图像识别 | 计算机断层扫描基础：加窗
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1 概述
2 单位
3 窗口设置：窗口宽度和窗口水平
4 更改窗口设置的意义
5 软组织窗口
6 骨骼窗
7 肺窗
8 腹部窗口
9 肝脏窗口
10 媒体窗口
11 CTA窗口
12 脑窗
13 脑卒窗
本文讨论了通常被忽视的CT研究的一个重要细节：在图像分析过程中适当的窗口化。窗口化研究对解释患者解剖结构以及任何病理的能力有重大影响，可以说是在处理CT图像中，一个重要的预处理工作。
上图显示了不同的窗口设置，这些窗口设置展示了窗口化对CT扫描外观的巨大影响。
这些窗口设置只是CT扫描的图像处理功能，有助于突出显示关键的解剖结构/发现，从而使图像解释尽可能容易。例如使用“骨骼窗口”清晰地显示扫描的骨骼，以识别骨折。
在考虑窗口化时，需要注意单位Hounsfield unites（HU）。其中，HU值越高，对象越密集。
介绍资源：
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调整窗口设置以处理这些Hounsfield单元，并将某些值与白色，灰色和黑色的不同阴影相关。以下各节将对此进行详细说明。
经常查看CT图像时，会有“标准”窗口设置，可以在图像查看器中快速使用。这些设置易于使用，通常是最实用的方法，可在窗口设置之间快速切换。它们还可以帮助教授对理解确切的窗口设置非常重要的概念。下面是一些标准窗口设置的示例，可以在用于读取CT扫描的特定程序中找到这些窗口设置。
上图中看到的数字代表两个不同的值。列出的第一个值是窗口宽度（w / w），第二个值表示窗口级别（w / l）。让我们快速定义每个值代表什么。
窗宽： 窗口宽度是指将用不同的灰色阴影表示的不同HU单元的数量。低于窗口宽度下限值的任何HU值在扫描时将显示为黑色，而高于窗口宽度上限值的任何HU值将为WHITE。
窗位： 窗口级别是指窗口设置上表示的中点HU值。窗口级别设置得越低，整个图像将变得越亮。
了解诸如窗口宽度和窗口级别之类的内容似乎很乏味，但是调整这些设置可能会对图像解释产生重大影响。这是因为在CT扫描中，人眼只能看到从黑色到灰色再到白色的有限数量的颜色。这些设置可以调整这些颜色的使用方式，并可以调整图像的对比度和亮度。以下是更改每个设置将会如何更改图像的简要介绍：
调整窗口宽度：
增大窗口宽度将降低图像的对比度：随着窗口宽度的增加，将需要更大的密度变化来改变代表某个HU单位的灰色阴影。由于更多的结构看起来相似（尽管密度不同），因此会导致对比度下降。
减小窗口宽度将增加 图像的对比度： 随着窗口宽度的减小，密度的较小变化将导致研究图像的颜色发生变化。由于密度接近的结构将具有不同的灰色/白色/黑色阴影，因此将提供更高的对比度。
上面的图像显示了增加窗口宽度将如何降低图像的对比度。与下窗格相比，顶部窗格的窗口宽度更小，皮下组织中的肌肉和脂肪之间的对比更加明显。
调整窗位：
增大窗位将降低图像的亮度： 随着窗口级别的增加，图像将变得更暗。这是因为随着级别的增加，将需要更高的HU值才能将密度表示为白色。
减小窗位将增加图像的亮度： 随着窗口级别的增加，图像将变得更暗。这是因为随着水平的降低，需要较低的HU值才能将密度表示为白色。
上图演示了降低窗口水平如何增加图像亮度。顶部窗格具有更高的窗口水平，在窗口宽度内包含密度的组织比底部窗格中的组织要暗得多。
窗口设置： （W：350，L：50）
优点： 顾名思义，此窗口用于评估软组织。窗口级别设置为软组织的密度（50 HU），中等大小的窗口用于在对比度和分辨率之间取得平衡。
软组织窗口有助于查看软组织。
窗口设置： （W：2000，L：500）或（W：3000，L：1000）
优点： 顾名思义，此窗口可用于查看骨骼。靠近骨骼密度的高窗口水平（考虑到其密度水平为高）与宽窗口一起使用可提供良好的分辨率。
骨骼窗口对于评估骨骼结构非常有用，某些骨病理学只能在这个窗口上看到。
窗口设置： （W：1600，L：-600）或（W：1500，L：-500）
优点： 顾名思义，此窗口用于评估肺。靠近肺组织密度的高窗口水平（鉴于其低密度水平为低），并与宽窗口一起使用以提供良好的分辨率并可视化胸部的各种密度，例如肺实质以及相邻的血管。
肺窗有助于评价肺，某些胸部病理学（如特定类型的结节）只能在这个窗口上看到。
窗口设置： （W：400，L：40）
优点： 顾名思义，该窗口用于评估腹腔及其内容物。接近流体/软组织的窗口水平与中等大小的窗口一起使用，可提供中等程度的对比度。
腹窗可用于评估腹腔内的病变。
视窗设定： （W：160，L：60）
优点：该窗口类似于腹部窗口，但是利用较窄的窗口来增加肝实质中的对比度（以便使肝脏病变的查找更容易）。
肝窗显示出比腹窗更高的对比度，因为它使用了更窄的窗。
窗口设置： （W：500，L：50）
优点： 这些设置在本质上与软组织设置或腹部设置相似，并进行了微调，以尽可能清晰地显示出纵隔病理。
纵隔窗与腹部或软组织窗相似，但稍作调整以显示纵隔结构。
窗口设置： （W：600，L：170）或（W：650，L：225）
优点： 在评估CT血管造影研究（或在血管中具有明显对比的CT扫描的任何阶段）时，此设置可用于尝试清晰地观察血管病变。它在提供目标血管信号的同时具有良好的平衡，而无需血管内的亮度过高会冲洗腔内病变。
窗口设置： （W：70，L：30）或（W：70，L：35）
优点： 此窗口旨在评估脑实质（通常在非对比扫描中），并且在拾取颅内出血时特别敏感，窗口狭窄且水平接近预期的脑出血密度。
脑窗是用来评估脑实质，经常被用来评估颅内出血，在这张图片上有一个左额叶的慢性硬膜下血肿。
窗口设置： （W：30，L：30）
优点： 此窗口也可用于评估Brian实质，但在评估卒中背景下可能出现的低密度状态方面更好（尽管其他病因也是可能的）。它具有与上述大脑窗口相似的水平，但是具有更窄的窗口，从而增加了对比度并帮助低密度显得更为突出。
使用脑卒窗口可以使大脑产生更大的对比度，此设置将使低密度区域更加可见。
推荐阅读： 如何使用python读取、调窗并保存医学Dicom图像文件。
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主要参考资料：
[1] Varma D R. Managing DICOM images: Tips and tricks for the radiologist[J]. The Indian journal of radiology & imaging, 2012, 22(1): 4.
[2] Mustra M, Delac K, Grgic M. Overview of the DICOM standard[C]//2008 50th International Symposium ELMAR. IEEE, 2008, 1: 39-44.
[1] 《Fundamentals Of Computed Tomography Studies: Windowing》
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