第七章計算斷層攝影(CT)診斷

計算斷層攝影(Computed Tomography),簡稱Ct ,是電子計算機和X線相結合,套用到醫學領域的重大突破,它使傳統的X線診斷技術進入了計算機處理、電視圖像顯示的新時代。因此CT發明者Hounsfield榮獲了諾貝爾醫學獎。

計算斷層攝影(Computed Tomography),簡稱Ct ,是電子計算機和X線相結合,套用到醫學領域的重大突破,它使傳統的X線診斷技術進入了計算機處理、電視圖像顯示的新時代。因此CT發明者Hounsfield榮獲了諾貝爾醫學獎。
1971年第一台CT製成,僅套用於顱腦檢查,效果良好。1974年製成全身CT,檢查擴大到胸、腹、脊柱及四肢。CT顯示橫斷圖像,避免重疊;密度解析度高,圖像清晰;方法簡便、迅速、無創傷、無痛苦、無危險。所以得到廣泛套用,促進了醫學影像學的發展。
第一節 CT機基本結構和工作原理
一、CT機的基本結構
包括掃描部分、計算機系統,圖像顯示與記錄系統和中央控制台
二、CT 機的工作原理
CT機掃描部分主要由X線管和不同數目的控測器組成,用來收集信息。X線束對所選擇的層面進行掃描,其強度因和不同密度的組織相互作用而產生相應的吸收和衰減。探測器將收集到X線信號轉變為電信號,經模/數轉換器(A/D converter)轉換成數字,輸入計算機儲存和處理,從而得到該層面各單位容積的CT值(CT number),並排列成數字矩陣(Digital matrix)(圖7-2)。這些數字可儲存於硬磁碟(Hard disk)、軟磁碟(Floppy)和磁帶(Magnetic tape,MT)中,也可用印表機印用。數字矩陣經數/模(D/A)轉換器在監視器上轉為圖像,即為該層的橫斷圖像。圖像可用多幅照相機攝於膠片上,供讀片、存檔和會診用。
三、CT機的發展和類型
CT機按其適用範圍分為頭顱CT機和全身CT機。CT機的發展常用代(g eneration)來表示。
第一代CT機採取鏇轉/平移方式(roTATe/translate mode)進行掃描和收集信息。首先X線管和相對應的探測器作第一次同步平行移動。然後,環繞患者鏇轉1度並準備第二次掃描。周而復始,直到在180度範圍內完成全部數據採集。由於採用筆形X線束和只有1-2個探測器,所采數據少,因而每掃一層所需時間長,圖像質量差。
第二代CT機是在第一代CT的基礎上發展而來。X線束改為扇形,探測器增多至30個,擴大了掃描範圍,增多了採集的數據。因此,鏇轉角度由1o增至23o,縮短了掃描時間,圖像質量有所提高,但仍不能完全避免患者生理運動所引起的偽影(ArtIFAct)
第三代CT機的主要特點是控測器激增至300-800個,並與相對的X線管只作鏇轉運動(rotate/rotate mode)。因此,能收集較多的數據,掃描時間在5s以內,使偽影大為減少,圖像質量明顯提高。
第四代CT機的特點是控測器進一步增加,高達1000-2400個並環狀排列而固定不動,只有X線管圍繞患者鏇轉,即鏇轉/固定式(rotate/stationary mode)。它和第三代機的掃描切層都薄,掃描速度都快,圖像質量都高。
第五代CT特點是掃描時間縮短到50ms,因而解決了心臟掃描。其中主要結構是一個電子槍,所產生的電子束(ElECTron beam)射向一個環形鎢靶,環形排列的探測器收集信息。
四、CT圖像
CT圖像由某一定數目的由黑到白不同灰度的小方塊組成,每一方格為圖像的最小單位稱為像素(pixel)(圖7-4)。
CT值是以數值來說明組織影像密度的高低,但不是絕對值。而是以水為標準,其他組織與水比較的相對值。現用亨氏單位(H),即以水的CT值為OH,空氣為-1000H,骨為+1000h 的2000個等級。人體各種組織均包括在2000個等級之內(圖7-5)。
一般X線照片的黑片對比度是固定的,但CT機監視器的黑白即灰度可以通過調節窗位(Window level)和窗寬(Window wiDTh)而改變。窗位是指圖像顯示所指的CT值範圍的中心。例如觀察腦組織常用窗位為+35H,而觀察骨質則用+300-+600H。窗寬指顯示圖像的CT值範圍。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,便可分別得到適於顯示腦組織與骨質的兩種密度圖像。使用窄窗寬,有利於發現與鄰近正常組織密度差別小的病灶。

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