人體組織在CT上能分辨出2000個不同的灰度,層次甚多,而人的眼睛不能分辨出如此微小的灰度差別,一般只能分辨出16個灰度。爲此CT機在設計上將密度最高的白色到密度最低的黑色分爲16個灰階。人體組織的2000個CT值若用16個灰階來反映,則人眼所能分辨的CT值應爲2000/16=125HU,即兩種組織的CT值只有相差在125HU以上時肉眼才能分辨出來,若相差不足125HU則無法分辨清楚。而人體軟組織的CT值多數在+20~+70HU之間,相差不足125HU。爲了提高組織結構細節的顯示,使CT值差別小的兩種組織能分辨,可採用不同的窗寬與窗位進行調整。
窗寬是指顯示圖像時所選用的CT值範圍,在此範圍內的組織結構按其密度高低從白到黑分爲16個等級(灰階)。如窗寬爲160Hu,則可分辨的CT值爲160/16=10Hu,即兩種組織CT值的差別在10Hu以上者即可分辨出來。由此可見窗寬的寬窄直接影響圖像的對比度;窄窗寬顯示的CT值範圍小,每級灰階代表的CT值幅度小,因而對比度強,可分辨密度較接近的組織或結構,如檢查腦組織宜選用窄的窗寬;反之,窗寬加寬則每級灰階代表的CT值幅度增大,對比度差,適於分辨密度差別大的結構如肺、骨質。
窗位是指窗寬上、下限CT值的平均數。因爲不同組織的CT值不同,欲觀察其細微結構最好選擇該組織的CT值爲中心進行掃描,這個中心即爲窗位。窗位的高低影響圖像的亮度:窗位低圖像亮度高呈白色;窗位高圖像亮度低呈黑色,但在實際操作中尚須兼顧其它結構選用適當的窗位。
例如我們爲了要在腹內找出肝腫瘤的細微變化,就要用肝窗位,假設70HU是肝臟的平均值(稱爲肝窗位),我們就可以在更窄的窗寬內重新定義範圍,窗寬定爲170HU,85HU爲上,85HU爲下,如此一來範圍就是-15HU到+155HU,低於-15HU的指就顯示全黑,高於+115HU的指就顯示爲全白。同理,骨的窗位就要用寬窗(Wide Window),主要是考慮到含有脂肪的髓腔內的髓質還有外層緻密骨,當然HU的中心值就大約要用百位的數字了。
下圖說明了在窗位的作用下,輸入灰度(橫軸數值)是如何被映射爲輸出灰度(縱軸數值)的。
附:正常人體組織的CT值:
類別 |
CT值(HU) |
水 |
0±10 |
腦脊液 |
3-8 |
血漿 |
3-14 |
水腫 |
7-17 |
腦白質 |
25-32 |
腦灰質 |
30-40 |
血液 |
13-32 |
血塊 |
64-84 |
肝臟 |
50-70 |
脾臟 |
50-65 |
胰腺 |
45-55 |
腎臟 |
40-50 |
肌肉 |
40-80 |
膽囊 |
10-30 |
脂肪 |
-20~-80 |
鈣化 |
80-300 |
空氣 |
-200HU以上 |
骨骼 |
+400以上 |