成像技術(shù)-張恒杰

CT是英語(yǔ)縮寫，可以表示的意思有：寶石的重量單位克拉、電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)、凝血時(shí)間、電力系統(tǒng)中的電流互感器、建筑水電安裝、十字繡布、分辨率等。

CT200730681441張恒杰1、CT的發(fā)明自從X射線發(fā)現(xiàn)后，醫(yī)學(xué)上就開始用它來(lái)探測(cè)人體疾病。但是，由于人體內(nèi)有些器官對(duì)X線的吸收差別極小，因此X射線對(duì)那些前后重疊的組織的病變就難以發(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)電子工程師亨斯費(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原理2、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)榭梢姽夂螅晒怆娹D(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digitalconverter）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），見圖1-2-1。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（digitalmatrix），數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analogconverter）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。3、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)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描（spiralCTscan）。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（Ctangiography，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4