醫(yī)學(xué)影像設(shè)備(編輯修改稿)
2025-03-27 12:11 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的病變就難以發(fā)現(xiàn)。于是，美國(guó)與英國(guó)的科學(xué)家開(kāi)始了尋找一種新的東西來(lái)彌補(bǔ)用 X線技術(shù)檢查人體病變的不足。 1963年，美國(guó)物理學(xué)家科馬克發(fā)現(xiàn)人體不同的組織對(duì) X線的透過(guò)率有所不同，在研究中還得出了一些有關(guān)的計(jì)算公式，這些公式為后來(lái) CT的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。 1967年，英國(guó)電子工種師亨斯費(fèi)爾德在并不知道科馬克研究成果的情況下，也開(kāi)始了研制一種新技術(shù)的工作。他首先研究了模式的識(shí)別，然后制作了一臺(tái)能加強(qiáng) X射線放射源的簡(jiǎn)單的掃描裝置，即后來(lái)的 CT，用于對(duì)人的頭部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性掃描測(cè)量。后來(lái)，他又用這種裝置去測(cè)量全身，獲得了同樣的效果。 1971年 9月，亨斯費(fèi)爾德又與一位神經(jīng)放射學(xué)家合作，在倫敦郊外一家醫(yī)院安裝了他設(shè)計(jì)制造的這種裝置，開(kāi)始了頭部檢查。 10月 4日，醫(yī)院用它檢查了第一個(gè)病人?；颊咴谕耆逍训那闆r下朝天仰臥， X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)在患者下方裝一計(jì)數(shù)器，使人體各部位對(duì) X線吸收的多少反映在計(jì)數(shù)器上，再經(jīng)過(guò)電子計(jì)算機(jī)的處理，使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來(lái)。這次試驗(yàn)非常成功。 1972年 4月，亨斯費(fèi)爾德在英國(guó)放射學(xué)年會(huì)上首次公布了這一結(jié)果，正式宣告了 CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動(dòng)， CT的研制成功被譽(yù)為自倫琴發(fā)現(xiàn) X射線以后，放射診斷學(xué)上最重要的成就。因此，亨斯費(fèi)爾德和科馬克共同獲取 1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。而今， CT已廣泛運(yùn)用于醫(yī)療診斷上。 CT的成像基本原理 ? CT是用 X線束對(duì)人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的 X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器（ analog/digital converter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對(duì)選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體，稱之為體素（ voxel）。掃描所得信息經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的 X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣（ digital matrix），數(shù)字矩陣可存貯于磁盤(pán)或光盤(pán)中。經(jīng)數(shù)字 /模擬轉(zhuǎn)換器（ digital/analog converter）把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（ pixel），并按矩陣排列，即構(gòu)成 CT圖像。所以， CT圖像是重建圖像。每個(gè)體素的 X線吸收系數(shù)可以通過(guò)不同的數(shù)學(xué)方法算出。 CT設(shè)備 ? CT設(shè)備主要有以下三部分：①掃描部分由 X線管、探測(cè)器和掃描架組成；②計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算；③圖像顯示和存儲(chǔ)系統(tǒng)，將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機(jī)或激光照相機(jī)將圖像攝下。探測(cè)器從原始的 1個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在的多達(dá) 4800個(gè)。掃描方式也從平移 /旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn) /旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn) /固定，發(fā)展到新近開(kāi)發(fā)的螺旋 CT掃描（ spiral CT scan）。計(jì)算機(jī)容量大、運(yùn)算快，可達(dá)到立即重建圖像。由于掃描時(shí)間短，可避免運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影，例如，呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾，可提高圖像質(zhì)量；層面是連續(xù)的，所以不致于漏掉病變，而且可行三維重建，注射造影劑作血管造影可得CT血管造影（ Ct angiography， CTA）。超高速 CT掃描所用掃描方式與前者完全不同。掃描時(shí)間可短到 40ms以下，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時(shí)間很短，可攝得電影圖像，能避免運(yùn)動(dòng)所造成的偽影，因此，適用于心血管造影檢查以及小兒和急性創(chuàng)傷等不能很好的合作的患者檢查。 CT圖像特點(diǎn) ? CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構(gòu)成。這些象素反映的是相應(yīng)體素的 X線吸收系數(shù)。不同 CT裝置所得圖像的象素大小及數(shù)目不同。大小可以是 ， ；數(shù)目可以是 256 256，即65536個(gè)，或 512 512，即 262144個(gè)不等。顯然，象素越小，數(shù)目越多，構(gòu)成圖像越細(xì)致，即空間分辨力（ spatial resolution）高。 CT圖像的空間分辨力不如 X線圖像高。 ? CT圖像是以不同的灰度來(lái)表示，反映器官和組織對(duì) X線的吸收程度。因此，與 X線圖像所示的黑白影像一樣，黑影表示低吸收區(qū)，即低密度區(qū)，如含氣體多的肺部；白影表示高吸收區(qū)，即高密度區(qū)，如骨骼。但是 CT與 X線圖像相比， CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（ density resolutiln）。因此，人體軟組織的密度差別雖小，吸收系數(shù)雖多接近于水，也能形成對(duì)比而成像。這是 CT的突出優(yōu)點(diǎn)。所以， CT可以更好地顯示由軟組織構(gòu)成的器官，如腦、脊髓、縱隔、肺、肝、膽、胰以及盆部器官等，并在良好的解剖圖像背景上顯示出病變的影像。 ? x線圖像可反映正常與病變組織的密度，如高密度和低密度，但沒(méi)有量的概念。 CT圖像不僅以不同灰度顯示其密度的高低，還可用組織對(duì) X線的吸收系數(shù)說(shuō)明其密度高低的程度，具有一個(gè)量的概念。實(shí)際工作中，不用吸收系數(shù)，而換算成 CT值，用 CT值說(shuō)明密度。單位為 Hu（ Hounsfield unit）。 ? 水的吸收系數(shù)為 10， CT值定為 0Hu，人體中密度最高的骨皮質(zhì)吸收系數(shù)最高， CT值定為 +1000Hu，而空氣密度最低，定為 1000Hu。人體中密度不同和各種組織的 CT值則居于 1000Hu到 +1000Hu的 2023個(gè)分度之間。 ? CT圖像是層面圖像，常用的是橫斷面。為了顯示整個(gè)器官，需要多個(gè)連續(xù)的層面圖像。通過(guò) CT設(shè)備上圖像的重建程序的使用，還可重建冠狀面和矢狀面的層面圖像，可以多角度查看器官和病變的關(guān)系。 CT檢查技術(shù) ? 分平掃（ plain CT scan）、造影增強(qiáng)掃描（ contrast enhancement,CE）和造影掃描。 ? （一）平掃 是指不用造影增強(qiáng)或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。 ? （二）造影增強(qiáng)掃描 是經(jīng)靜脈注入水溶性有機(jī)碘劑，如 60%～76%泛影葡胺 60ml后再行掃描的方法。血內(nèi)碘濃度增高后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。
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