【正文】 為提高。球管的熱容量均較大，最新的可達(dá)500萬熱力單位，以適應(yīng)連續(xù)大范圍掃描的需要。CT設(shè)備成像中，X線束“掃描”一個成像層面意味著從不同角度透射人體，得到可滿足重建數(shù)據(jù)所要求的多個投影信息。一、CT成像的基本原理常規(guī)X線平片或透視是利用人體內(nèi)不同密度組織對于X線穿透后吸收能力不同的原理成像的。當(dāng)X線透過人體后，因不同部位衰減程度不同，而在膠片或熒光屏上形成相應(yīng)組織或器官的圖像。每個方向上投射的X線都將穿過層面內(nèi)投射軌跡上的所有體素，到達(dá)檢測器時，受到的衰減將是各體素衰減作用的總和，以衰減系數(shù)μ表示，則I=I0e(μ1+μ2+μ3+μ4……)d掃描中，隨著不斷地改變投影角度，則得到各個投影方向上的大量數(shù)據(jù)集合，通過計算機(jī)實施相應(yīng)的重建數(shù)學(xué)運算，最終可得到層面內(nèi)每個像素的X線衰減信息（圖12）。為保證CT機(jī)球管的正常工作，還需要輔助的高壓發(fā)生器提供一個穩(wěn)定的高壓以及相應(yīng)的球管的冷卻系統(tǒng)。檢測器、CT球管以及準(zhǔn)值器等都位于掃描架內(nèi)，共同構(gòu)成了X線檢測系統(tǒng)，掃描過程中X線或間斷脈沖式，或連續(xù)發(fā)射；檢測器不斷檢測X線吸收量，然后將所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入計算機(jī)系統(tǒng)。目前的操作臺已集操控和顯示于—體，使用方便、功能全?，F(xiàn)由于后處理技術(shù)的發(fā)展和需要，多采用彩色顯示器。檢測器仍采用層面采集CT的設(shè)計模式，在滑環(huán)上與X線管同步連續(xù)旋轉(zhuǎn)。1999年，GE、Siemens、Marconi和Toshiba四家醫(yī)療設(shè)備公司同時推出了新一代的CT設(shè)計，此次CT技術(shù)的進(jìn)步也是發(fā)生在X線檢測系統(tǒng)（圖14）。常規(guī)機(jī)械式傳動裝置已不適用，掃描構(gòu)件在滑環(huán)上的快速旋轉(zhuǎn)引入了磁浮技術(shù)。的數(shù)據(jù)，使單扇區(qū)采集的時間分辨力達(dá)83毫秒，基本實現(xiàn)了冠狀動脈CT的臨床常規(guī)應(yīng)用。根據(jù)不同的設(shè)備類型，準(zhǔn)值器有多種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計。CT掃描床移動的距離除以準(zhǔn)值器的寬度。螺距的最佳選擇取決于檢測器的設(shè)置和CT投影數(shù)據(jù)的內(nèi)插算法模式。在管電流保持恒定而降低管電壓時，或者管電壓恒定而降低管電流時，會減低X線管的輸出量和對患者的輻射劑量。與管電壓相比，管電流的選擇更加靈活，常見的范圍從20mA到800mA不等。螺距為2時200mAs與螺距為1時100mAs掃描方式時的有效mAs值相等，這使兩種掃描方式的輻射劑量和噪聲相同。層面掃描方式中所采集的圖像數(shù)目，取決于開通的檢測器層數(shù)（或通道數(shù)）。對于3D顯示、CT血管成像或篩查肺小結(jié)節(jié)的圖像，通常是以1至2mm的層厚進(jìn)行采集。重疊重建的CT圖像還可通過增加所瀏覽圖像的數(shù)量，獲得橫過病灶中心的高對比圖像，從而提高對小病灶的檢測率。第四節(jié) CT的輻射劑量對大部分患者而言，CT掃描是其接受輻射劑量最大的醫(yī)療檢查。輻射暴露的結(jié)果是患者體內(nèi)所吸收的輻射吸收量，它以拉德（rad）或格瑞（Gy）為單位（1rad＝10mGy）。有效輻射劑量有利于評價和比較特定放射學(xué)檢查的潛在生物學(xué)危險。特定層面內(nèi)的輻射劑量由于掃描鄰近層面時的影響而進(jìn)一步升高。CTDIvol的計量單位為格瑞（Gy）。當(dāng)管電流恒定時減少管電壓，或者管電壓恒定時減少管電流，均可減少X線管的輸出量，這樣可減少對患者的輻射劑量。對多層螺旋CT，螺距和輻射劑量的關(guān)系并不完全是線性的。準(zhǔn)值器寬度越大，由于半影區(qū)所浪費的輻射劑量的百分比就越小。一些特殊的臨床應(yīng)用，如肺癌或結(jié)腸息肉普查，可以采用明顯低于常規(guī)臨床CT檢查的管電流進(jìn)行，從而大大降低輻射劑量。管電流調(diào)節(jié)可以通過分析前后位和側(cè)位定位像或通過實時評價檢測器的信號來實現(xiàn)。為了產(chǎn)生無運動偽影的心臟和冠狀動脈解剖圖像，心臟的CT掃描必須與采集心電圖信號同步進(jìn)行。最終，回顧性心電門控檢查的輻射劑量，要比前瞻性心電門控高。（3）較小的螺距：由于心臟CT檢查需要良好的空間分辨力和密度分辨力，經(jīng)常采用較大的掃描重疊（~），以確保在掃描容積內(nèi)有足夠的無間隔連續(xù)采樣數(shù)據(jù)。