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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 醫(yī)療器械設(shè)備之－CT [打印本頁]

作者: 仞欲 時(shí)間: 2008-9-26 18:06
全稱：computed tomography
　　CT是一種功能齊全的病情探測(cè)儀器，它是電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)簡(jiǎn)稱。
　　CT的工作程序是這樣的：它根據(jù)人體不同組織對(duì)X線的吸收與透過率的不同,，應(yīng)用靈敏度極高的儀器對(duì)人體進(jìn)行測(cè)量,，然后將測(cè)量所獲取的數(shù)據(jù)輸入電子計(jì)算機(jī),，電子計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)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(fā)現(xiàn)體內(nèi)任何部位的細(xì)小病變,。
　　CT的發(fā)明
　　自從X射線發(fā)現(xiàn)后,，醫(yī)學(xué)上就開始用它來探測(cè)人體疾病,。但是，由于人體內(nèi)有些器官對(duì)X線的吸收差別極小,，因此X射線對(duì)那些前后重疊的組織的病變就難以發(fā)現(xiàn),。于是，美國與英國的科學(xué)家開始了尋找一種新的東西來彌補(bǔ)用X線技術(shù)檢查人體病變的不足,。1963年,，美國物理學(xué)家科馬克發(fā)現(xiàn)人體不同的組織對(duì)X線的透過率有所不同，在研究中還得出了一些有關(guān)的計(jì)算公式,，這些公式為后來CT的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ),。1967年，英國電子工種師亨斯費(fèi)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(shù)的工作,。他首先研究了模式的識(shí)別，然后制作了一臺(tái)能加強(qiáng)X射線放射源的簡(jiǎn)單的掃描裝置,，即后來的CT,，用于對(duì)人的頭部進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性掃描測(cè)量。后來,，他又用這種裝置去測(cè)量全身,，獲得了同樣的效果。1971年9月,，亨斯費(fèi)爾德又與一位神經(jīng)放射學(xué)家合作,，在倫敦郊外一家醫(yī)院安裝了他設(shè)計(jì)制造的這種裝置，開始了頭部檢查,。10月4日,，醫(yī)院用它檢查了第一個(gè)病人�,；颊咴谕耆逍训那闆r下朝天仰臥,，X線管裝在患者的上方，繞檢查部位轉(zhuǎn)動(dòng),，同時(shí)在患者下方裝一計(jì)數(shù)器,，使人體各部位對(duì)X線吸收的多少反映在計(jì)數(shù)器上,，再經(jīng)過電子計(jì)算機(jī)的處理,，使人體各部位的圖像從熒屏上顯示出來。這次試驗(yàn)非常成功。1972年4月,，亨斯費(fèi)爾德在英國放射學(xué)年會(huì)上首次公布了這一結(jié)果,，正式宣告了CT的誕生。這一消息引起科技界的極大震動(dòng),，CT的研制成功被譽(yù)為自倫琴發(fā)現(xiàn)X射線以后,，放射診斷學(xué)上最重要的成就。因此,，亨斯費(fèi)爾德和科馬克共同獲取1979年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng),。而今，CT已廣泛運(yùn)用于醫(yī)療診斷上,。
　　CT的成像基本原理
　　CT是用X線束對(duì)人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描,，由探測(cè)器接收透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂�,，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?hào),，再經(jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digital converter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理,。圖像形成的處理有如對(duì)選定層面分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體,，稱之為體素（voxel），見圖1-2-1,。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（digital matrix）,，數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中,。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analog converter）把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)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(gòu)成CT圖像。所以,，CT圖像是重建圖像,。每個(gè)體素的X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學(xué)方法算出。
　　CT設(shè)備
　　CT設(shè)備主要有以下三部分：①掃描部分由X線管,、探測(cè)器和掃描架組成,；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,。探測(cè)器從原始的1個(gè)發(fā)展到現(xiàn)在的多達(dá)4800個(gè),。掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn),、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定,，發(fā)展到新近開發(fā)的螺旋CT掃描（spiral CT scan）,。計(jì)算機(jī)容量大、運(yùn)算快,，可達(dá)到立即重建圖像,。由于掃描時(shí)間短，可避免運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影,，例如,，呼吸運(yùn)動(dòng)的干擾，可提高圖像質(zhì)量,；層面是連續(xù)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(shí)間可短到40ms以下,，每秒可獲得多幀圖像。由于掃描時(shí)間很短,，可攝得電影圖像,，能避免運(yùn)動(dòng)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(chuàng)傷等不能很好的合作的患者檢查,。
　　CT圖像特點(diǎn)
　　CT圖像是由一定數(shù)目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構(gòu)成。這些象素反映的是相應(yīng)體素的X線吸收系數(shù),。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數(shù)目不同,。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等,；數(shù)目可以是256×256,，即65536個(gè)，或512×512,，即262144個(gè)不等,。顯然，象素越小,，數(shù)目越多,，構(gòu)成圖像越細(xì)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(duì)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(qū),，即低密度區(qū),，如含氣體多的肺部；白影表示高吸收區(qū),，即高密度區(qū),，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(shù)雖多接近于水，也能形成對(duì)比而成像,。這是CT的突出優(yōu)點(diǎn),。所以，CT可以更好地顯示由軟組織構(gòu)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(duì)X線的吸收系數(shù)說明其密度高低的程度,，具有一個(gè)量的概念。實(shí)際工作中,，不用吸收系數(shù),，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(shù)為10,，CT值定為0Hu，人體中密度最高的骨皮質(zhì)吸收系數(shù)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(gè)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(gè)器官,，需要多個(gè)連續(xù)的層面圖像。通過CT設(shè)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(guān)系。
