醫療器械設備之－CT

仞欲

全稱：computed tomography
　　CT是一種功能齊全的病情探測儀器，它是電子計算機X射線斷層掃描技術簡稱。
　　CT的工作程序是這樣的：它根據人體不同組織對X線的吸收與透過率的不同，應用靈敏度極高的儀器對人體進行測量，然后將測量所獲取的數據輸入電子計算機，電子計算機對數據進行處理后，就可攝下人體被檢查部位的斷面或立體的圖像，發現體內任何部位的細小病變。
　　CT的發明
　　自從X射線發現后，醫學上就開始用它來探測人體疾病。但是，由于人體內有些器官對X線的吸收差別極小，因此X射線對那些前后重疊的組織的病變就難以發現。于是，美國與英國的科學家開始了尋找一種新的東西來彌補用X線技術檢查人體病變的不足。1963年，美國物理學家科馬克發現人體不同的組織對X線的透過率有所不同，在研究中還得出了一些有關的計算公式，這些公式為后來CT的應用奠定了理論基礎。1967年，英國電子工種師亨斯費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的工作。他首先研究了模式的識別，然后制作了一臺能加強X射線放射源的簡單的掃描裝置，即后來的CT，用于對人的頭部進行實驗性掃描測量。后來，他又用這種裝置去測量全身，獲得了同樣的效果。1971年9月，亨斯費爾德又與一位神經放射學家合作，在倫敦郊外一家醫院安裝了他設計制造的這種裝置，開始了頭部檢查。10月4日，醫院用它檢查了第一個病人。患者在完全清醒的情況下朝天仰臥，X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉動，同時在患者下方裝一計數器，使人體各部位對X線吸收的多少反映在計數器上，再經過電子計算機的處理，使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來。這次試驗非常成功。1972年4月，亨斯費爾德在英國放射學年會上首次公布了這一結果，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動，CT的研制成功被譽為自倫琴發現X射線以后，放射診斷學上最重要的成就。因此，亨斯費爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學或醫學獎。而今，CT已廣泛運用于醫療診斷上。
　　CT的成像基本原理
　　CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉變為可見光后，由光電轉換變為電信號，再經模擬/數字轉換器（analog/digital converter）轉為數字，輸入計算機處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素（voxel），見圖1-2-1。掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X線衰減系數或吸收系數，再排列成矩陣，即數字矩陣（digital matrix），數字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經數字/模擬轉換器（digital/analog converter）把數字矩陣中的每個數字轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（pixel），并按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個體素的X線吸收系數可以通過不同的數學方法算出。
　　CT設備
　　CT設備主要有以下三部分：①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成；②計算機系統，將掃描收集到的信息數據進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統，將經計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。探測器從原始的1個發展到現在的多達4800個。掃描方式也從平移/旋轉、旋轉/旋轉、旋轉/固定，發展到新近開發的螺旋CT掃描（spiral CT scan）。計算機容量大、運算快，可達到立即重建圖像。由于掃描時間短，可避免運動產生的偽影，例如，呼吸運動的干擾，可提高圖像質量；層面是連續的，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（Ct angiography，CTA）。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不同。掃描時間可短到40ms以下，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時間很短，可攝得電影圖像，能避免運動所造成的偽影，因此，適用于心血管造影檢查以及小兒和急性創傷等不能很好的合作的患者檢查。
