- 中华医学影像技术学·CT成像技术卷
- 高剑波
- 1486字
- 2020-08-28 07:51:01
引 言
CT是计算机体层成像(computed tomography,CT)的简称,它的出现是继1895年伦琴发现X线以来,医学影像学发展史上的一次革命。
CT的发明可以追溯到1917年。当时,奥地利数学家雷登(J.Radon)提出了可通过从各方向的投影,并用数学方法计算出一幅二维或三维图像的重建理论。
1967年,由考迈克(Allan Macleod Cormack)完成了CT图像重建相关的数学问题。亨斯菲尔德(Godfrey Newbold Hounsfield)在英国EMI实验中心进行了相关的计算机和重建技术的研究,用9天时间获得数据组,2.5小时成功地重建出一幅人体横断面图像。
1971年9月,第一台CT装置安装在Atkinson-Morley医院。同年10月4日在安普鲁斯(Ambrose)医师的指导下做临床试验,检查了第一位患者。当时,每一幅图像的处理时间减少到20分钟左右。后来,借助微处理器使一幅图像的处理时间减少到4.5分钟,CT的临床试验获得了成功。
1972年4月,在英国放射学研究院年会上亨斯菲尔德和安普鲁斯宣读了关于CT的第一篇论文,宣告了CT机的诞生。同年10月,在北美放射学会年会(RSNA)上向全世界宣布了这一在放射学史上具有划时代意义的发明。
1974年,美国George Town医学中心的工程师莱德雷(Ledley)设计出了全身CT扫描机,使CT不仅可用于颅脑,而且还可用于全身各个部位的影像学检查。
由于他们的成就,亨斯菲尔德于1972年获得了与工程学诺贝尔奖齐名的McRobert奖。1979年亨斯菲尔德和在塔夫茨大学从事CT图像重建研究工作的考迈克教授一起,获得了诺贝尔医学生理学奖。
CT与普通X线摄影方法相比,主要有以下四个方面的优点:
(一)真正的断面图像
CT通过X线准直系统的准直,可得到无层面外组织结构干扰的横断面图像。与常规X线体层摄影比较,CT得到的横断面图像层厚准确,图像清晰,密度分辨率高,无层面外结构的干扰。另外,CT扫描得到的横断面图像,还可通过计算机软件的处理重组,获得诊断所需的多平面(如冠状面、矢状面)的断面图像。
(二)密度分辨率高
CT与普通X线摄影检查相比,它的密度分辨率有大幅度提高。其原因是:第一,CT的X线束透过物体到达检测器经过严格的准直,散射线少;第二,CT机采用了高灵敏度的、高效率的接收器;第三,CT利用计算机软件对灰阶的控制,可根据诊断需要,随意调节适合人眼视觉的观察范围。一般,CT的密度分辨率要比普通X线检查高20倍左右。
(三)可做定量分祈
CT借助于CT值能够准确地测量各组织的X线吸收衰减值,通过各种计算,可做定量分析。
(四)可制用计算机做各种图像处理
借助于计算机和图像处理软件,可做病灶的形状和结构分析。采用螺旋扫描方式,可获得高质量的三维图像和多平面的断面图像。
CT虽然极大地改善了诊断图像的密度分辨率,但由于各种因素的影响,也有其局限性和不足。
1.极限空间分辨率仍未超过普通X线检查 目前,中档CT机的极限空间分辨率约10LP/cm,而高档的CT机其极限空间分辨率约14LP/cm或以上。普通X线屏片摄影的分辨率可达7~10LP/mm,无屏单面药膜摄影,其极限空间分辨率最高可达30LP/mm以上。
2.CT虽然有很广的应用范围,但并非所有部位和脏器CT都是最好的选择 如空腔脏器胃肠道的CT扫描,在腔内病变的观察不如内镜。由螺旋CT扫描的CT血管造影(CTA)、冠脉CTA等,其在显示小血管分支上不如DSA血管造影。目前,由于近年来多层螺旋CT的出现和一些新成像方法的应用,已使这些差距逐渐缩小。
3.CT的定位、定性诊断只能相对比较而言,其准确性受各种因素的影响 在定位方面,CT对于体内小于0.5~1cm的病灶,常常容易漏诊或误诊。在定性方面,也常受病变的部位、大小、性质,病程的长短,患者的体型和配合检查等诸多因素的影响。
4.CT的图像基本上只反映了解剖学方面的情况,基本没有脏器功能和生化方面的资料,当体内的某些病理改变其X线吸收特性与周围正常组织接近时,或病理变化不大,不足以对整个器官产生影响,对此CT也无能为力。