ct技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

1、CT （ Computed Tomography，計(jì)算機(jī)斷層成像 ），是利用被測(cè)物體對(duì)某種物理量（一般是 X 射線光強(qiáng)）的吸收與透過(guò)率的不同，應(yīng)用靈敏度極高的儀器對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行測(cè)量，獲取投影數(shù)據(jù)，然后運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)方法，通過(guò)計(jì)算機(jī)重建該被測(cè)物體特定層面上的二維圖像以及根據(jù)一系列的該二維圖像重建三維投影的技術(shù)。,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、分辨率高，可以觀察到人體內(nèi)非常小的病變，直接顯示 X 線平片無(wú)法顯示的器官和病

2、變，它在發(fā)現(xiàn)病變、確定病變的相對(duì)空間位置、大小、數(shù)目方面非常敏感而可靠。,CT 技術(shù)發(fā)展,1972 年英國(guó)工程師 亨斯菲爾德（Hounsfield） 和美國(guó)物理學(xué)家 Allan M.Comack 將計(jì)算機(jī)技術(shù)和 X 線技術(shù)結(jié)合發(fā)明了計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)，被譽(yù)為“ CT 父”。,1974年推出了第一臺(tái)商業(yè)化計(jì)算機(jī)斷層掃描系統(tǒng)CT 設(shè)備,它向醫(yī)生展示了顱腦的橫斷面圖像，提供了對(duì)診斷腫瘤、出血和梗塞很有價(jià)值的信息，這就是早期的“頭顱 CT ”,

3、到20世紀(jì)80年代，CT技術(shù)的發(fā)展主要在于掃描部位的延伸，即從單一的頭部檢查拓展到體部檢查；,從80年代到90年代，主要是掃描速度的角逐，突破了亞秒的掃描速度；,90年代到2000年代，螺旋CT技術(shù)使橫斷CT向可以連續(xù)掃描的螺旋CT過(guò)渡，多層螺旋CT從4/16/32/40層到64層CT廣泛的臨床應(yīng)用，大大拓展了CT的臨床價(jià)值。,1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線，不久X線就被廣泛用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，作為對(duì)疾病診斷的依據(jù)。,①掃描部分，由X射線源、探測(cè)器和

4、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。,CT設(shè)備主要由以下三部分組成：,CT是用X線束對(duì)被檢測(cè)對(duì)象具體部位一定厚度的層面進(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?jiàn)光后，由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。 對(duì)圖像的處理，將選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體

5、稱(chēng)之為體素。 將掃描所得信息經(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。 數(shù)字矩陣可存儲(chǔ)于磁盤(pán)或光盤(pán)中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣鐘的每個(gè)數(shù)位轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素，并按矩陣排列，即 構(gòu)成CT圖像。,第一代 CT 設(shè)備掃描和收集信息的方式主要是進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和平移。 具體原理是：探測(cè)器和相對(duì)應(yīng)的 X線管兩者同時(shí)進(jìn)行水平移動(dòng)； 接著繞著患者旋轉(zhuǎn)一度，進(jìn)行掃描；直至旋轉(zhuǎn) 1

6、80° 收集到全部的數(shù)據(jù)。 掃描速度慢，采集的數(shù)據(jù)少，現(xiàn)被淘汰。,第二代 CT 設(shè)備將原來(lái)的 X 線束變成了扇形，同時(shí)增加到 30 個(gè)探測(cè)器。 這樣做進(jìn)一步增加了掃描范圍，進(jìn)而能夠采集更多的數(shù)據(jù)。 第二代 CT 設(shè)備比第一代CT 設(shè)備先進(jìn)， 主要體現(xiàn)在每一次能夠旋轉(zhuǎn)的角度是23° 。這樣縮短了掃描的時(shí)間，但是仍然沒(méi)有完全消除在掃描的過(guò)程中，掃描患者的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影。,第三代 CT 設(shè)備的特點(diǎn)是增加了探測(cè)器的數(shù)

7、量，增加到了 300 到 800 個(gè)； 同時(shí)這些探測(cè)器和相對(duì)應(yīng)的X 線管只做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 這樣設(shè)計(jì)的好處是能夠收集到更多的數(shù)據(jù)，大大減少了偽影的產(chǎn)生，使圖像的質(zhì)量得到明顯提升。掃描時(shí)間縮短至2---5秒內(nèi)，它廣泛應(yīng)用于頭部及全身檢查。,第四代 CT 設(shè)備，探測(cè)器可達(dá)數(shù)千枚，以環(huán)形排列且固定不動(dòng)，X線管可作360°旋轉(zhuǎn)，掃描時(shí)間縮短至2～5秒．這一代CT 設(shè)備只有 X 線管繞著患者旋轉(zhuǎn)。,第五代 CT 設(shè)備，X線源用電子槍?zhuān)褂脪?/p>