　　CT檢查技術(shù)
　　分平掃（plain CT scan）,、造影增強(qiáng)掃描（contrast enhancement,CE）和造影掃描,。
　　（一）平掃　是指不用造影增強(qiáng)或造影的普通掃描,。一般都是先作平掃,。
　　（二）造影增強(qiáng)掃描　是經(jīng)靜脈注入水溶性有機(jī)碘劑,，如60%～76%泛影葡胺60ml后再行掃描的方法,。血內(nèi)碘濃度增高后，器官與病變內(nèi)碘的濃度可產(chǎn)生差別,，形成密度差,，可能使病變顯影更為清楚。方法分團(tuán)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(jié)構(gòu)的造影,，然后再行掃描的方法,。例如向腦池內(nèi)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(yīng)用
　　CT診斷由于它的特殊診斷價(jià)值，已廣泛應(yīng)用于臨床,。但CT設(shè)備比較昂貴,，檢查費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)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(guī)診斷手段,，應(yīng)在了解其優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上,，合理的選擇應(yīng)用。
　　CT診斷的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
　　CT檢查對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的診斷價(jià)值較高,，應(yīng)用普遍,。對(duì)顱內(nèi)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(nèi)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(nèi)動(dòng)脈瘤,、血管發(fā)育異常和腦血管閉塞以及了解腦瘤的供血?jiǎng)用}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(xì)和清晰的血管重建圖像,，即CTA,，而且可以做到三維實(shí)時(shí)顯示，有希望取代常規(guī)的腦血管造影,。
　　CT對(duì)頭頸部疾病的診斷也很有價(jià)值,。例如，對(duì)眶內(nèi)占位病變,、鼻竇早期癌,、中耳小膽指瘤、聽骨破壞與脫位,、內(nèi)耳骨迷路的輕微破壞,、耳先天發(fā)育異常以及鼻咽癌的早期發(fā)現(xiàn)等。但明顯病變,，X線平片已可確診者則無需CT檢查,。
　　對(duì)胸部疾病的診斷，CT檢查隨著高分辨力CT的應(yīng)用,，日益顯示出它的優(yōu)越性,。通常采用造影增強(qiáng)掃描以明確縱隔和肺門有無腫塊或淋巴結(jié)增大、支氣管有無狹窄或阻塞,，對(duì)原發(fā)和轉(zhuǎn)移性縱隔腫瘤,、淋巴結(jié)結(jié)核,、中心型肺癌等的診斷，均很在幫助,。肺內(nèi)間質(zhì),、實(shí)質(zhì)性病變也可以得到較好的顯示。CT對(duì)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(yōu)越性,。對(duì)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(shí)間一般長(zhǎng)于心動(dòng)周期,，影響圖像的清晰度，診斷價(jià)值有限,。但冠狀動(dòng)脈和心瓣膜的鈣化,、大血管壁的鈣化及動(dòng)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(yīng)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(tǒng)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(yuǎn)處轉(zhuǎn)移等,，CT檢查也有很大價(jià)值。當(dāng)然,，胃腸管腔內(nèi)病變情況主要仍依賴于鋇劑造影和內(nèi)鏡檢查及病理活檢,。
　　骨關(guān)節(jié)疾病，多數(shù)情況可通過簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)的常規(guī)X線檢查確診,，因此使用CT檢查相對(duì)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(dòng)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(jié)核,，肺炎,，支氣管擴(kuò)張,，肺膿腫，囊腫,，肺不張,，氣胸，骨折等,；
　　三,、腹、盆腔：各種實(shí)質(zhì)器官的腫瘤,、外傷,、出血，肝硬化,，膽結(jié)石,，泌尿系結(jié)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(zhì)增生，椎間盤病變,，椎管狹窄,，腫瘤，結(jié)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(dòng)脈炎,，動(dòng)脈硬化閉塞癥，主動(dòng)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(jié)構(gòu)清楚顯影,，能清楚顯示出病變。在臨床上,，神經(jīng)系統(tǒng)與頭頸部CT診斷應(yīng)用早,，對(duì)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(shí)質(zhì)性病變等診斷價(jià)值大,。在五官科診斷中,，對(duì)于框內(nèi)腫瘤,、鼻竇、咽喉部腫瘤,，特別是內(nèi)耳發(fā)育異常有診斷價(jià)值,。
　　在呼吸系統(tǒng)診斷中，對(duì)肺癌的診斷,、縱隔腫瘤的檢查和瘤體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及肺門及縱隔有無淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)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(tǒng)的檢查中也是有診斷價(jià)值的,。
　　CT的幾個(gè)重要概念：
　　1,，分辨率：是圖象對(duì)客觀的分辨能力，他包括空間分辨率,，密度分辨率,，時(shí)間分辨率。
　　2,，CT值：在CT的實(shí)際應(yīng)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(shù)值均表示為中間灰度，從而產(chǎn)生了一個(gè)相對(duì)的吸收系數(shù)標(biāo)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(zhì)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(shù)據(jù)，通過調(diào)節(jié)窗位和窗寬,，便可分別得到適于顯示腦組織與骨質(zhì)的兩種密度圖像,。
　　4，部分容積效應(yīng)：：CT圖像上各個(gè)像素的數(shù)值代表相應(yīng)單位組織全體的平均CT值,，它不能如實(shí)反映該單位內(nèi)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(nèi)其它組織的影響,，所測(cè)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(xiàn)象稱為部分容積效應(yīng),。
　　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(yīng)該及早到醫(yī)院做檢查,，以明確診斷,。做到早檢查，早發(fā)現(xiàn),，早診斷,，早治療。

作者: 老鷹 時(shí)間: 2008-9-26 21:32
呵呵,，大俠是搞醫(yī)療器械的啊,，社區(qū)欄目也請(qǐng)多支持，群組也要同步發(fā)展,。

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