由于多數(shù)CT設(shè)備受到探測器寬度的限制，在進(jìn)行前瞻性心電門控技術(shù)CTA檢查時，需要患者長時間的屏氣，容易導(dǎo)致患者心率的波動，影響圖像質(zhì)量甚至造成檢查失敗。3．大螺距掃描技術(shù)一般而言，在CT成像時輻射劑量與螺距大小成反比。5．自動曝光控制技術(shù)自動曝光控制技術(shù)是一種自動管電流控制技術(shù)。所謂CT后處理技術(shù)即是指在掃描完成影像獲取以后，利用計算機(jī)功能對所采集一定范圍的三維容積數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，改善圖像質(zhì)量或有目的地選擇顯示其中所關(guān)心的內(nèi)容。圖16 在橫斷面(b)內(nèi)劃出兩側(cè)彎曲走行的腎動脈，經(jīng)曲面重組后可在同一個平面(a)內(nèi)顯示。最大密度投影是對沿一定方向?qū)⒁欢ê穸鹊娜莘e數(shù)據(jù)中最大密（強(qiáng)）度的體素投影于一個平面內(nèi)，這樣可在該成像層面內(nèi)形成連續(xù)的血管影像。這樣，所要觀察的結(jié)構(gòu)就可以在一幅圖像中得到立體直觀的顯示（圖18）。容積再現(xiàn)是比表面遮蓋顯示更加復(fù)雜的技術(shù)，與表面遮蓋顯示不同的是它可設(shè)定幾個不同的閾值，分別用不同的顏色表示；而對于一定范圍內(nèi)低于或高于所設(shè)定閾值的結(jié)構(gòu)，容積再現(xiàn)技術(shù)通過給予相應(yīng)不同的透明度進(jìn)行顯示處理。仿真內(nèi)窺鏡技術(shù)是利用計算機(jī)軟件功能將掃描獲得的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，將觀察角度置于生理管腔（如氣管、膽管、血管等）內(nèi)，對管腔內(nèi)壁作表面重建，調(diào)節(jié)不同的明暗度與色彩，重建出空腔器官內(nèi)表面的立體圖像，并可變換觀察者所在位置，如旋轉(zhuǎn)不同角度觀察，或沿管腔前進(jìn)或后退，類似纖維內(nèi)窺鏡所見（圖112）。256，512180。為了紀(jì)念Hounsfield對CT技術(shù)的貢獻(xiàn)，CT值的單位被稱為Hounsfield單位，縮寫為HU。通過CT值，我們可以量化組織的X線吸收系數(shù)，反映不同組織的密度差別；一旦某種組織發(fā)生病變，可以通過病變CT值的測量，輔助判斷病變成分與性質(zhì)。所以頭窗的窗位選擇在35~40HU，窗寬范圍選擇在80~100HU左右（具體數(shù)值會因設(shè)備和習(xí)慣不同稍有差別），這樣的頭窗設(shè)置有利于腦實質(zhì)的觀察。1．空間分辨力（Spatial Resolution）圖像中可分辨的鄰接物體的空間幾何尺寸的最小極限，即影像中對細(xì)微結(jié)構(gòu)的分辨能力。在進(jìn)行腹部實質(zhì)臟器病變的檢查過程中，常需進(jìn)行增強(qiáng)檢查，在增強(qiáng)后進(jìn)行連續(xù)快速的多期相掃描，可以獲得更多的信息。常用在顳骨內(nèi)聽骨鏈、肺內(nèi)結(jié)節(jié)或細(xì)微結(jié)構(gòu)以及垂體病變的顯示。床移動的距離/準(zhǔn)值器寬度這樣，無論在哪種類型的CT設(shè)備，典型的螺距值都位于0~2之間。2. 若不是心寬似海，哪有人生風(fēng)平浪靜。你必須努力，當(dāng)有一天驀然回首時，你的回憶里才會多一些色彩斑斕，少一些蒼白無力。4. 歲月是無情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。（尹建忠）參考文獻(xiàn)[1] 李松年,主編. 現(xiàn)代全身CT診斷學(xué). 北京:中國中醫(yī)藥出版社,2001.[2] Hsieh J. Computed tomography. Bellingham, WA: SPIE, 2003:112.[3] Kanlender WA. Computed tomography. Munich: Publicis MCD Verlag, 2000.[4] Flohr TG, Schaller S, Stierstorfer K, et al. Multidetector row CT systems and imagereconstruction techniques. Radiology, 2005,235(3):756773.[5] Flohr T, Stierstorfor K, Bruder H, et al. Image reconstruction and image quality evaluation for a 16slice CT scanner. Med Phys, 2003。