一篇文章帶你完整了解CT成像技術(shù)

一篇文章帶你完整了解CT成像技術(shù)CT成像技術(shù)是基于X線掃描人體部位得到大量的數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與數(shù)學重建和計算機技術(shù)相結(jié)合，最終在計算機上得到清晰的CT醫(yī)學圖像的一種成像技術(shù)?，F(xiàn)階段，CT成像技術(shù)被廣泛應(yīng)用于臨床運用，為醫(yī)學臨床診斷水平的精準性提高提供了強有力的技術(shù)支撐。隨著科技的發(fā)展和時代的進步，CT成像技術(shù)也一直在不停發(fā)展，不斷地被完善。CT成像技術(shù)在臨床的應(yīng)用效果得到了重大的突破，為醫(yī)學臨床診斷做出了卓越的貢獻，開拓了醫(yī)學成像技術(shù)的應(yīng)用前景。CT成像技術(shù)的應(yīng)用原理是利用X射線對人體部位特定厚度的層面進行全面掃描檢測，在探測器接收到穿透層面的X射線后，將轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾腦射線經(jīng)過光電轉(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，再由?shù)字轉(zhuǎn)換器將電信號轉(zhuǎn)為能被計算機識別的數(shù)字信號，最后導(dǎo)入計算機對圖像進行重修處理。每一次曝光，X射線只能進行一個層面的掃描，將采集到的投影數(shù)據(jù)利用計算機的強大計算功能重建該層面的層面影像。層面影像由大量的像素組成，每一個像素實際上包括的一個體積單位，稱為體素。當進行人體掃描時，需要通過不斷改變投影角度，得到各個投影方向上的投影數(shù)據(jù)，然后利用計算機進行數(shù)據(jù)重建，得到該層面內(nèi)每個像素對應(yīng)的CT值。經(jīng)過計算機實現(xiàn)數(shù)字到模擬之間轉(zhuǎn)換，將每個像素的CT值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的灰度值，使用不同的灰度值重建出CT圖像。CT成像技術(shù)的原理如圖1所示。圖1CT成像技術(shù)的原理CT全稱為計算機斷層攝影術(shù)（ComputedTomography,CT），是緊跟倫琴發(fā)現(xiàn)X射線的存在以來，醫(yī)學攝影技術(shù)發(fā)展的一次偉大的突破。1917年，奧地利數(shù)學家雷登提出可以通過從不同方向的投影計算出重建圖像的理論。1967年，考邁克完成了與CT圖像重建處理相關(guān)的數(shù)學問題，亨斯菲爾德進行了CT的圖像重建技術(shù)以及計算機應(yīng)用相關(guān)的研究，并成功地進行了一幅CT圖像的重修，耗時兩個半小時。1971年9月，第一臺CT裝置出世。同年10月4日，科學家運用將CT機的臨床實驗中，并且利用CT機檢查了第一個患者，獲得圓滿成功。1972年4月，世上第一篇關(guān)于CT的論文由安普魯斯和亨斯菲爾德兩人宣讀出來，標志著CT機從此誕生。1974年，美國醫(yī)學工程師萊德雷完成了可用于全身各部位CT掃描機的設(shè)計，使CT不僅可運用于顱腦的檢查，還可運用于身體其他部位的影像檢查，CT掃描機就此進入醫(yī)療診斷的范疇，具有劃時代的意義。CT能夠分辨出X射線掃描無法檢測到的人體組織中存在的細微差別，密度分辨率極高，使得醫(yī)學診斷的應(yīng)用范圍不斷擴大。在現(xiàn)在的CT檢查中，CT不僅可以分析血管的解剖方面的結(jié)構(gòu)，還能仔細觀察到血管與病變組織之間存在的聯(lián)系，以及病灶部位的血液流動變化。利用CT相關(guān)軟件的標尺和距離測量工具，CT還可用作多個人體部位的穿刺檢測，比常規(guī)的X射線的定位穿刺更加精準。