醫(yī)學影像設備(編輯修改稿)
2025-03-27 12:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的病變就難以發(fā)現(xiàn)。于是，美國與英國的科學家開始了尋找一種新的東西來彌補用 X線技術檢查人體病變的不足。 1963年，美國物理學家科馬克發(fā)現(xiàn)人體不同的組織對 X線的透過率有所不同，在研究中還得出了一些有關的計算公式，這些公式為后來 CT的應用奠定了理論基礎。 1967年，英國電子工種師亨斯費爾德在并不知道科馬克研究成果的情況下，也開始了研制一種新技術的工作。他首先研究了模式的識別，然后制作了一臺能加強 X射線放射源的簡單的掃描裝置，即后來的 CT，用于對人的頭部進行實驗性掃描測量。后來，他又用這種裝置去測量全身，獲得了同樣的效果。 1971年 9月，亨斯費爾德又與一位神經(jīng)放射學家合作，在倫敦郊外一家醫(yī)院安裝了他設計制造的這種裝置，開始了頭部檢查。 10月 4日，醫(yī)院用它檢查了第一個病人?；颊咴谕耆逍训那闆r下朝天仰臥， X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉動，同時在患者下方裝一計數(shù)器，使人體各部位對 X線吸收的多少反映在計數(shù)器上，再經(jīng)過電子計算機的處理，使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來。這次試驗非常成功。 1972年 4月，亨斯費爾德在英國放射學年會上首次公布了這一結果，正式宣告了 CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動， CT的研制成功被譽為自倫琴發(fā)現(xiàn) X射線以后，放射診斷學上最重要的成就。因此，亨斯費爾德和科馬克共同獲取 1979年諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。而今， CT已廣泛運用于醫(yī)療診斷上。 CT的成像基本原理 ? CT是用 X線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的 X線，轉變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉換變?yōu)殡娦盘枺俳?jīng)模擬 /數(shù)字轉換器（ analog/digital converter）轉為數(shù)字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素（ voxel）。掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的 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或光盤中。經(jīng)數(shù)字 /模擬轉換器（ digital/analog converter）把數(shù)字矩陣中的每個數(shù)字轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（ pixel），并按矩陣排列，即構成 CT圖像。所以， CT圖像是重建圖像。每個體素的 X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學方法算出。 CT設備 ? CT設備主要有以下三部分：①掃描部分由 X線管、探測器和掃描架組成；②計算機系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統(tǒng)，將經(jīng)計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。探測器從原始的 1個發(fā)展到現(xiàn)在的多達 4800個。掃描方式也從平移 /旋轉、旋轉 /旋轉、旋轉 /固定，發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋 CT掃描（ spiral CT scan）。計算機容量大、運算快，可達到立即重建圖像。由于掃描時間短，可避免運動產(chǎn)生的偽影，例如，呼吸運動的干擾，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。掃描時間可短到 40ms以下，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時間很短，可攝得電影圖像，能避免運動所造成的偽影，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 ? 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成。這些象素反映的是相應體素的 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，或 512 512，即 262144個不等。顯然，象素越小，數(shù)目越多，構成圖像越細致，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表示，反映器官和組織對 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，也能形成對比而成像。這是 CT的突出優(yōu)點。所以， CT可以更好地顯示由軟組織構成的器官，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 X線的吸收系數(shù)說明其密度高低的程度，具有一個量的概念。實際工作中，不用吸收系數(shù)，而換算成 CT值，用 CT值說明密度。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。為了顯示整個器官，需要多個連續(xù)的層面圖像。通過 CT設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系。 CT檢查技術 ? 分平掃（ plain CT scan）、造影增強掃描（ contrast enhancement,CE）和造影掃描。 ? （一）平掃 是指不用造影增強或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。 ? （二）造影增強掃描 是經(jīng)靜脈注入水溶性有機碘劑，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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