三、CT窗技术

三、CT窗 技术

1.灰阶与人眼分别率

(1)CT可识别人体组织的CT值范围:基于CT值的概念,已经知道正常人体组织的密度差别很大,鼻旁窦腔和肺组织内所含空气的CT值最低、接近-1000 HU,头颅及全身骨骼CT值最高、接近+1000HU,因此,CT可识别人体内组织的CT值变化范围达2000 HU,在CT机的黑白显示器上最高CT值的骨骼显示亮白色,最低CT值的窦腔内气体显示暗黑色。

(2)人眼可分辨的每个灰阶CT值范围:黑白显示器的清晰度与显示灰阶等级的数量有关,如16灰阶与256灰阶显示器的差异,后者清晰度要高得多。所谓灰阶等级是指显示器从最暗的黑到最亮的白之间的亮度层级关系,中间层级越多,所能够显现的图像效果越细腻。已知正常人眼仅仅可分辨16个灰阶等级,而CT可显示人体组织CT值范围跨越2000HU,因此,人眼能够分辨CT片所显示的不同组织CT值差值最小为125HU(2000HU/16)。在同一灰阶等级范围内存在的不同组织结构,因CT值相差小于125 HU,显示的影像灰度完全相同,人眼不能分辨。(https://www.daowen.com)

2.窗技术原理

从上面内容,我们知道在CT值跨越-1000~+1000HU范围的CT图片上,能够被人眼所分辨、区分开来的不同组织结构之间CT值差不能小于125HU。如需显示CT值差小于125HU不同组织结构,可采取分段显示的方法,这就是CT检查的窗技术原理。所谓分段显示,即指突出显示某一段CT值范围内所有组织结构,使该段CT值范围以上组织全部变为同一白亮灰度,该段CT值范围以下变为同一暗黑灰度,而这一段CT值范围内所有组织结构,则按其密度高低从白到黑分为16个灰阶显示出来。突出显示的某一段CT值范围称为窗宽(window width,WW),该段中心的CT值称为窗位(window level,WL),这种通过调整窗宽和窗位使某一段CT值范围内的组织结构按16个灰阶等级被区分开来的显示技术,称为窗技术。举例,窗宽选定为200 HU,窗位设定为+50 HU,则CT值为-50 HU~+150 HU范围内的组织结构被突出显示,人眼可分辨的每一灰阶CT值范围为200 HU/16=12.5HU,即CT值为-50 HU~+150 HU范围内的任意两个组织结构之间CT值相差在12.5HU以上,即可在CT片上显示出差异灰度、为人眼所识别,无须相差125 HU(窗宽2000 HU,窗位0 HU)。

3.不同窗宽和窗位CT影像比较

窗宽为CT图片上所显示各种组织的CT值范围,窗位为所选取窗宽的中心位置CT值,只有选择合适的窗位,才能更好地显示一定CT值范围内不同密度的组织结构。窗宽范围内的组织结构,按其密度高低从白到黑,以不同模拟灰度显示于CT图像,高于窗宽的所有结构均显示为无灰度差的白影,而低于窗宽均显示为无灰度差的黑影,窗宽以外的结构肉眼无法分辨。增大窗宽,即图像的CT值范围加大,显示具有不同密度的组织结构增多、图像层次增多,但组织之间灰度对比减小,细节显示差;减小窗宽,则显示的组织结构减少,但显示各结构之间的灰度差别增加。不同窗宽和窗位,CT显示的图像层次、亮度和灰度对比不等(图1-8)。

图示

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图1-8 不同窗宽和窗位CT图片比较

不同窗宽和窗位的眼眶水平位CT表现特征不同。A.图像亮白,组织间灰度对比大;B.图像层次增多,组织间灰度对比减小;C.颅内出血灶为高密度影(箭),与周围中密度脑组织对比差异明显,细节显示清晰;D.眼眶水平位CT显示图C同一位置的颅内出血灶,箭所指病灶较周围脑组织密度稍高、分辨不清晰,脑组织细节显示明显模糊,因此,须将窗宽和窗位调整至突出显示软组织结构的一段CT值,方可达到图C显示效果,避免漏诊。

4.窗宽和窗位设定

窗位即窗宽上下限的平均数,欲观察某一组织结构及发生的病变,最好以该组织的CT值作为窗位,再设定窗宽。窗位越高,图像看上去越柔和;反之,图像看上去变粗糙(图1-9)。设定不同窗位,同样窗宽所包括CT值范围不同,例如,窗宽同为400 HU,当窗位设定在0 HU时,其CT值范围为-200 HU~+200 HU;而窗位是+50 HU时,则CT值范围为-150 HU~+250 HU。

图示

图1-9 窗宽和窗位变化CT图像比较

A.窗宽WW 90,窗位WL 35;B.窗宽WW 400,窗位WL 35;C.窗宽WW 1530,窗位WL 400;D.窗宽WW 2000,窗位WL 400。随着窗宽增大,图像从亮白逐渐变灰暗,眼眶内不同软组织对比度逐渐减小,眼眶外壁蝶骨大嵴骨质结构显示的层次逐渐增多,整幅图片看起来逐渐柔和。