根據(jù)病變部位的X射線衰減及相應(yīng)的計算，可以將X放射線均一集中于病變部位，使得到的CT圖像更加準確清晰，便于患者得到最合適、最有效的治療。利用X射線的吸收衰減，CT還可定量地對人體內(nèi)的物質(zhì)檢測。如利用X射線的吸收衰減和計算機輔助計算，針對骨質(zhì)疏松患者特定部位的骨礦含量進行測量和計算。CT的圖像成像軟件還可通過形成三維圖像來檢查多個人體部位。與常規(guī)的X線掃描檢查相比，CT成像技術(shù)主要有以下四個優(yōu)點。（1）直觀的斷面圖像：CT由于X射線準直系統(tǒng)的準直特性，可以得到無其他組織結(jié)構(gòu)干擾的橫斷面圖像。CT得到的圖像密度分辨率比常規(guī)X線掃描高，層厚準確，圖像清晰，且無其他組織結(jié)構(gòu)的干擾。此外，為了得到診斷所需的多平面的斷面圖像，可利用計算機軟件將掃描得到的橫斷面圖像進行處理重組。（2）密度分辨率高:與常規(guī)X線影像掃描檢查相比，CT的密度分辨率更高，所得的圖像更為清晰。其原因有：X射線的準直系統(tǒng)；高靈敏度的、高效率的接收器；計算機技術(shù)的聯(lián)合使用。（3）可進行定量分析：CT可以通過X射線的吸收衰減以及計算機軟件對檢查組織作定量分析，利用計算機進行圖像重建，借助計算機上圖像處理軟件，對病灶的形狀及結(jié)構(gòu)進行分析。受其他多種因素的限制，CT成像技術(shù)也存在局限性和不足之處，有待后續(xù)的完善和進步。（1）CT成像技術(shù)的極限空間分辨率比常規(guī)的X射線檢查技術(shù)低。高擋的CT機的極限空間分辨率約為14LP/cm左右，而常規(guī)X射線的極限空間分辨率最高可以達到30LP/mm以上，比CT機高出一半左右。（2）CT檢查適用范圍有限，并不適用所有人體器官。如空腔性臟器胃腸道的CT掃描，目前還不能取代常規(guī)的X射線檢查。（3）CT的定位定性診斷的準確性受到各種因素的影響。在定位方面上，CT常常會漏查缺診人體內(nèi)小于1厘米甚至更小的病變組織。在定性方面，病變組織的形狀、大小、患病時間、患者習慣等其他因素也會影響CT的診斷準確性。（4）一般來說，CT圖像只能反映出解剖結(jié)構(gòu)方面的情況，反映不了出臟器方面和生理功能的具體內(nèi)容。并且當人體內(nèi)的某些病變組織變化不大與周圍其他正常組織相近時，CT技術(shù)也無法檢查出來。（5）CT被局限于橫斷面檢查，雖然機架可以發(fā)生一定角度的傾斜，但實際上發(fā)生傾斜的只有橫斷面，重建出的圖像需要經(jīng)過后期圖像軟件的處理，處理后的圖像質(zhì)量會比橫斷面圖像低。目前的CT成像技術(shù)的發(fā)展向著多功能CT以及螺旋CT的方向的轉(zhuǎn)變和發(fā)展。于此同時CT成像技術(shù)的掃描方式和探測方法也在向著更好的方向轉(zhuǎn)變，使得CT成像技術(shù)在發(fā)展的過程中不斷的突破超越，在醫(yī)學診斷界達到更高的應(yīng)用價值。CT成像技術(shù)雖然是以X射線檢查為基礎(chǔ)的成像技術(shù)，但它的應(yīng)用范圍、診斷效果以及圖像的清晰度都遠遠高于常規(guī)的X射線檢查。CT成像技術(shù)的發(fā)展從始至今有了幾十年的歷史，在這個時期CT的掃描水平不斷優(yōu)化，掃描時間不斷減少，達到了高質(zhì)高效的運用效果。傳統(tǒng)的滑環(huán)技術(shù)也極大地推動了CT成像技術(shù)的發(fā)展，為螺旋CT技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)，使得醫(yī)學影像技術(shù)的發(fā)展獲得了重大進步［1］?？傊S著科學信息技術(shù)的不斷發(fā)展，CT成像技術(shù)也隨之不斷成熟完善。通過現(xiàn)代科學促進CT成像技術(shù)的發(fā)展，可以有效推動臨床診斷水平的進步，使掃描結(jié)果更加準確和清晰，為更好地攻克醫(yī)學界在臨床診斷上