摘要： 20世紀(jì)70年代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)進(jìn)人了飛速發(fā)展的時(shí)期。各種新技術(shù)相繼被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中，這些不同的成像方式所提供的人體結(jié)構(gòu)或生理參數(shù)的圖像為提高臨床診斷與治療的有效性發(fā)揮了極大的作用。能敏CT將極大地提高對(duì)心肺疾病和各種癌癥的定征。 順著這一方向， 基于散射的CT、 X線誘發(fā)熒光CT以及其它混合模式CT也將變得非常有用。

關(guān)鍵詞：CT成像技術(shù) 螺旋 多排螺旋

中圖分類號(hào)：R445.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1005-0515（2013）8-004-01

一、CT成像技術(shù)概況

20世紀(jì)70年代醫(yī)學(xué)成像技術(shù)進(jìn)人了飛速發(fā)展的時(shí)期。各種新技術(shù)相繼被應(yīng)用到醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)中，這些不同的成像方式所提供的人體結(jié)構(gòu)或生理參數(shù)的圖像為提高臨床診斷與治療的有效性發(fā)揮了極大的作用。發(fā)展起來(lái)的CT成像技術(shù)，曾給醫(yī)學(xué)影像學(xué)帶來(lái)一場(chǎng)深刻的革命而醫(yī)學(xué)成像設(shè)備已成為現(xiàn)代化醫(yī)院的一個(gè)重要的標(biāo)志。CT（computed tomography）成像技術(shù)包括：數(shù)據(jù)采集技術(shù)、圖像重建技術(shù)、重建圖像后處理技術(shù)；其主要特點(diǎn)是利用X射線管繞人體的某一個(gè)層面掃描，探測(cè)器測(cè)得該層面各個(gè)點(diǎn)吸收X射線的數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)的高速運(yùn)算和圖像重建原理，獲得該層面的圖像，利用CT值可以測(cè)量人體組織密度。經(jīng)過(guò)不斷地改進(jìn)、完善、更新和發(fā)展，CT成像技術(shù)現(xiàn)已經(jīng)成為臨床診斷疾病的重要手段。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，CT新技術(shù)新應(yīng)用層出不窮。

CT成像技術(shù)的發(fā)展主要從非螺旋CT向螺旋CT發(fā)展，單層CT向多層CT發(fā)展，單源螺旋CT向雙源螺旋CT發(fā)展。此外，CT的發(fā)展還包括探測(cè)器，球管、掃描方式、采樣重建系統(tǒng)、反投影重建算法的不斷改進(jìn)及發(fā)展。計(jì)算機(jī)的性能提升及快速發(fā)展也給CT的圖像后處理技術(shù)帶來(lái)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為臨床診斷帶來(lái)立體診斷模式，使得CT的臨床應(yīng)用有了進(jìn)一步的突破，把醫(yī)學(xué)影像學(xué)的推向一個(gè)更廣闊的發(fā)展空間。

二、CT成像技術(shù)原理

CT是用X線束對(duì)人體的某一部分一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測(cè)器接收透過(guò)該層面的X線，所測(cè)得的信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC），轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息后由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，從而得到該層面的各個(gè)單位容積的X線吸收值即CT值，并排列成數(shù)字矩陣。這些數(shù)據(jù)信息可存儲(chǔ)于磁光盤或磁帶機(jī)中，經(jīng)過(guò)數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）后再形成模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)的一定變換處理后輸出至顯示設(shè)備上顯示出圖像，因此又稱為橫斷面圖像。CT的特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，對(duì)病人來(lái)說(shuō)無(wú)痛苦，其密度分辯率高，可直接顯示X線平片無(wú)法顯示的器官和病變，它在發(fā)現(xiàn)病變、確定病變的位置、大小、數(shù)目方面非常敏感而可靠，而在病理性質(zhì)的診斷上存在一定的限制。

CT與傳統(tǒng)X光攝影不同，在CT中使用的X光探測(cè)系統(tǒng)比攝影膠片敏感，一般使用氣體或晶體探測(cè)器，并利用計(jì)算機(jī)處理探測(cè)器所得到的資料。在這兩種檢查系統(tǒng)中都使用大致相同的方法產(chǎn)生X光。CT的特點(diǎn)在于它能區(qū)別差異極小的X光吸收值。與傳統(tǒng)X光攝影比較，CT能區(qū)分的密度范圍多達(dá)2000級(jí)以上，而傳統(tǒng)X光片大約只能區(qū)分20級(jí)密度。這種密度分辨率，不僅能區(qū)分脂肪與其它軟組織，也能分辨軟組織的密度等級(jí)，例如能區(qū)分腦脊液（CSF）和腦組織及區(qū)分腫瘤與其周圍的正常組織。這種革命性技術(shù)顯著地改變了許多疾病尤其是顱內(nèi)病變的診斷方式。在每次曝光中所得到的資料由計(jì)算機(jī)重建形成影像。計(jì)算機(jī)會(huì)計(jì)算每個(gè)像素（Pixel）中的X光衰減（吸收）值（Attenuation Value）。

