螺旋CT扫描及后处理

根据有关文献，从肘前静脉至胸腔内各结构的循环时间依次为：上墙静脉3.7±1.5s，肺动脉6.5±2.5s，升主动脉10.5±3.0s，降主动脉及颈部血管12.3±3.8s，颈静脉17.8±5.0s。

以上延迟时间只是近似的，需根据病人估计的心输出量及怀疑病变情况作出适当调整。

螺旋CT检查需预先在高压注射器的遥控器上设置造影剂量，计算公式如下：剂量＝流速（毫升/秒）x｛扫描延迟时间（秒）＋扫描时间（秒）－7｝，这里的7秒是造影剂到达肺动脉干的时间。

这个公式适应于造影剂浓度为300mg碘/ml，流速2ml/s时；当造影剂浓度为150mg碘/ml，流速3～4ml/s时，造影剂剂量翻倍。

另一种计算造影剂剂量的方法是根据病人体重，方法是：剂量（300mg碘/ml）＝体重（kg），或剂量（150mg碘/ml）＝体重（kg）x2在CTCA中，利用心电门控制技术在心脏运动最慢的时期采集图像数据，可以实现抑制心脏运动伪影的目的，心电门控制技术分为前瞻性心电门控和回顾性心电门控两种。

前瞻性心电门控技术就是利用心电信号控制CT扫描，该技术早已经在EBCT和其他成像技术中应用。

基本原理是在扫描过程中，同步检测患者的心电信号，通过心电信号对心脏运动期相的标记，选择适当的扫描起始时点，实现获得心脏特定期相的图像或消除心脏运动伪影的目的。

在心电信号控制下，每个心动周期进行一次扫描，扫描模式与传统CT一样，X线发射为间断式、检查床运动为步进式。

通常以心电信号的R波为参考点，确定扫描的开始时间。

当检测到R波峰时，开始计数延迟时间，延迟时间结束触发扫描，扫描时间结束移床，移床距离为准直器宽度，重复上述过程完成整个心脏扫描。

螺旋CT扫描及后处理技术应用技巧螺旋CT的问世与发展，是CT历史上的又一次革命。

首先，球管旋转一周的时间已经缩短到亚秒量级，一次屏息可以完成整个躯干的扫描;第二，图像后处理功能迅猛发展，各种后处理软件不断完善，使CT不再单单是横断图像。

各种三维后处理图像不仅能立体显示解剖与病变，而且可以透明化处理或以仿真内窥镜方式观察。

由于螺旋CT扫描参数复杂，图像质量又主要依赖正确灵活的扫描参数选择，因此熟悉各种扫描参数与图像质量的关系成为影像学医生的必须。

后处理图像的质量不仅与原始图像质量有密切关系，许多后处理技术和技巧的熟练应用也是保证后处理图像质量的重要因素。

一螺距的定义和应用1.定义螺距(pitch)是X射线球管旋转一周扫描床移动距离与准直器宽度之比：螺距=球管旋转1周床移动距离(mm)/准直器宽度[mm]如果准直器宽度等于床的移动距离，即螺距为1。

如果准直器宽度大于床的移动距离，螺距就小于1，反之则螺距大于1。

2.改变螺距可以改变扫描范围当扫描时间固定时，螺距越大覆盖距离越长。

例如，准直宽度为10mm，螺距为1，旋转一周为1s时，旋转10周扫描距离为100mm，螺距为1.5时，同样10s的扫描时间扫描距离则增加到150mm。

这对于一次屏息的大范围扫描很有帮助，因为只需增加螺距即可在同一扫描时间内尽可能地多增加扫描距离。

实际扫描中，要针对不同的要求选择适当的螺距。

3.改变螺距可以改变扫描时间相同的扫描范围，可以通过增大螺距来缩短扫描时间。

例如同样扫描范围150mm，10mm准直宽度，旋转一周1s，当螺距为1时，需要扫描15s，螺距为1.5时，仅用10s扫描时间。

4.改变螺距对图像质量的影响螺距的增大使得同样扫描范围内的光子量减少，180º内插法也减少光子量，这样就使得当螺距大于1时，量子噪声明显增加，密度分辨力降低，减弱了软组织的对比度。

