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  • CT

    CT是英语缩写,本词条表示的是电子计算机X射线断层扫描技术。CT,英文全称computed tomography,它根据人体不同组织对X射线的吸收与透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量,然后将测量所获取的数据输入电子计算机,电子计算机对数据进行处理后,就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像,发现体内任何部位的细小病变。

    编辑摘要

    基本信息 编辑信息模块

    中文名: 计算机体层摄影 英文名: Computed Tomography
    其他外文名: CT机
    释义: 电子计算机X射线断层扫描技术 成像原理: X线束、γ射线、超声波等
    发现: 1963年
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    目录

    原理/CT 编辑

    CTCT

    CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X射线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素(voxel)。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵(digital matrix),数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即像素(pixel),并按矩阵排列,即构成CT图像。所以,CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。

    相关术语/CT 编辑

    CT值

    某物质的CT值等于该物质的衰减系数与水的吸收系数之差再与水的衰减系数相比之后乘以分度因素。物质的CT值反映物质的密度,即物质的CT值越高相当于物质密度越高。

    即CT值=α×(μm-μw)/μw  

    α为分度因数,其取值为1000时,CT值的单位为亨氏单位(Hu)。人体内不同的组织具有不同的衰减系数,因而其CT值也各不相同。按照CT值的高低分别为骨组织,软组织,水,脂肪以及气体。水的CT值为0Hu左右。

    空间分辨率和密度分辨率

    前者指影像中能够分辨的最小细节,后者指能显示的最小密度差别。

    CTCT

    层厚与层距

    前者指扫描层的厚度,后者指两层中心之间的距离。

    部分容积效应

    由于每层具有一定的厚度,在此厚度内可能包括密度不同的组织,因此,每一像素的CT值,实际所代表的是单位体积内各种组织的CT值的平均数。

    窗宽与窗位

    由于正常或异常的组织具有不同的CT值,范围波动在-1000~+1000Hu范围内,而人类眼睛的分辨能力相对有限,因此欲显示某一组织结构的细节时,应选择适合观察该组织或病变的窗宽以及窗位,以获得最佳的显示。

    薄层扫描

    是指层厚为5mm或更薄层厚以下的扫描,用于观察病变的细节。[1]

    发明/CT 编辑

    发明背景

    CT机CT机

    自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对X射线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是,美国与英国的科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X射技术检查人体病变的不足。

    1963年,美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X射线的透过率有所不同,在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。

    1967年,英国电子工程师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。他首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置,即后来的CT,用于对人的头部进行实验性扫描测量。后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。1971年9月,亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作,在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置,开始了头部检查。1971年10月4日,医院用它检查了第一个病人。患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X射线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。1972年4月,亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动,CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,亨斯费尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学或医学奖。而后,CT已广泛运用于医疗诊断上。

    发展阶段

    1972年第一台 CT诞生,仅用于颅脑检查;1974年制成全身CT,检查范围扩大到胸、腹、脊柱及四肢。

    第一代CT机采取旋转/平移方式(rotate/translate mode)进行扫描和收集信息。由于采用笔形X射线束和只有 1~ 2个探测器,所采数据少,所需时间长,图像质量差。

    第二代CT机将X线束改为扇形,探测器增至30个,扩大了扫描范围,增加了采集数据,图像质量有所提高,但仍不能避免因患者生理运动所引起的伪影 (Artifact)。

    第三代CT机的控测器激增至300~ 800个,并与相对的X射线管只做旋转运动(rotate/rotate mode),收集更多的数据,扫描时间在5s以内,伪影大为减少,图像质量明显提高。

    第四代CT机控测器增加到1000~ 2400个,并环状排列而固定不动,只有X射线管围绕患者旋转,即旋转/固定式 (rotate/stationary mode),扫描速度快,图像质量高。

    第五代CT机将扫描时间缩短到50ms,解决了心脏扫描,是一个电子枪产生的电子束(electron beam)射向一个环形钨靶,环形排列的探测器收集信息。推出的64层CT,仅用0.33s即可获得病人的身体64层的图像,空间分辨率小于0.4mm,提高了图像质量,尤其是对搏动的心脏进行的成像。[2]

    设备构成/CT 编辑

    CT仪设备主要有以下三部分:

    CTCT

    ①扫描部分由X线管、探测器和扫描架组成;

    计算机系统,将扫描收集到的信息数据进行贮存运算;

    ③图像显示和存储系统,将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。

    图像特点/CT 编辑

    CT  CT图像

    CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成。这些像素反映的是相应体素的X射线吸收系数。不同CT装置所得图像的像素大小及数目不同。大小可以是1.0×1.0mm,0.5×0.5mm不等;数目可以是256×256,即65536个,或512×512,即262144个不等。显然,像素越小,数目越多,构成图像越细致,即空间分辨力(spatial resolution)高。CT图像的空间分辨力不如X射线图像高。