　　CT圖像特點
　　CT圖像是由一定數目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構成。這些象素反映的是相應體素的X線吸收系數。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數目不同。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等；數目可以是256×256，即65536個，或512×512，即262144個不等。顯然，象素越小，數目越多，構成圖像越細致，即空間分辨力（spatial resolution）高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。
　　CT圖像是以不同的灰度來表示，反映器官和組織對X線的吸收程度。因此，與X線圖像所示的黑白影像一樣，黑影表示低吸收區，即低密度區，如含氣體多的肺部；白影表示高吸收區，即高密度區，如骨骼。但是CT與X線圖像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（density resolutiln）。因此，人體軟組織的密度差別雖小，吸收系數雖多接近于水，也能形成對比而成像。這是CT的突出優點。所以，CT可以更好地顯示由軟組織構成的器官，如腦、脊髓、縱隔、肺、肝、膽、胰以及盆部器官等，并在良好的解剖圖像背景上顯示出病變的影像。
　　x線圖像可反映正常與病變組織的密度，如高密度和低密度，但沒有量的概念。CT圖像不僅以不同灰度顯示其密度的高低，還可用組織對X線的吸收系數說明其密度高低的程度，具有一個量的概念。實際工作中，不用吸收系數，而換算成CT值，用CT值說明密度。單位為Hu（Hounsfield unit）。
　　水的吸收系數為10，CT值定為0Hu，人體中密度最高的骨皮質吸收系數最高，CT值定為+1000Hu，而空氣密度最低，定為-1000Hu。人體中密度不同和各種組織的CT值則居于-1000Hu到+1000Hu的2000個分度之間。
　　CT圖像是層面圖像，常用的是橫斷面。為了顯示整個器官，需要多個連續的層面圖像。通過CT設備上圖像的重建程序的使用，還可重建冠狀面和矢狀面的層面圖像，可以多角度查看器官和病變的關系。
　　CT檢查技術
　　分平掃（plain CT scan）、造影增強掃描（contrast enhancement,CE）和造影掃描。
　　（一）平掃　是指不用造影增強或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。
　　（二）造影增強掃描　是經靜脈注入水溶性有機碘劑，如60%～76%泛影葡胺60ml后再行掃描的方法。血內碘濃度增高后，器官與病變內碘的濃度可產生差別，形成密度差，可能使病變顯影更為清楚。方法分團注法、靜滴法和靜注與靜滴法幾種。
　　（三）造影掃描　是先作器官或結構的造影，然后再行掃描的方法。例如向腦池內注入碘曲侖8～10ml或注入空氣4～6ml行腦池造影再行掃描，稱之為腦池造影CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。
　　CT診斷的臨床應用
　　CT診斷由于它的特殊診斷價值，已廣泛應用于臨床。但CT設備比較昂貴，檢查費用偏高，某些部位的檢查，診斷價值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視為常規診斷手段，應在了解其優勢的基礎上，合理的選擇應用。
　　CT診斷的特點及優勢