图像质量下降(图1)5.如何解决扫描时间、扫描范围、图像质量三个矛盾同样的扫描范围，如果强调图像质量，必须降低螺距或减少准直宽度，以增加空间及密度分辨力，但是这样必须增加扫描时间;如果限定扫描范围和时间，只有增大螺距或加厚准直才能完成，但是这样就降低了空间和密度分辨力，使图像质量下降。

这是很难调和的矛盾。

那么，当扫描范围和扫描时间被限定以后，螺距和准直的选择成为主要矛盾。

在需要进行图像三维后处理的时候，选择大螺距、薄准直得到的结果优于小螺距、大准直。

这是因为在图像重建时，Z轴方向的空间分辨力是决定重建图像质量的主要因素，而薄准直是Z 轴空间分辨力的主要保证。

所以应当采用牺牲密度分辨力、保证空间分辨力的方法来提高重建图像的质量。

(图2、3)6.关于多层螺旋的螺距对单层螺旋，各CT生产厂家对此定义是统一的，即螺距=球管旋转360º进床距离/准直宽度。

如果我们对不同定义加以比较，会发现，对于四层螺旋来说，飞利浦等的螺距1等于GE等的螺距4，依次类推。

搞清楚不同厂家之间存在何种不同计算方法，我们才能够了解这些混乱数据的规律。

在多层螺旋CT中，X射线球管旋转一周，进床距离如果等于总的准直宽度，其含义就是两个相邻X射线束之间首尾衔接，既无X射线的重叠，也没有间隔，相当于单层螺旋的螺距为1的含义。

进床距离如果大于总的准直宽度，两束X射线间存在间隔，图像质量肯定下降，不如进床距离等于或小于总准直宽度的图像。

多层螺旋CT如果以每层的准直作为公式分母容易对图像质量的理解造成混乱。

这样给使用机器的技术人员和医生带来诸多不便。

McCollough和Zink指出，以层厚(每层的准直)作为螺距计算公式的分母是不合适的，因为其改变了射线剂量，X射线束交迭之间的基本关系。

以总准直宽度(X射线束宽度)作为分母，无论是多少层螺旋，螺距1都表明扫描中X射线束是首尾相连，既无重叠也无间隔。

小于1，告诉你X射线有重叠，大于1则说明X射线有间隔，图像质量要下降。

目前16层CT的螺距算法各厂家已经统一到以整个准直宽度作为分母的标准。

二重建间隔及其应用当螺旋扫描的容积采样结束后，理论上二维图像可以从Z轴上的任何一点开始重建，而且数据可以反复使用。

这样就出现了一个新的概念：重建间隔。

其定义是每两层重建图像之间的间隔。

例如：扫描范围为100mm，准直宽度为10mm，如果重建间隔为10mm，将获得类似常规断层扫描的10幅图像，如果重建间隔为5mm，将获得20幅10mm层厚图像，产生数据交叉重叠的图像。

这种重建方式，在非螺旋扫描中是无法完成的。

同样扫描范围内，重建间隔越小，重建出的图像数量越多。

当然每幅图像的重建时间一样，重建间隔的增加势必增加整个图像重建的时间，即总重建时间等于重建层数乘以每层重建时间。

常规断层也可以获得重叠图像，但是需要减少层间距进行重叠扫描，无疑增加了吸收剂量，螺旋扫描的重建间隔减少并不增加额外的辐射量，这是二者的主要区别之一。

重建间隔的改变无法改变图像质量，因为既不能提高空间分辨力，也不能提高密度分辨力。

减小重建间隔的一个优势是降低部分容积效应的影响，例如，层厚10mm，病灶直径也是10mm，重建间隔等于层厚时，一旦病灶正好落入两层之间，要么病灶被遗漏，要么病灶的显示密度不真实，可能误诊或漏诊。

