一篇文章带你完整了解CT成像技术

一篇文章带你完整了解CT成像技术CT成像技术是基于X线扫描人体部位得到大量的数据，并将数据与数学重建和计算机技术相结合，最终在计算机上得到清晰的CT医学图像的一种成像技术。现阶段，CT成像技术被广泛应用于临床运用，为医学临床诊断水平的精准性提高提供了强有力的技术支撑。随着科技的发展和时代的进步，CT成像技术也一直在不停发展，不断地被完善。CT成像技术在临床的应用效果得到了重大的突破，为医学临床诊断做出了卓越的贡献，开拓了医学成像技术的应用前景。CT成像技术的应用原理是利用X射线对人体部位特定厚度的层面进行全面扫描检测，在探测器接收到穿透层面的X射线后，将转变为可见光的X射线经过光电转换器将其转变为电信号，再由数字转换器将电信号转为能被计算机识别的数字信号，最后导入计算机对图像进行重修处理。每一次曝光，X射线只能进行一个层面的扫描，将采集到的投影数据利用计算机的强大计算功能重建该层面的层面影像。层面影像由大量的像素组成，每一个像素实际上包括的一个体积单位，称为体素。当进行人体扫描时，需要通过不断改变投影角度，得到各个投影方向上的投影数据，然后利用计算机进行数据重建，得到该层面内每个像素对应的CT值。经过计算机实现数字到模拟之间转换，将每个像素的CT值转换为相应的灰度值，使用不同的灰度值重建出CT图像。CT成像技术的原理如图1所示。图1CT成像技术的原理CT全称为计算机断层摄影术（ComputedTomography,CT），是紧跟伦琴发现X射线的存在以来，医学摄影技术发展的一次伟大的突破。1917年，奥地利数学家雷登提出可以通过从不同方向的投影计算出重建图像的理论。1967年，考迈克完成了与CT图像重建处理相关的数学问题，亨斯菲尔德进行了CT的图像重建技术以及计算机应用相关的研究，并成功地进行了一幅CT图像的重修，耗时两个半小时。1971年9月，第一台CT装置出世。同年10月4日，科学家运用将CT机的临床实验中，并且利用CT机检查了第一个患者，获得圆满成功。1972年4月，世上第一篇关于CT的论文由安普鲁斯和亨斯菲尔德两人宣读出来，标志着CT机从此诞生。1974年，美国医学工程师莱德雷完成了可用于全身各部位CT扫描机的设计，使CT不仅可运用于颅脑的检查，还可运用于身体其他部位的影像检查，CT扫描机就此进入医疗诊断的范畴，具有划时代的意义。CT能够分辨出X射线扫描无法检测到的人体组织中存在的细微差别，密度分辨率极高，使得医学诊断的应用范围不断扩大。在现在的CT检查中，CT不仅可以分析血管的解剖方面的结构，还能仔细观察到血管与病变组织之间存在的联系，以及病灶部位的血液流动变化。利用CT相关软件的标尺和距离测量工具，CT还可用作多个人体部位的穿刺检测，比常规的X射线的定位穿刺更加精准。根据病变部位的X射线衰减及相应的计算，可以将X放射线均一集中于病变部位，使得到的CT图像更加准确清晰，便于患者得到最合适、最有效的治疗。利用X射线的吸收衰减，CT还可定量地对人体内的物质检测。如利用X射线的吸收衰减和计算机辅助计算，针对骨质疏松患者特定部位的骨矿含量进行测量和计算。CT的图像成像软件还可通过形成三维图像来检查多个人体部位。与常规的X线扫描检查相比，CT成像技术主要有以下四个优点。（1）直观的断面图像：CT由于X射线准直系统的准直特性，可以得到无其他组织结构干扰的横断面图像。CT得到的图像密度分辨率比常规X线扫描高，层厚准确，图像清晰，且无其他组织结构的干扰。此外，为了得到诊断所需的多平面的断面图像，可利用计算机软件将扫描得到的横断面图像进行处理重组。（2）密度分辨率高:与常规X线影像扫描检查相比，CT的密度分辨率更高，所得的图像更为清晰。其原因有：X射线的准直系统；高灵敏度的、高效率的接收器；计算机技术的联合使用。（3）可进行定量分析：CT可以通过X射线的吸收衰减以及计算机软件对检查组织作定量分析，利用计算机进行图像重建，借助计算机上图像处理软件，对病灶的形状及结构进行分析。受其他多种因素的限制，CT成像技术也存在局限性和不足之处，有待后续的完善和进步。（1）CT成像技术的极限空间分辨率比常规的X射线检查技术低。高挡的CT机的极限空间分辨率约为14LP/cm左右，而常规X射线的极限空间分辨率最高可以达到30LP/mm以上，比CT机高出一半左右。（2）CT检查适用范围有限，并不适用所有人体器官。如空腔性脏器胃肠道的CT扫描，目前还不能取代常规的X射线检查。（3）CT的定位定性诊断的准确性受到各种因素的影响。在定位方面上，CT常常会漏查缺诊人体内小于1厘米甚至更小的病变组织。在定性方面，病变组织的形状、大小、患病时间、患者习惯等其他因素也会影响CT的诊断准确性。（4）一般来说，CT图像只能反映出解剖结构方面的情况，反映不了出脏器方面和生理功能的具体内容。并且当人体内的某些病变组织变化不大与周围其他正常组织相近时，CT技术也无法检查出来。（5）CT被局限于横断面检查，虽然机架可以发生一定角度的倾斜，但实际上发生倾斜的只有横断面，重建出的图像需要经过后期图像软件的处理，处理后的图像质量会比横断面图像低。目前的CT成像技术的发展向着多功能CT以及螺旋CT的方向的转变和发展。于此同时CT成像技术的扫描方式和探测方法也在向着更好的方向转变，使得CT成像技术在发展的过程中不断的突破超越，在医学诊断界达到更高的应用价值。CT成像技术虽然是以X射线检查为基础的成像技术，但它的应用范围、诊断效果以及图像的清晰度都远远高于常规的X射线检查。CT成像技术的发展从始至今有了几十年的历史，在这个时期CT的扫描水平不断优化，扫描时间不断减少，达到了高质高效的运用效果。传统的滑环技术也极大地推动了CT成像技术的发展，为螺旋CT技术的出现和发展奠定了坚实的基础，使得医学影像技术的发展获得了重大进步［1］。总之，随着科学信息技术的不断发展，CT成像技术也随之不断成熟完善。通过现代科学促进CT成像技术的发展，可以有效推动临床诊断水平的进步，使扫描结果更加准确和清晰，为更好地攻克医学界在临床诊断上