醫學影像技術學CT的工作原理以及新應用探討

聶磊

【摘要】CT檢查是對x線造影技術的現代化運用，在計算機技術的支持下，實現了斷層攝影。CT檢查作為臨床醫學診療技術中的重點項目在國內外廣泛普及。醫學影像學技術促進了現代醫療體系的完善，有助于進一步明確疾病診斷。本文從CT檢查的基本原理出發，對相關臨床研究文獻進行綜述，總結其工作原理和應用進展。

【關鍵詞】醫學影像技術;CT;工作原理;新應用探討

引言

19世紀末，人類首次發現x線，并利用其較強的穿透性進行醫學診斷。x射線通過人體組織，不同組織密度對于射線的吸收效果不同，在膠片上呈現的感光效果也不同。基于其良好的穿透性能、電離、熒光等特點，x線具備醫學呈現的基本需求。計算機技術的發展使得人類對x線的運用走向深水區。CT平掃、增強掃描、造影技術成為了新一代影像學檢查技術。x線束穿過人體的某一斷層，探測器在接受到光信號的同時，將光信號轉化為電信號，在計算機處理器上形成數字矩陣。數字矩陣經過數字轉化器處理后轉變為由黑到白的像素，CT重建圖像則是由一個個矩陣排列的像素構成。

1 CT成像

1.1 CT機結構

CT機的基本結構主要包括掃描部分、計算機系統、圖像顯示與記錄系統和中央控制臺組成。CT機掃描部分主要由X線管和不同數目的控制器組成，用來收集信息，x線束對其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。探測器將收集到的x線信號轉變為電信號，經模/數轉換器轉換成數字，從而得到該層面各單位容積的CT值。CT成像離不開各部分的緊密配合，從信號采集到、信號處理到最終成像是一個相當復雜的過程。

1.2 CT圖像

CT圖像是CT檢查的結果，也是臨床診斷的重要依據。以水作為標準值，對機體的組織結構進行等級劃分，確定CT值，單位為H。規定一般骨組織的CT值高為+1000H，空氣的CT值為-1000H，機體的CT值由此劃分為2000個等級。同一放射量的x射線穿過不同CT值的組織產生的光信號不同，由此確定組織類型。此外，正常組織的CT值同異常組織的CT值也會存在一定的差異，這是由于當組織異常時，其密度和含水量會發生一定的變化。

此外，CT成像和x線成像之間存在一定的差異，x射線是利用其熒光效應在膠片上直接成像，其分辨率較低，且對比度相對固定。然而，CT機可以通過調節窗寬和窗位實現灰度的改變。觀察不同組織結構采用的窗位不同，例如，腦組織的窗位為+35H，窗寬為100，通過調節窗寬和窗位便可分別得到適合顯示腦組織的密度圖像。縮小窗寬有利于發現與鄰近正常組織密度差別小的病灶。

1.3 CT的特征

CT機具有掃描速度快、圖像清晰度高、使用造影劑劑量小、輻射量降低等優點。CT掃描機與傳統CT相比具有掃描速度快、臟器檢查成功率高、計算機后處理功能強大等特點。相比于x線平片而言，CT首創機體橫截面掃描，體內病變檢出率顯著提高。對于軟組織病變檢出率強，更夠對軟組織實現連續成像。然而，其空間分辨率遠不如平片，在病變組織形態與性狀的檢出上存在不足。

2 CT新技術探討

目前，CT技術正朝著尖端化、專業化的方向發展。CT技術同專科診療結合更加緊密。心臟成像、灌注成像虛擬內窺鏡等成為了CT現代化應用的重點方向。

齊貴強等人運用西門子64排128層雙螺旋CT機對25例冠心病疑似患者進行冠狀動脈成像診斷，對比冠狀造影技術，分析二者對冠心病的診療價值。其中，男性患者28例，女性患者22例。將50例患者隨機分為兩組，對照組采用冠狀造影技術，觀察組采用CT心臟成像技術。觀對照組使用數字減影血管造影機，于橈動脈處行常規穿刺處理，放置造影導管，注入造影劑，開始造影檢查。觀察組患者予以非離子造影劑肘正中靜脈注射，對心臟區間進行掃描和三維重建。螺距設定為0.2-0.24，掃描時間控制在10-12秒。實驗結果表明，二者在冠心病檢出率以及檢測效果上無顯著差異。CT冠狀動脈影像學檢查有效彌補了血管造影技術的不足。長期以來，血管造影技術作為心血管疾病診斷的金標準，然而，該技術作為一項有創檢查技術為臨床應用上常常受到一定的限制。利用CT進行三維重建，進一步提高z軸空間與時間上的分辨率，明確粥樣硬化血管的空間分布。CT造影還能夠顯示冠狀動脈遠端的細小分支進一步提高診斷的準確性和細致性。

高卓等人對CT腦灌注成像技術進行了詳細論述，提出灌注成像在腦部疾病的診斷上具備一定的優勢。采用動態CT測量腦組織血流供應情況，以碘劑作為示蹤劑，利用碘劑進入目標區域后，濃度衰減和液體容量、流量的變化推測該器官的血液、體液供應情況。1ml碘劑能夠使該區域的CT值增加25H，根據中心容積定理可以計算局部腦組織血流灌注量。患者予以40-60ml對比劑肘正中靜脈注入，同時對目標區域進行掃描，觀察腦部CT值變化情況，注入速度為4m/sl-10ml/s，掃描速度為1層/s，共40s。最終可獲得自肘正中靜脈至腦部的40副圖像。以此為依據，計算腦血流量。

唐文等人利用虛擬內窺鏡技術診斷消化道腫瘤患者15例，患者在胃鏡檢查后行螺旋CT及虛擬內窺鏡檢查。排空胃內容物，注入空氣，進行CT掃描。將虛擬內窺鏡檢查結果同胃鏡鋇餐造影結果進行比對。從對照結果中可以看出，虛擬內窺鏡可以達到與電子內窺鏡相同的檢查效果，且虛擬內窺鏡作為一種非侵入性檢查容易受到患者的認可，方便患者配合，有助于減輕患者檢查過程中的痛苦。

3 結束語

臨床需求的不斷變化和科技水平的不斷提升共同促進了CT技術的發展。作為當前主流的影響診斷技術，CT具備廣闊的應用市場和發展前景。未來，CT診察將會在計算機技術的輔助下不斷提升影像分辨率，降低對患者的傷害，全面促進醫療衛生水平的提升。

參考文獻：

[1] 閆軍，田國鈺.醫學影像技術學CT的工作原理以及新應用探討[J].影像研究與醫學應用，2020，4（03）：87-88.

[2] 周珉名.醫學影像技術學中CT與MR教學分析[J].影像研究與醫學應用，2019，3（14）：235-237.