CT的窗技术

窗技术是CT检查中用以观察不同密度的正常组织或病变的一种显示技术，包括窗宽（window width）和窗位（window level）。由于各种组织结构或病变具有不同的CT值，因此欲显示某一组织结构细节时，应选择适合观察该组织或病变的窗宽和窗位，以获得最佳显示。
窗宽是CT图像上显示的CT值范围，在此CT值范围内的组织和病变均以不同的模拟灰度显示。而CT值高于此范围的组织和病变，无论高出程度有多少，均以白影显示，不再有灰度差异；反之，低于此范围的组织结构，不论低的程度有多少，均以黑影显示，也无灰度差别。增大窗宽，则图像所示CT值范围加大，显示具有不同密度的组织结构增多，但各结构之间的灰度差别减少。减小窗宽，则显示的组织结构减少，然而各结构之间的灰度差别增加。如观察脑质的窗宽常为-15～+85H，即密度在-15～+85H范围内的各种结构如脑质和脑脊液间隙均以不同灰度显示。而高于+85H的组织结构如骨质几颅内钙化，其间虽有密度差，但均以白影显示，无灰度差别；而低于-15H组织结构如皮下脂肪及乳突内气体均以黑影显示，其间也无灰度差别。
窗位是窗的中心位置，同样的窗宽，由于窗位不同，其所包括CT值范围的CT值也有差异。例如窗宽同为100H，当窗位为0H时，其CT值范围为-50～+50H;如窗位为+35H时，则CT值范围为-15～+85H。通常，欲观察某以组织结构及发生的病变，应以该组织的CT值为窗位。例如脑质CT值约为+35H,则观察脑组织及其病变时，选择窗位以+35H为妥。
由上可见，同一CT扫描层面，由于选择不同的窗宽和窗位可获得各种观察不同组织结构的灰阶图像。
常见的CT值对应脏器列表：

图像处理中的窗宽和窗位

  窗宽是图像显示的灰度范围。一般显示器的灰度范围为256级，医学图像的灰度范围远远大于这个范围，所以显示器不足以显示所有的灰度级，需要使用窗宽来定义想要显示的灰度范围；
  一般情况下，可以将灰度值高于窗宽范围的最大值时，将像素值显示为白色值(255)；将灰度值低于窗宽范围的最小值时，将像素值显示为黑色值(0)；增大窗宽范围，可以显示更多不同灰度组织结构，但会减低组织之间的对比度；减小窗宽范围，可以减少所显示不同灰度组织结构，也就增大了组织结构之间的对比度；
  窗位时窗宽的中心位置；窗宽只是确定了像素上的可视化的范围，是一个具体值，单独依靠窗宽不能确定这个范围的上限是多少和下限是多少，需要配合使用窗位来确定；比如上一代码中：窗宽为2000，只能说明窗宽的范围是2000，不能说明是从0到2000，还是-1000到1000，设置窗位为500时，窗宽2000，就能表示可视灰度范围为-500到1500；
  手动进行像素换算灰度值时，可以参照上图。

void ConvertDigitImageToGrayImageByWindowLevelAndWindowWidth(short* digitImage, short* grayImage, int size, int window_level, int window_width){
	double rate = 256.0 / window_width;
	for (size_t i = 0; i < size; i++){
		int tmp = 128.0 + (digitImage[i] - window_level)*rate;
		if (tmp < 0){
			tmp = 0;
		}
		else if (tmp > 255)	{
			tmp = 255;
		}
		grayImage[i] = tmp;
	}
}

DICOM文件中窗宽窗位信息

常用窗宽窗位表

1、胸部CT检查时，肺窗纵膈窗窗宽、窗位分别是：
（1）肺窗WW1500—2000HU 、WL-450—-600HU
（2）纵膈窗WW250—350HU、WL30—50HU
2、骨窗、软组织窗窗宽、窗位
（1）骨窗WW1000—1500HU、WL250—350HU
（2）软组织窗WW300—500HU、WL40—60HU
3、窗宽和窗位设定
不同部位使用不同窗宽窗位,能较充分反映解剖内容和病灶影像表现:
头颅:脑组织窗宽设定为80 Hu~100 Hu,窗位为30 Hu~40 Hu;
垂体及蝶鞍区病变窗宽宜设在200 Hu~250 Hu,窗位45 Hu~50 Hu;
脑出血患者可改变窗宽位80 Hu~140 Hu,窗位30 Hu~50 Hu;
脑梗死患者常用窄窗60 Hu,能提高病灶的检出率,清楚显示梗死及软化灶
颌面部眼眶窗宽定为150 Hu~250 Hu,窗位30 Hu~40 Hu,
观察骨骼时窗宽150 Hu~2 000 Hu,窗位400 Hu~450 Hu，
喉颈部、鼻咽、咽喉部的窗宽和窗位常设在300 Hu~350 Hu和30 Hu~50 Hu,能满足该部位的解剖和病灶显示,
胸部:常规胸部CT检查分别用纵隔窗及肺窗观察,纵隔窗可观察心脏、大血管的位置,纵隔内淋巴结的大小,纵隔内肿块及这些结构的比邻关系,设定纵隔窗可用窗宽300 Hu~500 Hu,窗位30 Hu~50 Hu,
肺部窗宽1 300 Hu~1 700 Hu,窗位-600 Hu~-800 Hu,在上述基本窗宽的基础上,若观察肺裂和肺血管,可调窄窗宽和调低窗位,对肿块形态，分叶，胸膜凹陷征，毛刺征增的观察肺窗比纵隔窗更为清晰,
腹部:腹部检查常设定窗宽为300 Hu~500 Hu,窗位30 Hu~50 Hu,
肝脾CT检查应适当变窄窗宽以便更好发现病灶，窗宽为100 Hu~200 Hu,窗位为30 Hu~45 Hu,
肾脏因含水量较多,检查时常用窗宽200 Hu~300 Hu,窗位为25 Hu~35 Hu,
胰腺一般为300 Hu~350 Hu,窗位为35 Hu~50 Hu,窄窗120 Hu~150 Hu和30 Hu~40 Hu,
脊柱及四肢:常规脊柱扫描显示脊椎旁软组织,窗宽200 Hu~350 Hu,窗位35 Hu~45 Hu,
骨窗为窗宽800 Hu~2 000 Hu,窗位250 Hu~500 Hu,骨的CT值多在1 000 Hu左右,肌肉为40 Hu左右,脂肪多为-50 Hu以下。

参考资料

1.CT值及CT常用窗宽、窗位