8、描時(shí)間縮短到50毫秒，圖像分辨率高，可檢查心臟，但價(jià)格昂貴，所以受到限制。,近十年來(lái)我國(guó)大都使用的是單層螺旋CT，它是在第三代CT掃描方式和滑環(huán)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是CT技術(shù)的重要進(jìn)步。它的原理是：通過(guò)連續(xù)掃描獲得容積數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過(guò)螺旋插值計(jì)算得到重建層面的圖像。,在掃描期間，床沿縱軸連續(xù)平直移動(dòng)。管球旋轉(zhuǎn)和連續(xù)動(dòng)床同時(shí)進(jìn)行，使X線掃描的軌跡呈螺旋狀，因而得名螺旋掃描,它的掃描是連續(xù)的，沒(méi)有時(shí)間間隔，突出特點(diǎn)快速容積掃描，在短時(shí)間內(nèi)

9、對(duì)身體的較長(zhǎng)范圍進(jìn)行不問(wèn)斷的數(shù)據(jù)采集，為提高CT的成像功能創(chuàng)造了良好的條件。,由于技術(shù)的限制，尤其在需要快速掃描的檢查部位，就犧牲了空間的分辨率，因此，對(duì)于單層螺旋CT較大容積的掃描，難以實(shí)現(xiàn)各向同性分辨率。,螺旋CT,20 世紀(jì) 90 年代到 2000 年代，螺旋 CT 技術(shù)使橫斷 CT 向可以連續(xù)掃描的螺旋 CT 過(guò)渡，多層螺旋 CT 從 4/16/32/40 層到 64 層 CT 廣泛的臨床應(yīng)用，大大拓展了 CT 的臨床價(jià)值。,目

10、前多層螺旋CT技術(shù)得到了飛速的發(fā)展，從1998年世界上第一臺(tái)4層螺旋CT問(wèn)世以來(lái)，多層CT每隔二三年都以4倍的速度增長(zhǎng)，相對(duì)單層螺旋CT，多層螺旋CT技術(shù)在探測(cè)器陣列設(shè)計(jì)、層厚選擇、重建算法以及提高掃描速度等幾個(gè)方面都取得較大突破。,在多層CT問(wèn)世以前，CT機(jī)面臨的主要問(wèn)題就是層厚和掃描時(shí)間的矛盾，即薄層和短時(shí)間無(wú)法兼得，多層CT問(wèn)世之后，多層CT的發(fā)展出現(xiàn)兩種截然不同的方向：一種是側(cè)重于覆蓋范圍的理念，采用64排探測(cè)器，64層數(shù)據(jù)采集

11、系統(tǒng)(DAS)強(qiáng)調(diào)容積覆蓋速度的提高；,另一種是以西門(mén)子公司為代表的側(cè)重于圖像分辨率的理念，采用了64排0．6 mm探測(cè)器，64層數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAS)，它在實(shí)現(xiàn)容積覆蓋幅度方面有理性的提高，同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)Z軸分辨率的提高。,多層螺旋 CT,CT 灌注成像：利用了多層螺旋 CT 可以顯示毛細(xì)血管染色情況這一功能，通過(guò)在靜脈中注射造影劑后，對(duì)特定的組織或器官進(jìn)行連續(xù)多層掃描，以獲得該組平面內(nèi)的時(shí)間密度曲線（TDC），以便用不同的數(shù)學(xué)模型得出

12、血流量（BF）、血容量（BV）、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）、峰值時(shí)間（TTP）等參數(shù)，并用這些參數(shù)對(duì)該層面的組織或器官的功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。,多層螺旋 CT,CT 灌注成像：利用了多層螺旋 CT 可以顯示毛細(xì)血管染色情況這一功能，通過(guò)在靜脈中注射造影劑后，對(duì)特定的組織或器官進(jìn)行連續(xù)多層掃描，以獲得該組平面內(nèi)的時(shí)間密度曲線（TDC），以便用不同的數(shù)學(xué)模型得出血流量（BF）、血容量（BV）、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）、峰值時(shí)間（TTP）等參數(shù)，并用這些參

13、數(shù)對(duì)該層面的組織或器官的功能進(jìn)行評(píng)價(jià)。,在常規(guī)掃描和增強(qiáng)掃描上不易鑒別的腫瘤、感染、炎癥、梗塞等，其灌注參數(shù)均有所表現(xiàn)；并可對(duì)癡呆、精神疾病、偏頭痛等作出評(píng)價(jià)。,有研究表明，CT 灌注成像灌注參數(shù)值的測(cè)定對(duì)于原發(fā)性肝癌、肝轉(zhuǎn)移瘤和肝血管瘤的鑒別診斷以及對(duì)鄰近的肝組織受累情況的評(píng)估具有重要的臨床意義。,心臟成像,最新的 64 層螺旋 CT 只用 5s 就可完成全心臟掃描，可看清軟、硬斑塊及支架等。每幅圖像的時(shí)間分辨率也已縮短至 0.4～

