当测定范围，以避免不能反映病变各部位特征。第四如果同一部位作平扫和增强扫描则测定兴趣区和范围应一致，以便正确评价强化程度。另外在扫描时对有病灶的部位进行薄层扫描，也可减少部分容积的影响。如图6－20是直径为4mm的肺部实质性病灶切层厚度依次为10mm，5mm，2.5mm 都在病灶的中测量，C T值依次为Hu1、Hu2、Hu3，那么Hu3>Hu2>Hu1,且Hu3最接近实际CT必要时应采用薄层扫描技术并在许可的情况下，用较大的图像矩阵。因矩阵越大象素越多，每个象素内所含物质成分越少，那么CT值就越接近实际CT值，部分容积效应影响小，从而提高图像水平和诊断质量。此外在兴趣区域里还可以测量病灶大小、面积、体积、距离、角度等还可以给出CT值分布图，频谱图等以协助诊断。
                         三、图像重建技术
（一）多平面重建
多平面重建（multi-planner reconstruction一般cT扫描机都具有此功能。描的基础上对某些或全部扫描层面进行各种方向范围的重建得到冠状面、矢状面、外面或任意面的图像。要求连续扫描层面不少于6层且扫描层厚小于或等于5mm，扫描层厚愈薄则重建图像就愈真实.最常用的是冠状面和矢状面的重建，它与横断面图像相结合，丰富了空间立体效果。从不同方向观察肿瘤、炎症、血肿囊性病变及其内部结构，如密度、液化区、钙化灶也能显示病变的边缘、轮廓a多平面重建方法适用于全身各个部位，特别是对颅脑、喉部、纵隔、腹腔、椎管、腹膜后及盆腔的病变，对明确病变与某一脏器的关系颇有帮助。常作为横断面扫描的补充以提高病变的诊断率。（二）图像再次重建
图像再次重建（retrospective reconstruction)技术时在普通扫描重建图象基础上数据重建处理可改变图像的矩阵、视野，还可根据需要选择滤波函数：骨（bone）、软组织（softissue)、细节（detai) 标准（Standard)等处理程序。使原有的矩阵数加大、象素变小增组织间的密度分辨力使图像更清晰、细致、柔和，提高了显示细微结构的敏感性，常用于观察颧骨岩部的全貌，肺部局限性小结节以及成为诊断垂体微小腺癌的重要手段之一。（三）仿真内窥镜技术
是计算机技术与 CT结合而开发出仿真内窥镜（virtual endoscopy,VE)功算机领域的虚拟现实（virtual reality)结合，如管腔导航技术或滑游技术（fly through模拟内窥镜检查过程行假彩色编码使内腔显示更为逼真，目前几乎所有管腔器官都可行仿真内窥镜显示，无痛苦、易被病人接受，常用的有仿真血管储仿真支气管镜、喉镜、鼻窦镜用管格乳突镜和仿真结肠镜等，效果均较好。不足的是易受地影的影响；不能进行活检。
（四）三维重建
三维重建（3－dimensional rconstruction）使影像思维立体化，改进了诊断方法，但必须以优良的图像质量为基础。所以对拟做三维重建的病人，在定位片上应选定充分的兴趣区范围，避免扫描完成后发现范围不全而前功尽弃。其次应选择合适的层厚、重建间隔和螺距。层厚越窄，螺距越小，生成的三维图像越清晰、平滑，但也限制了扫描覆盖面。所以应视兴趣区大小范围选择l－5mm的层厚，螺距常用Pitch＝l为好，但如兴趣区范围很大，则宣增加螺距；这可保证理想的有效层厚，又不会使图像的纵向分辨力明显下降。重建间隔应取层厚的一半或与层厚等同。重叠图像越多，生成的三维图像越平滑，但处理时间也会随之延长，图像所占储存空间也随之加大，因此要根据实际情况选择。三维图像应用范围有限，目前主要适用于颅面及骨系统，借以观察颅底骨质、颌面部、脊柱小关节、复合关节、骨盆等部位骨折或畸形。
（五）容积再现技术
容积再现技术（volume rendering）利用全部体素 CT值行表面遮盖技术与旋转相结合，加上假彩色编码和不同程度的透明化技术（transparency），使表面与深部结构同时显示。例如用于支气管、肺、肌骨和血管的成像涸像清晰逼真。
                 四、CT血管造影重建
目前 CT血管造影（CT angingraphy，简称 CTA）较过去更为完美。与 MRA相比，CTA所得信息较多"与DAS相比，CTA无需插管，创伤小。所得薄层重叠扫描图像经过最大强度投影（MIP）软件重建，去掉骨组织及其它高密度影。其血管图像接近血管造影，且可以任意角度旋转血管影像，显示复杂的解剖关系。
                五、C T脑血流灌注成像
CT脑血流灌注成像（brain perfusion imaging）属于脑的功能成像，其原理与方法有如 CT动态扫描与MR的灌注成像。方法是快速团注对比剂，对选定层面行连续扫描，采集数据，使用专用软件减去重叠结构，即可获得脑血流灌注图像，已试用于脑缺血的检查。