　　CT檢查對中樞神經系統疾病的診斷價值較高，應用普遍。對顱內腫瘤、膿腫與肉芽腫、寄生蟲病、外傷性血腫與腦損傷、腦梗塞與腦出血以及椎管內腫瘤與椎間盤脫出等病診斷效果好，診斷較為可*。因此，腦的X線造影除腦血管造影仍用以診斷顱內動脈瘤、血管發育異常和腦血管閉塞以及了解腦瘤的供血動脈以外，其他如氣腦、腦室造影等均已少用。螺旋CT掃描，可以獲得比較精細和清晰的血管重建圖像，即CTA，而且可以做到三維實時顯示，有希望取代常規的腦血管造影。
　　CT對頭頸部疾病的診斷也很有價值。例如，對眶內占位病變、鼻竇早期癌、中耳小膽指瘤、聽骨破壞與脫位、內耳骨迷路的輕微破壞、耳先天發育異常以及鼻咽癌的早期發現等。但明顯病變，X線平片已可確診者則無需CT檢查。
　　對胸部疾病的診斷，CT檢查隨著高分辨力CT的應用，日益顯示出它的優越性。通常采用造影增強掃描以明確縱隔和肺門有無腫塊或淋巴結增大、支氣管有無狹窄或阻塞，對原發和轉移性縱隔腫瘤、淋巴結結核、中心型肺癌等的診斷，均很在幫助。肺內間質、實質性病變也可以得到較好的顯示。CT對平片檢查較難顯示的部分，例如同心、大血管重疊病變的顯圾，更具有優越性。對胸膜、膈、胸壁病變，也可清楚顯示。
　　心及大血管的CT檢查，尤其是后者，具有重要意義。心臟方面主要是心包病變的診斷。心腔及心壁的顯示。由于掃描時間一般長于心動周期，影響圖像的清晰度，診斷價值有限。但冠狀動脈和心瓣膜的鈣化、大血管壁的鈣化及動脈瘤改變等，CT檢查可以很好顯示。
　　腹部及盆部疾病的CT檢查，應用日益廣泛，主要用于肝、膽、胰、脾，腹膜腔及腹膜后間隙以及泌尿和生殖系統的疾病診斷。尤其是占位性病變、炎癥性和外傷性病變等。胃腸病變向腔外侵犯以及鄰近和遠處轉移等，CT檢查也有很大價值。當然，胃腸管腔內病變情況主要仍依賴于鋇劑造影和內鏡檢查及病理活檢。
　　骨關節疾病，多數情況可通過簡便、經濟的常規X線檢查確診，因此使用CT檢查相對較少。
　　CT檢查范圍
　　CT可以做哪些檢查嗎？
　　一、頭部：腦出血，腦梗塞，動脈瘤，血管畸形，各種腫瘤，外傷，出血，骨折，先天畸形等；
　　二、 胸部：肺、胸膜及縱隔各種腫瘤，肺結核，肺炎，支氣管擴張，肺膿腫，囊腫，肺不張，氣胸，骨折等；
　　三、 腹、盆腔：各種實質器官的腫瘤、外傷、出血，肝硬化，膽結石，泌尿系結石、積水，膀胱、前列腺病變，某些炎癥、畸形等；
　　四、 脊柱、四肢：骨折，外傷，骨質增生，椎間盤病變，椎管狹窄，腫瘤，結核等；
　　五、 骨骼、血管三維重建成像；各部位的MPR、MIP成像等；
　　六、 CTA（CT血管成像）：大動脈炎，動脈硬化閉塞癥，主動脈瘤及夾層等；
　　七、 甲狀腺疾病：甲狀腺腺瘤、甲狀腺腺癌等；
　　其他：眼科及眼眶腫瘤，外傷；副鼻竇炎、鼻息肉、腫瘤、囊腫、外傷等。
　　由于CT的高分辨力，可使器官和結構清楚顯影，能清楚顯示出病變。在臨床上，神經系統與頭頸部CT診斷應用早，對腦瘤、腦外傷、腦血管意外、腦的炎癥與寄生蟲病、腦先天畸形和腦實質性病變等診斷價值大。在五官科診斷中，對于框內腫瘤、鼻竇、咽喉部腫瘤，特別是內耳發育異常有診斷價值。
　　在呼吸系統診斷中，對肺癌的診斷、縱隔腫瘤的檢查和瘤體內部結構以及肺門及縱隔有無淋巴結的轉移，做CT檢查做出的診斷都是比較可靠的。
　　在心臟大血管和骨骼肌肉系統的檢查中也是有診斷價值的。
　　CT的幾個重要概念：
　　1，分辨率：是圖象對客觀的分辨能力，他包括空間分辨率，密度分辨率，時間分辨率。
　　2，CT值：在CT的實際應用中，我們蔣各種組織包括空氣的吸收衰減值都與水比較，并將密度固定為上限＋1000。將空氣定為下限－1000，其它數值均表示為中間灰度，從而產生了一個相對的吸收系數標尺。
　　3，窗寬和窗位，窗位是指圖像顯示所指的CT值范圍的中心。例如觀察腦組織常用窗位為＋35HU，而觀察骨質則用＋300－＋600HU。窗寬指顯示圖像的CT值范圍。例如觀察腦的窗寬用100，觀察骨的窗寬用1000。這樣，同一層面的圖像數據，通過調節窗位和窗寬，便可分別得到適于顯示腦組織與骨質的兩種密度圖像。
　　4，部分容積效應：：CT圖像上各個像素的數值代表相應單位組織全體的平均CT值，它不能如實反映該單位內各種組織本身的CT值。在CT掃描中，凡小于層厚的病變，其CT值受層厚的病變，其CT值受層厚內其它組織的影響，所測出的CT值不能代表病變的真正的CT值：如在高密度組織中較小的低密度病灶，其CT值偏高；反之，在低密度組織中的較小的高密度病灶，其CT值偏低，這種現象稱為部分容積效應。
　　5，噪聲
　　因此，在日常生活中的人群里，如感覺到身體不適，還是應該及早到醫院做檢查，以明確診斷。做到早檢查，早發現，早診斷，早治療。

老鷹

呵呵，大俠是搞醫療器械的啊，社區欄目也請多支持，群組也要同步發展。