CT基础知识

做磁共振临床培训这么多年，CT知识一直荒废，我自己也有空看看CT，但是毕竟不怎么摸机器非常不熟。
学习知识最好的方式就是把它总结出来，用自己的话写出来。虽然我是影像诊断专业，这么多年的影像学习也涉及了CT，包括写报告，但是长时期不看，对CT确实不太熟悉。所以，为了督促自己学习CT，公众号慢慢的我也开始写CT的内容。前面我也写了一些CT技术的文章，可能比较简单，相对于MRI，我写的CT文章很基础，很入门，所以读者们不要笑话，把我当成一个CT小白就可以，如果有错误，欢迎大家斧正。前文链接：CT中的"层"与"排"的区别
CTA图像
CT发展简述
从CT的发展我们知道，早期从第一代CT（单束扫描）、第二代CT（窄角扇束扫描）、第三代CT（广角扇束扫描）、第四代CT及第五代CT。滑环技术的出现，使得CT扫描模式发生了很大的变化，从轴向扫描（不连续）到螺旋扫描（连续扫描）。在探测器硬件上从单排发展到多排。
现在临床使用的CT大部分扫描方式（或者模式或者叫数据采集模式）包括三种：
①定位像扫描模式；
②轴扫模式；③螺旋扫描。
一.定位像扫描模式

其实大部分部位都可以不用扫描定位像，这一点和MRI不同。MRI成像，首先必须先扫描一个定位像，出了定位图之后，才能看到图像，然后进行正式序列的扫描。当然，MRI理论上也可以不扫描定位像，在正式序列设置叠块的时候，把范围，中心位置设置好，直接启动扫描。不过临床中这种情况比较少。CT的定位像扫描模式一般可以同时进行正位（前后位）和侧位的扫描。这样就要扫描两次，进床扫描一次或者出床扫描一次（当然也可以选择相反的顺序）。
CT的定位像扫描中X线球管和探测器静止，扫描床移动，得到一个大范围的图像。这种就类似于X线透照一样。

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图1：定位像扫描模式，这是正位（前后位）成像


如上图所示是定位像扫描，前后位，X线球管从人体正面透照，探测器在人体下方。



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图2：定位像（前后位）图像


一般定位像除了得到前后位图像，还要扫描一次，得到侧方位图像，这样定位也比较准。

扫描侧方位图像的时候，X线球管转90°，在人体的侧方向进行投照，这样就会得到侧方位的类似X线图。



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图3：定位像（侧方位）图像

二.轴扫模式


所谓的轴扫，有些书又把它叫做序列扫描。这种扫描模式是最早期的CT扫描模式，又叫做步进式扫描或者step-stop，步进-采集模式，slice-by-slice。

这种扫描模式首先扫描床步进到所需要成像的位置；扫描床停止运动；球管和探测器旋转360°（采集数据）；球管和探测器停止工作；扫描床再次移动到下一个位置，然后停止；球管和探测器选择360°.....

这种扫描模式就是，扫描床移动一层，停止，扫描一层；然后扫描床移动到下一层，停止，再扫描....



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图4：扫描床移动到扫描的位置


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图5：球管和探测器旋转360°采集数据

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图6：完成采集当层的图像


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图7：扫描床移动到下一层

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图8：球管和探测器再次旋转360°采集数据


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图9：完成另外一层的图像采集
这种模式就是轴扫。从这种扫描模式可以看出，轴扫速度比较慢。也就是进一层、停一下、扫一层，然后再重复这个过程。如果头颅扫描24层，那么就要进24次，即使一层扫描很快，0.5s，也需要12s，所以相对速度是比较慢的。
另外一点就是，轴扫很多时候球管和探测器并不是旋转360°，有可能超过360°，这样采集的数据更多。轴扫的时候机架可以稍微打点角度，这样切面和需要观察的层面尽量平行。

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图10：轴扫的头颅图像


轴扫的主要缺点是扫描时间慢，这样对于运动器官容易产生伪影。对于很多医院，头颅扫描还是会采用轴扫，虽然时间慢，这是因为和螺旋扫描相比，轴扫还是有一些优势的，主要包括：剂量低；
图像质量相对好，不容易产生射线束硬化伪影；连续扫描，每层一般都是360°的采集数据，没有重叠；
重建图像比同样参数的螺旋扫描空间分辨率高。轴扫的时候为了避免漏扫，一般CT的扫描层厚和层间距是一样的。有老师可能会问有层间距怎么会不遗漏，这就是CT的层间距的定义问题。关于这个问题，我在CT和MRI的层间距定义里有说明。前文链接：磁共振参数的故事（二十二）——层间距
CT轴扫中层厚和层间距一样的话，则刚好完全覆盖。
除了头颅等，轴扫还应用于单部位的灌注扫描，也就是在一个位置连续多次采集得到多个时间期相的图像。

三.螺旋扫描
螺旋扫描（Helical or Spiral scan ）又叫容积扫描（Volumetric CT scan）。其扫描模式为球管和探测器360°旋转采集数据的过程中，扫描床同时移动。连续产生X线，并且连续进行不同位置的数据采集。


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图11：螺旋扫描模式


在球管和探测器旋转的过程中，扫描床匀速的运动，采集得到连续的数据。

现在临床大部分部位扫描都采用螺旋扫描的模式，其最大的优点就是扫描速度快，可以进行连续快速扫描。这样使得胸部、腹部可以在一次屏气内完成扫描，得到良好的没有呼吸运动伪影的图像。

成像速度的提高，也使得多期动态增强成为可能，比如肝脏的多期动态增强扫描。

另外一点就是螺旋扫描得到的是容积数据，也有利于三维重建和得到VR图像。

螺旋扫描快速成像的特点，尽可能的冻结了运动伪影，解决了动的问题。但是其扫描模式也有缺点，比如大螺距容易产生风车状伪影；在一些部位容易产生射线束硬化伪影。

还有一点需要注意，和轴扫描不同，螺旋扫描的这种模式，球管和探测器旋转一周的起点和终点并不相同，所以在图像重建之前需要进行插值。



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图12：螺旋CT扫描的图像



四.总结



本期内容写了一些CT扫描中最基础也是非常简单的知识。其实看起来很简单，大家可能平时张口就来，但是真正要写出来，形成书面语言，才发现很多时候还要反复地核实及查证。就怕写得不准确或者术语不严谨，当然本人水平有限，CT又是小白，可能挂一漏万，也请大家谅解及斧正，非常感谢大家。

有时间我也会多看看CT的书籍，一个粉丝送给了我一本全英文的CT书，非常感谢这位朋友。这本书有700多页，铜版纸的，质量很高。

当然，现在CT技术发展也挺快的，听说光子计数探测器CT也快出来了，扫描能谱常规化也应用比较多。所以，再不学习，就落后了。

而磁共振发展就更快了，基本上每个月都有新序列出来，每一年都有新技术。这使得我们必须要全力以赴。

西安彩虹螺旋CT维修技术学习联系评论区任老师。