    CT图像是以不同的灰度来表示,反映器官和组织对X射线的吸收程度。因此,与X射线图像所示的黑白影像一样,黑影表示低吸收区,即低密度区,如含气体多的肺部;白影表示高吸收区,即高密度区,如骨骼。但是CT与X射线图像相比,CT的密度分辨力高,即有高的密度分辨力(density resolutiln)。因此,人体软组织的密度差别虽小,吸收系数虽多接近于水,也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以,CT可以更好地显示由软组织构成的器官,如脊髓纵隔以及盆部器官等,并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。


    CT图像是层面图像,常用的是横断面。为了显示整个器官,需要多个连续的层面图像。通过CT设备上图像的重建程序的使用,还可重建冠状面和矢状面的层面图像,可以多角度查看器官和病变的关系。

    检查方法/CT 编辑

    普通检查

    CT检查CT检查

    常称为平扫或非增强扫描,指未行静脉内注射造影剂或造影的扫描。一般常规先行平扫。腹部及盆腔普通扫描通常在扫描前口服一定量的对比剂充盈胃肠道,以增加胃肠等空腔脏器与周围组织结构的对比度。

    造影剂增强扫描

    就是在扫描前由静脉内注入水溶性有机造影剂后再行扫描的方法。注入方法可为滴注,也可为推注或两者合用。增强扫描主要用于:发现平扫未显示的病变;鉴别水肿与病变组织;进一步明确病变的大小以及与周边组织的关系,为治疗方案的拟定提供信息;为疑难病例提供进一步鉴别诊断的信息。

    造影扫描

    是先行器官或组织的造影,然后再行扫描的方法。例如向脑池内注入碘曲仑8~10ml或注入空气4~6ml行脑池造影再行扫描,称之为脑池造影CT扫描,可清楚显示脑池及其中的小肿瘤。[3]

    临床应用/CT 编辑

    诊断价值

    CTCT

    由于CT的高分辨力,可使器官和结构清楚显影,能清楚显示出病变。在临床上,神经系统与头颈部CT诊断应用早,对脑瘤、脑外伤、脑血管意外、脑的炎症与寄生虫病、脑先天畸形和脑实质性病变等诊断价值大。在五官科诊断中,对于框内肿瘤、鼻窦、咽喉部肿瘤,特别是内耳发育异常有诊断价值。

    在呼吸系统诊断中,对肺癌的诊断、纵隔肿瘤的检查和瘤体内部结构以及肺门及纵隔有无淋巴结的转移,做CT检查做出的诊断都是比较可靠的。

    在心脏大血管和骨骼肌肉系统的检查中也是有诊断价值的。

    检查范围

    一、头部:脑出血脑梗塞动脉瘤血管畸形,各种肿瘤外伤出血骨折先天畸形等;
    二、 胸部:、胸膜及纵隔各种肿瘤,肺结核肺炎支气管扩张肺脓肿囊肿肺不张气胸骨折等;
    三、 腹、盆腔:各种实质器官的肿瘤、外伤、出血,肝硬化胆结石泌尿系结石积水膀胱前列腺病变,某些炎症、畸形等;
    四、 脊柱、四肢:骨折外伤骨质增生椎间盘病变,椎管狭窄,肿瘤,结核等;
    五、 骨骼、血管三维重建成像;各部位的MPR、MIP成像等;
    六、 CTA(CT血管成像):大动脉炎动脉硬化闭塞症主动脉瘤及夹层等;
    七、 甲状腺疾病:甲状腺腺瘤甲状腺腺癌等;
    其他:眼科及眼眶肿瘤,外伤;副鼻窦炎鼻息肉、肿瘤、囊肿、外伤等。

    应用局限

    CT设备比较昂贵,检查费用偏高,某些部位的检查,诊断价值,尤其是定性诊断,还有一定限度,所以不宜将CT检查视为常规诊断手段,应在了解其优势的基础上,合理的选择应用。

    优点/CT 编辑

    CT成像密度分辨率高CT成像密度分辨率高

    1、密度分辨率高,能更好地显示由软组织构成的器官。
    2、是横断面图,可连续扫描若干层,可作冠状、矢状重建。
    3、由电子计算机重建的图像,不与邻近体层的影像重叠。
    4、CT值可提供诊断参考价值。[4]

    缺点/CT 编辑

    1、图像空间分辨力不如X线图像高。
    2、观看横断面图要有丰富的断面解剖知识。
    3、有一定的局限性,如累及粘膜层及肌层的胃肠道疾病等CT检查容易漏诊。
    4、病变的密度与正常组织密度相近的病变,平扫易漏诊,须增强扫描。
    5、有X射线辐射影响。[4]  2013年1月,美国权威杂志《消费者报告》网站披露,一项研究显示,很多人不重视甚至低估CT扫描的危害。而实际上,CT扫描中的辐射每年或可致2.9万人患癌症[5]

    相关文献

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    参考资料
    [1]^引用日期:2011-11-30
    [2]^引用日期:2011-11-30
    [3]^引用日期:2011-11-30
    [4]^引用日期:2011-11-30
    [5]^引用日期:2013-01-05
    扩展阅读
    1宝石的计量符号 CT

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