三、CT成像技術(shù)的發(fā)展

1、螺旋CT

螺旋CT掃描主要具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）螺旋CT連續(xù)掃描的能力，使得整個(gè)器官或一個(gè)部位可以在一次屏氣中完成掃描，從而避免漏掃或重掃。（2）由于沒(méi)有層與層面之間的停頓，使得一次掃描檢查的時(shí)間明顯縮短，有益于危重病人和不配合病人的檢查。（3）對(duì)于肺臟、肝臟等受呼吸影響的臟器，由于在屏氣情況下一次完成掃描，可以避免小病灶的遺漏。（4）病人運(yùn)動(dòng)形成的偽影，由于掃描速度的提高而得以減少或避免。（5）可進(jìn)行任意回顧性重建，沒(méi)有層面間隔大小和重建次數(shù)的限制。（6）單位時(shí)間內(nèi)掃描速度的提高，使CT增強(qiáng)掃描時(shí)對(duì)比劑的利用率提高和增強(qiáng)效果改善。（7）由于螺旋CT掃描得到的是容積掃描數(shù)據(jù)，因此使得多平面和三維重建圖像的質(zhì)量有了明顯改善。

2、多排螺旋CT

多排螺旋CT和單螺旋CT的主要區(qū)別是探測(cè)器的結(jié)構(gòu)不同。如前所述，單層螺旋CT的層厚由準(zhǔn)直器決定，而多層螺旋CT的層厚由探測(cè)器的寬度及其組合而決定。在非螺旋CT掃描中，X射線束完全是一個(gè)垂直的平面，圖像的重建過(guò)程可以直接采用投影的數(shù)據(jù)，不需要做任何的修正；多層螺旋CT（尤其是4排以上者）由于探測(cè)器排數(shù)的增寬，使得X射線呈錐形束，在掃描過(guò)程中，X線球管在X、Y平面上運(yùn)行，而病人是在Z軸方向上移動(dòng)，兩者的同時(shí)運(yùn)動(dòng)所采集到的數(shù)據(jù)實(shí)際上是一個(gè)螺旋狀的掃描數(shù)據(jù)段，對(duì)于橫斷面圖像重建來(lái)說(shuō)，不能直接采用某一個(gè)斷面的投影數(shù)據(jù)，必須先采集重建層面鄰近數(shù)據(jù)的內(nèi)插，然后才能按照非螺旋CT掃描圖像重建的方法重建出橫斷面圖像。多排螺旋CT具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）提高掃描速度。多層螺旋CT掃描架旋轉(zhuǎn)一周可以掃描多層，旋轉(zhuǎn)速度比單層螺旋CT快1倍，同時(shí)螺距為單層螺旋CT的4～8倍，相同的掃描時(shí)間內(nèi)可獲得范圍更長(zhǎng)或范圍相同但層面更薄的容積數(shù)據(jù)，有助于重建出高質(zhì)量的橫斷圖像和三維圖像。另外，掃描時(shí)獲取的具有高的縱向分辨率的容積數(shù)據(jù)，有助于減少部分容積效應(yīng)，從而提高了圖像的質(zhì)量。

（2）提高圖像的空間分辨率。由于多層螺旋CT的掃描速度提高，在相同的掃描時(shí)間內(nèi)可獲得范圍更長(zhǎng)或范圍相同但層面更薄的容積數(shù)據(jù)，有助于重建出高質(zhì)量的橫斷圖像和三維圖像。

（3）CT透視的定位更準(zhǔn)確。單層螺旋CT使用CT透視功能僅能獲得一層的透視圖像，在做CT引導(dǎo)下的穿剌活檢時(shí)僅可以實(shí)時(shí)顯示針尖的位置，而多層螺旋CT可以同時(shí)進(jìn)行多層透視，應(yīng)用實(shí)時(shí)重建功能可以同時(shí)顯示3個(gè)層面的3幅透視圖像，CT引導(dǎo)穿剌活檢時(shí)，不僅可準(zhǔn)確定位穿刺針尖的位置，還可以顯示進(jìn)針的方向。這說(shuō)明應(yīng)用多層螺旋CT可提高CT透視的縱向分辨率，使CT透視引導(dǎo)穿刺的定位更準(zhǔn)確。

四、結(jié)語(yǔ)

醫(yī)學(xué)成像系統(tǒng)將向著從模擬圖像到數(shù)字圖像、從平面圖像到立體圖像、從局部圖像到整體圖像、從宏觀圖像到微觀圖像、從靜態(tài)圖像到動(dòng)態(tài)圖像、從形態(tài)圖像到功能圖像、從單一圖像到綜合圖像等方向發(fā)展。即是要獲得多時(shí)相（動(dòng)態(tài)）圖像、多維圖像、多參數(shù)圖像、多模式圖像，以供臨床多種診斷指標(biāo)（包括病灶檢測(cè)、定性、臟器功能評(píng)估、血流估計(jì)等）、治療（包括三維定位、體積計(jì)算、外科手術(shù)規(guī)劃等）的多種參考以及多地域顯示觀察。