14、0.25s。而且隨著多層螺旋 CT 所謂扇形或斑狀掃查，可使一層面的數(shù)據(jù)重建由多列探測(cè)器分擔(dān)采集，時(shí)間分辨率已進(jìn)一步縮短至百余毫秒甚至數(shù)十毫秒。64 層螺旋 CT 做心臟冠狀動(dòng)脈成像成功率接近 100％,血管造影智能跟蹤技術(shù)，能使注入血管中的造影劑在達(dá)到目的臟器（如腦、腎臟、肝臟）區(qū)域后與預(yù)先設(shè)定的閾值相等時(shí)啟動(dòng)掃描，從而獲得最佳動(dòng)脈期、靜脈期、與平衡期圖像。 能對(duì)動(dòng)脈瘤、動(dòng)靜脈畸形、腦血管狹窄等多種腦血管患者進(jìn)行多層螺旋

15、CT 血管造影檢查，并應(yīng)用后處理工作站進(jìn)行腦血管三維重建，以立體圖像顯示出病變解剖關(guān)系，獲得準(zhǔn)確清晰圖像。 CT 血管造影三維重建可全方位顯示腦血管，具有微創(chuàng)、安全、可靠、費(fèi)用低廉等特點(diǎn)， 適合于手術(shù)計(jì)劃制定、 術(shù)前定位及隨訪，,血管成像,多層螺旋 CT 掃描速度快，時(shí)間分辨率高，血管成像操作簡(jiǎn)單、方便、安全、無(wú)創(chuàng)傷性，可部分或基本取代傳統(tǒng)的血管造影，是目前無(wú)創(chuàng)傷性血管成像的又一主要手段。,對(duì)外傷或急重癥病人,外傷或急重癥病

16、人需要及時(shí)并且準(zhǔn)確的診斷，才能正確及時(shí)地?fù)尵?。最?64 層螺旋 CT全身高分辨率各向同性采集只要 10s，真正實(shí)現(xiàn)全身大范圍的掃描，可迅速查出內(nèi)臟受損傷的情況，以便及時(shí)進(jìn)行搶救，是外傷急診 CT 臨床應(yīng)用的巨大突破,對(duì)于事故死亡的病人用多層螺旋 CT 掃描代替尸檢，具有簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中受到法醫(yī)的肯定，避免了不必要的醫(yī)療糾紛和尸體解剖。,多層螺旋 CT 在尸檢中的應(yīng)用,CT下經(jīng)皮肺穿刺定位技術(shù)的臨床應(yīng)用,應(yīng)用西門(mén)子 S

17、omatom V．Z四層螺旋CT機(jī)對(duì)1 832例病人行胸部經(jīng)皮肺穿刺術(shù)。其中男性989例占53．94％女性843例占46．06％年齡最大84歲最小19歲肺部病變1 801例占98．31％縱隔病變(肺野生長(zhǎng))31例1．69％。最大病灶5．57×11．38cm，最小病0．2×0．2 cm。,主要采用定位法，準(zhǔn)確定取肺部病灶與相對(duì)應(yīng)的肋間隙的皮膚投影點(diǎn)，并測(cè)得該投影點(diǎn)至胸膜壁層及病灶間的距離和角度。,臨床上往往把獲取病灶的

18、病理細(xì)胞或組織作為臨床診斷的依據(jù)和治療方向，所以愈來(lái)愈依賴(lài)穿刺術(shù)，而穿刺定位的準(zhǔn)確與否，是該術(shù)成敗的非常重要因素。本定位方法兩次掃描準(zhǔn)確率達(dá)100％。,閱讀該CT片從中找到病灶至皮膚的投影點(diǎn)，再通過(guò)該投影點(diǎn)至相鄰的骨性標(biāo)志算出該骨性標(biāo)志與投影點(diǎn)間的距離，將金屬標(biāo)志物(鉛字)置與此(即穿刺點(diǎn))行局部靶掃描，獲得準(zhǔn)確的穿刺點(diǎn)，并測(cè)出該穿刺點(diǎn)與病灶的距離和角度。先將金屬標(biāo)志物至于病灶相對(duì)應(yīng)的預(yù)估位置，行胸部CT定位相掃描，從而測(cè)得金屬標(biāo)志物與