隨著多層螺旋設(shè)備的出現(xiàn)，特別是還有4層、16層乃至64層等不同的CT設(shè)備，層厚與準(zhǔn)值器寬度在上述設(shè)備間有很大的不同。七、重建(reconstruction)、回顧性重建(retrospective reconstruction)和重組(reformation)重建(reconstruction)是將CT掃描中檢測器所采集的原始數(shù)據(jù)(raw data)經(jīng)過特殊的數(shù)學(xué)算法，如反投影法或傅利葉法等計算得到掃描（橫斷）層面內(nèi)每個體素的CT值或密度值，形成所需要的數(shù)字矩陣與（橫斷面）CT圖像。3．時間分辨力（Temporal Resolution）圖115 部分容積效應(yīng)。當(dāng)然這種調(diào)整是有限度的。窗寬范圍的中點即所謂的窗位（WL），通常它應(yīng)是對應(yīng)于最佳顯示興趣結(jié)構(gòu)的CT值，用來設(shè)置為窗寬的中心。表11 常見人體組織的CT值（HU）組織CT值（HU）組織CT值（HU）骨組織400肝臟50~70血塊64~84脾35~60腦白質(zhì)28~32胰腺30~55腦灰質(zhì)32~40腎臟25~50腦脊液3~8肌肉40~55血液13~32脂肪100~ 20滲出液15漏出液（蛋白30g/L）18圖114 不同人體組織的CT值范圍。但是在臨床使用中，為了比較方便，不直接使用衰減系數(shù)而是采用不同組織相對于水的衰減系數(shù)的比值關(guān)系。體素（Voxel）是指像素所對應(yīng)的體積單位，與像素不同點在于，體素是一個三維的概念，是有厚度差別的，圖像所對應(yīng)的層厚就是體素的“高度”（圖113）。如充氣結(jié)腸的透明化處理（圖111）。但因為數(shù)據(jù)處理時低于所設(shè)定閾值的結(jié)構(gòu)完全不能顯示，這樣表面遮蓋顯示處理過程中會丟失較多的信息，特別是小血管，鄰近稍低密度的結(jié)構(gòu)也無法得到觀察。為了克服二維顯示方式的不足，對容積內(nèi)的像素信息進(jìn)行綜合顯示，出現(xiàn)了不同的三維后處理技術(shù)。最大密（強(qiáng)）度投影（Maximum Intensity Projection, MIP）圖17 MPVR+MIP后處理技術(shù)顯示肝移植術(shù)后狹窄的肝動脈，與MPR只顯示一個薄的層面不同，MPVR能顯示一定空間內(nèi)復(fù)雜走行的不同密度結(jié)構(gòu)。它是指在一定范圍的容積掃描所得的組織結(jié)構(gòu)內(nèi)，任意截取三維體積的冠狀、矢狀或任意角度方向的影像，成像平面位于任意方向或斜面，成像的厚度為1個至數(shù)個體素，~1mm。第六節(jié) CT影像后處理的顯示方式雖然到目前為止，診斷疾病還是以橫斷面顯示的圖像為主，隨著CT技術(shù)的發(fā)展，掃描中得到的數(shù)據(jù)不再是某一個或某幾個層面的信息，螺旋CT的出現(xiàn)使得能夠獲得整個掃描范圍內(nèi)的容積信息；16層及以上多層螺旋CT的出現(xiàn)導(dǎo)致Z軸方向上的分辨力大大提高，達(dá)到了各向同性體素的要求，從而極大地促進(jìn)了CT后處理技術(shù)的發(fā)展。這樣利用回顧性心電門控實時調(diào)節(jié)管電流，可降低輻射劑量，同時還保持了回顧性心電門控螺旋掃描的優(yōu)點。根據(jù)這一原理，低管電壓CTA技術(shù)在降低輻射劑量的同時，還可增加血管的CT值，適度減少對比劑的用量。由于只在特定的期相進(jìn)行掃描，大大減少了X線曝光的時間，與回顧性心電門控技術(shù)相比，患者接受的輻射劑量最多可降低90%左右。前瞻性心電門控的層面掃描方式的輻射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于回顧性心電門控的螺旋掃描方式。在所采集的掃描數(shù)據(jù)中，根據(jù)心電圖信號回顧性選擇所需要的期相，通常是舒張期，進(jìn)行圖像重建。盡管目前多層螺旋CT的時間分辨力還不如電子束CT，但多層螺旋CT有更高的空間分辨力。目前的CT掃描設(shè)備中可采用兩種類型的自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)：角度（橫斷面）和縱軸調(diào)節(jié)。當(dāng)管電流不變時，管電壓從120kV降至80kV可降低70%的輻射劑量，但80kV主要用于兒科患者的CT成像，因為對于大多數(shù)成人的CT檢查其X線穿透力明顯不足。在多層螺旋CT設(shè)備中，與中心或陰影部分相比，利用此部分X線束會導(dǎo)致X線束強(qiáng)度測量的不一致。螺旋CT的輻射劑量受螺距的影響，對于單層螺旋CT設(shè)備，如管電壓和管電流不變，輻射劑量和掃描時間隨螺距增加而呈線性降