CT成像

CT成像,將X射線掃描投影數據與重建數學及計算機技術結合,獲得以層面信息為基礎的醫學影像的技術。

初期稱為電子計算機X射線掃描橫斷軸向體層攝影、計算機輔助軸向體層攝影、計算機化體層攝影等,後統一稱為計算機X射線體層成像,即CT。傳統X射線攝影提供的是巨觀二維影像,只能提供四個主要層次的天然對比,即骨骼、軟組織及水、脂肪和空氣。無法分辨密度相近的組織與結構。英國於1967年設計出第一台CT原型機,並於1971~1972年開始臨床試用。自1974年開始,可臨床套用的CT設備在全世界迅速普及,1976年開發出不僅用於頭部,也可用於全身各部的CT掃描機。成像原理 CT設備的X射線被“準直”為規定寬度的線束,該線束寬度即為成像的層厚。每次曝光,X射線束只掃描一個層面,採集到的該層面X射線投影數據重建該層面的影像。最終由預定數目的層面影像來顯示整個擬檢查部位的信息。層面影像是由大量規則的成像基本單位(像素)構成。每一個像素實際上涵蓋一個體積單位,稱為體素。掃描中,不斷地改變投影角度,得到各個投影方向上的大量數據,通過計算機實施相應的重建,可得到層面內每個像素的CT值。計算機實施數字–模擬轉換,將每一像素的CT值轉換為相應的灰度值,則重建為由不同灰度模擬的CT圖像。類型 電子束CT 20世紀80年代後期,針對層面採集CT的掃描速度不足以顯示動態器官(如心臟)而設計出的一種CT,可把一個層面的採集時間縮短至50毫秒,故又稱超快速CT。螺旋採集方式CT 在CT的掃描架內置一環形滑軌,X射線管可從滑軌上得到電源,在滑軌上連續繞病人旋轉和連續發射寬扇形X射線束。平板探測器CT 把X射線投影信息直接轉換為電信號,繼而轉換為數位訊號的裝置,具有比以往的CT檢測器更多的採集單元、更好的檢測敏感性。又被稱為容積性CT。CT設備的圖像顯示 動態顯示 ①動態期相顯示。靜脈注射對比劑後,選擇對比劑在興趣結構的準確充盈期相,如動脈早期、動脈期、實質期、靜脈期、延遲期等,作重複掃描,捕捉興趣結構在不同期相強化行為的顯示方法。②CT透視。利用高級CT設備的快速採集與實時重建能力,在螢光屏上實時顯示掃描部位影像的方法。主要用於CT導向的介入處理技術。③CT電影。利用高級CT設備的快速採集能力,對興趣結構的影像作回顧性連續回放的顯示方法,適用於動態器官的形態學與強化行為等信息的顯示。定量顯示 ①骨礦鹽定量顯示。在掃描中,通過在掃描野內放置參照體模,計算出掃描的骨骼中礦鹽精確含量方法,是骨礦鹽定量測量的方法之一。②脂肪定量顯示。和骨礦鹽含量定量顯示類似,計算掃描野內規定的興趣區內脂肪含量的方法。③冠狀動脈鈣化積分顯示。在具有快速採集冠狀動脈影像能力的設備上,利用專用軟體計算冠狀動脈壁內鈣沉積量,量化為分值,作為判斷冠狀動脈硬化程度的指標的方法。功能性顯示 在CT設備上開發較晚,已臨床實用的有腦CT灌注成像、腫瘤CT灌注成像等。方法是靜脈注射對比劑後行快速採集,量化顯示興趣區內的局部血流量、局部血容量和平均通過時間等參數。主要用於腦缺血性疾病、腫瘤等的診斷。由於心臟系一動態器官,開發心肌CT灌注成像的難度更大,已有心肌灌注及心肌應力性灌注成像的軟體問世。CT套用的優勢領域 在各學科中,涉及出血及血管閉塞性疾病、創傷、腫瘤、大多數炎症與寄生蟲疾病、部分退行性疾病和變性性疾病、部分骨關節疾病等都是CT檢查的指征。以往,層面顯示的方式不能顯示大多數血管性疾病的相關徵象,螺旋CT,特別是多層螺旋CT,通過相應的重建方式不僅可顯示血管,還可以用內窺鏡方式直接觀察血管內壁,且可以同時顯示血管相鄰的結構。現代的CT設備可以安裝放射治療定位與治療計畫軟體,可將相應的信息經計算機直接傳輸治療計畫系統,達到更精確的治療定位。CT套用的限制 ①不適用於X射線敏感的人群(如孕婦、兒童)和部位的檢查。②碘對比劑過敏者會產生各類副反應,嚴重者可致死。③軟組織分辨力不如磁共振成像(MRI),因此對部分先天性畸形及軟組織異常的顯示不是首選方法。④非大體形態顯示能力不如MRI,如對結合水與游離水的區別、大腦皮層功能活動顯示等。

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