诊疗设备——CT介绍（一）

计算机体层摄影（computed tomography, CT）扫描仪利用X线对人体某一范围进行逐层的横断扫描，取得信息，经计算机处理后获得重建的图像。获得的图像为人体的横断解剖图，并可通过计算机处理得到三维的重建图像。

常规CT

一、基本结构

CT的主要结构包括两大部分：X线体层扫描装置和计算机系统。前者主要由产生X线束的发生器和球管，以及接收和检测X线的探测器组成；后者主要包括数据采集系统、中央处理系统、磁带机、操作台等。此外，CT机还应包括图像显示器、多幅照相机等辅助设备。

X线球管和探测器分别安装在被扫描组织的两侧，方向相对。当球管产生的X线穿过被扫描组织，透过组织的剩余射线为探测器所接收。探测器对X线高度敏感，它将接收到的X线先变成模拟信号，再变换为数字信号，输入计算机的中央处理系统。处理后的结果送入磁带机储存，或经数/模处理后经显示器显示出来，变成CT图像，再由多幅照相机摄片以供诊断。

二、工作原理

人体各种组织（包括正常和异常组织）对X线的吸收不等。CT即利用这一特性，将人体某一选定层面分成许多立方体小块，这些立方体小块称为体素。X线通过人体测得每一体素的密度或灰度，即为CT图像上的基本单位，称为像素。它们排列成行列方阵，形成图像矩阵。当X线球管从一方向发出X线束穿过选定层面时，沿该方向排列的各体素均在一定程度上吸收一部分X线，使X线衰减。

当该X线束穿透组织层面（包括许多体素）为对面探测器接收时，X线量已衰减很多，为该方向所有体素X线衰减值的总和。然后X线球管转动一定角度，再沿另一方向发出X线束，则在其对面的探测器可测得沿第2次照射方向所有体素X线衰减值的总和；以同样方法反复多次在不同方向对组织的选定层面进行X线扫描，即可得到若干个X线衰减值总和。在上述过程中，每扫描一次，即可得一方程。该方程中X线衰减总量为已知值，而形成该总量的各体素X线衰减值是未知值。经过若干次扫描，即可得一联立方程，经过计算机运算可解出这一联立方程，而求出每一体素的X线衰减值，再经数/模转换，使各体素不同的衰减值形成相应各像素的不同灰度，各像素所形成的矩阵图像即为该层面不同密度组织的黑白图像。

三、CT的密度

分析CT图像，一方面是观察解剖结构，另一方面是了解密度改变。后者可通过测定CT值而知，亦可与周围组织的密度对比观察。人体内肿瘤组织因部位、代谢、生长及伴随情况不同，其密度变化各异。CT对组织的密度分辨率较高，且为横断面扫描，提高了肿瘤诊断的准确率。

四、造影剂的应用

虽然CT较普通X线摄影有更高的密度分辨率，但有些病变与正常组织间的密度差异很小，需要利用造影剂使上述密度差异加大，以帮助诊断。CT扫描用造影剂可分两大类：一类为用于空腔脏器的造影剂，另一类为静脉注射用造影剂（偶尔也通过动脉注射造影剂）。

五、CT技术的展望

20多年来的实践，已经确认了CT在影像医学中的重要位置，预计将来CT技术的发展，会在以下几个方面。

目前CT图像的质量有了明显改善，特别是高分辨力扫描（HRCT）图像已能显示肺小叶间隔改变。但这多是提高kV和mAs为代价取得的。而我们的目的是既要获得高质量的图像，又要使患者尽量地减少X线辐射，这应该使下一步CT改革的重点之一。

要想同时获得这两种效益，看来一要提高探测器的灵敏度，一能够在不增加甚至减少辐射剂量的前提下，提高图像质量；二要进一步改进图像重建的处理方式，在软件方面下工夫。已有很多厂家在这一方面取得了进展。

扫描速度的提高，也是CT将来发展的趋势。尽管目前常规（包括螺旋）CT的扫描速度已达亚秒级，但仍不能满足需要。如果五代CT的图像质量再能进一步提高到常规CT图像水平甚至超过常规图像，这种扫描方式将会替代目前的机械运动扫描方式。如能实现，将是CT发展史上的又一次革命。

图像后处理功能的发展，将是CT发展的另一个重点。MIP、SSD、CT内窥镜和容积演示等图像后处理功能已将常规CT只能显示二维横断解剖发展发展到三维观察，这些图像已接近实际人体的大体解剖，更接近手术中的实际所见，为手术方案的制订提供了更为详尽的信息。相信将来这些功能将进一步完善。

对比剂的开发是一个难题，期望无副反应的对比剂早日问世。