缩小重建间隔则会避免这种机会的发生。

缩小重建间隔的另一个优点是提高MPR及三维重建图像的质量，如果重叠30~50%，会明显改善MPR和三维重建图像如MIP、SSD、VR、VE的图像质量。

三螺距与重建间隔的不同重建间隔与螺距的区别主要有以下四点：1.螺距是扫描参数，只能在扫描前设定，重建间隔是后处理参数，可以在扫描前设定，也可以在扫描后选择，而且可以有多种选择重复重建图像。

2.重建间隔的缩小并不能提高图像质量，因为它不能影响空间和密度分辨力，但是可以减少部分容积效应的影响。

螺距的增大则意味着每个象素吸收的光子量将减少，图像质量肯定下降，反之则会提高图像质量。

3.当准直和扫描范围一定时，增大螺距可以缩短扫描时间。

当准直和扫描时间固定后，增大螺距可以延长扫描范围。

而重建间隔的增加既不能变更扫描时间，也无法改变扫描范围。

4.二者都会影响到三维重建图像的质量。

螺距的改变通过影响轴位图像的质量间接影响后处理图像，重建间隔的改变则是由于直接影响纵轴部分容积效应来影响后处理图像的质量。

四准直与有效层厚在螺旋CT中，我们经常看到不容易理解的层厚标记，例如，四层螺旋最大探测器组合是5mm，但是在层厚标记中却出现6.5mm层厚的标记。

这涉及到螺旋CT中的一个新的概念：有效层厚。

在常规断层扫描中，扫描时被扫描物体静止不移动，5mm宽的X射线束通过5mm宽的人体，实际层厚与准直宽度一致。

螺旋扫描中，在球管旋转的同时，病人身体也在移动，X射线束通过人体时已经超过它的宽度。

所以实际采集数据的层厚与准直宽度有一定差别。

一般说来都大于准直宽度，称之为有效层厚。

有效层厚与螺距的大小和重建算法的不同有关，螺距越大，有效层厚就越厚，360º内插法图像较180º内插法有效层厚大。

计算证明，当螺距为1时，5mm的准直宽度，180º内插法，实际数据获得范围为6.5mm，即有效层厚6.5mm。

螺旋扫描时病人连续移动通过扫描架会导致图像在Z轴(病人身体长轴)方向的变形，这种现象在采用360º内插法时较180º内插法计算时严重，而且螺距越大越严重。

大多数螺旋CT在螺距大于1时自动采用180º内插法，来纠正这种变形。

这种方法的代价是降低软组织对比度，会影响软组织间结构的辨别。

但是不会影响骨组织的观察，因为骨与周围软组织的对比差别较大。

同样的准直宽度，螺距越大，有效层厚也越大，这是因为病人通过扫描线越快的缘故。

有些螺旋CT，在准直1、2.5、5.0mm的情况下，我们能看到1.2、3.2、6.5mm等不同层厚的标记，代表的就是有效层厚。

有的多层CT无有效层厚标记，只标记准直宽度，实际应用中要注意，如果层厚标记与探测器组合尺寸吻合，多半是准直标记;如果层厚标记与探测器组合的尺寸不吻合，多半是有效层厚的标记。

这种混乱也是各厂家不统一标准的后果。

五图像后处理中的技巧1.根据不同的要求灵活运用多方位重组(MPR)面神经管的走行特殊，可以调节MPR的角度，旋转到合适的位置就能同时显示面神经管的水平段和垂直段。

这对于面神经管上下壁以及整体的观察是十分必要的。

CPR可以同时长轴显示冠状动脉的多个分支，有利于全面观察冠状动脉的狭窄部位和程度以及是否为钙化性狭窄。

CT横断图像的一个不足是无法纵轴显示解剖和病灶，因而常常为此产生误诊，这在胸部病灶的观察中最为显著。

许多柱状或长条状病灶由于沿身体纵轴走行，在横断图像上仅仅表现为圆形病灶，很容易被误认为结节性病灶。

冠状或者矢状、斜位重组图像可以显示这些病灶在纵轴上的形态而避免误诊，所以在判断胸部病灶性质时，不同方位重组图像的观察是十分必要的。

(图4)。

2.灵活运用CTACTA不仅可以诊断血管本身的病变，还可以对一些病灶的定位有很大的帮助。