医用影像设备(CT/MR/DSA)成像原理与临床应用
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第二节 CT的图像后处理

CT的图像后处理包括简单的图像评价处理和二维、三维图像重组处理。
一、图像评价处理
图像评价处理技术包括CT值、距离、大小和角度等,是图像后处理中很常用的手段。
在CT的诊断中往往要采用CT值的测量。通过CT值的测量,可知道某一病变的CT值范围,进而推论该病变的性质。在增强扫描中更需要对病变作CT值测量,通过与平扫时CT值的比较,来确定病变的性质。CT值的测量是诊断中最常用的方法。根据测量的方法不同有单个CT值和兴趣区CT的测量,根据显示方法的不同还有CT值分布图形显示等。
● 单个CT值的测量最常用和简便,通常是一支CT值测量笔或鼠标的一个点,需要时可随时放在被测量的部位,屏幕上就可显示该处的CT值。但该方法只反应了被测量部位某一点的CT值变化,没有整个病灶范围的CT值概况。
● 兴趣区CT值测量其范围的大小一般可自定,形状通常有圆形或方形,测量个数一至数个不等。根据测量的数目在屏幕上依次显示,其测得的CT值是所定范围内的平均值,并标有标准误差供作参考。兴趣区法CT值测量相对更实用一些,可根据病灶的大小自定义测量范围。
● CT值分布图形(profile)也是有用的CT值测量方法。图形显示根据需要可随意选择兴趣区形状,如圆形、椭圆、直线和不规则线,它显示的是所选范围内CT值的概况,并以图示的方法表示,它是一种动态的显示,使诊断医师能更直观地了解被测部位的CT值情况,有助于诊断的确定。
大小、角度和体积的测量同属计算机软件的测量功能。它们包括面积和体积测量、距离和角度测量、图像的电子放大、图像的滤过和镜像、图像的减影等。在发现病变后,往往要采用测量方法来表示其大小、直径等,为临床的诊断提供准确的依据。如肺内发现某一病灶,可采用大小的测量,从而取得准确的数据;脑内的出血,可采用体积的测量而计算出准确的出血量。
二、二维、三维图像重组处理
二维和三维图像重组后处理的重要差别是:二维的多平面重组图像的CT值属性不变,即在多平面重组的图像上仍可采用CT值测量,而三维图像的CT值属性已改变,不能做CT值测量。
(一)多平面重组(multi-planar reformation,MPR)
多平面重组属于三维图像处理但显示方式仍为二维。多平面重组的方法是将一组横断面图像的数据通过后处理使体素重新排列,使其在显示屏上能够诊断的需要显示任意方向的二维断面图像(图2-4-1、图2-4-3)。它的显示形式有矢状面(图2-4-4)、冠状面(图2-4-2)、斜面和曲面。
图2-4-1 多平面重组位置和层面选择
图2-4-2 多平面重组冠状位显示图像
图2-4-3 多平面重组位置和层面选择
图2-4-4 多平面重组矢状位显示图像
曲面重组(curved planar reformat,CPR)是MPR的一种特殊形式,可在一个指定参照平面上,由操作者沿感兴趣器官划一条曲线,并沿该曲线作三维曲面图像重组,从而获得曲面重组的图像(图2-4-5、图2-4-6)。
图2-4-5 曲面重组位置和部位选择
图2-4-6 曲面重组图像显示
该方法可使弯曲器官拉直、展开,显示在一个平面上,使观察者能够看到某个器官的全貌。但曲面重组对于所划曲线的准确与否依赖性很大,有时会造成人为的伪像;同时由于存在变形操作,曲面重组图像有时不能真实反映被显示器官的空间位置和关系。
(二)表面阴影显示法(shaded surface display,SSD)
SSD法可逼真地显示骨骼系统及增强血管的空间解剖结构,能获得仿生学效果(图2-4-7)。
SSD方法的优点是:三维效果明显、立体感强(图2-4-8);对于体积、距离和角度的测量准确,可实施三维图像操作(例如模拟手术)。
SSD方法的缺点是:由于该法是采用阈值法成像,图像显示准确性受图像处理中分割参数(阈值)的影响较明显;结果图像不能显示物体内部结构,也不提供物体的密度信息。
(三)最大密度投影法(maximum intensity projection,MIP)
MIP是按操作者观察物体的方向作一投影线,以该投影线经过的最大密度(强度)体素值作为结果图像的像素值,投影图像的重组结果,低密度的组织结构都被去除(图2-4-9、图2-4-10)。
MIP的主要优点是分辨力很高,组织结构失真少,临床上广泛应用于具有相对高密度组织和结构。
MIP的主要缺点是相近密度的组织结构在同一投影方向,会产生前后物体影像的重叠。
图2-4-7 表面阴影显示方法示意图
图2-4-8 表面阴影显示的图像显示
图2-4-9 横断面最大密度投影图像
图2-4-10 斜冠状面最大密度投影图像
(四)容积再现三维成像(Volume Rendering Technique,VRT)
容积再现三维成像(VRT)是采用扫描容积数据的所有体素,并通过计算机的重组直接投影以二维图像的形式显示(图2-4-11、图2-4-12)。
VTR的主要优点是能同时显示空间结构和密度信息,对于肿瘤组织与血管空间关系显示良好。
缺点是数据计算量大、耗时。通常情况下,512×512矩阵的CT图像如超过500幅,则无法做到实时显示。
(五)CT仿真内镜(CT virtual endoscopy,C电视E)
CT仿真内镜(CT virtual endoscopy,C电视E)是在CT采集容积数据后,采用表面阴影显示法或容积再现法的三维后处理方法。成像时仿真内镜中假想光线的投影采用透视投影,在受检器官的腔内选择好视点的行进路线,计算机保存一系列显示结果图像,按电影序列反复回放,获得与光纤内镜相仿的效果。
图2-4-11 VRT图像,右输尿管结石
图2-4-12 冠状动脉VRT图像
仿真内镜检查的优点是无创性,患者痛苦小,视点不受限制,能从狭窄或梗阻病变的远端观察。
主要缺点是仿真内镜不能观察病灶的颜色,对扁平病灶不敏感,技术参数的选择不当、人体运动等多种因素可导致伪影。