辛普森，J.Y.

[拼音]：dianzi jisuanji X shexian duancenchengxiang

[英文]：computed tomography，CT

一種醫學影像診斷技術。用X射線對人體投射，經檢測器測定透射後的放射量，通過電子計算機處理，重建出人體斷層影象，並作出診斷。

簡史

1895年倫琴發現X射線後，X射線立即被應用於臨床診斷。為了克服影像重疊的缺點，從1914年起，先後有人採用 X射線管與膠片作同步反向運動的方法得到斷層照片，並沿用至今。1917年從數學上證明從物體投影的無限集合，可以重建出物體的影象。1956年利用此原理重建了太陽微波發射影象。1961年起科馬克等人先後試圖將影象重建原理應用於醫學。從1967年開始豪恩斯菲爾德設計、發明了CT的基本組成部分，1971年第一臺應用於臨床的CT安裝於英國阿特金森-莫利醫院。1972年4月豪恩斯菲爾德和安布羅斯在英國放射學會年會上報告了CT的誕生及其在臨床上的應用。1979年豪恩斯菲爾德和科馬克被授予諾貝爾生理學或醫學獎。

CT工作原理

強度為I0的X射線，穿過厚度為d 的物體後，由於物體對X射線的吸收或衰減作用，X射線強度變為I，其衰減符合下列公式

其中μ 為吸收係數或衰減係數。人體組織的μ 是不均勻的，但如果將人體均勻分解成許多足夠小的方塊，每個小塊組織(稱為體素)的μ 可以看作是均勻的。如果能測定每個體素的吸收係數，則可重建出人體某一斷面的X射線吸收係數分佈圖，即CT影象。影象上對應體素的小單元，稱畫素。

CT掃描時將一束準直 X射線束從與人體縱軸垂直的方向透射人體，得到一個投影，此投影是 X射線束通路上各個體素衰減作用的總和。如果每個體素的吸收係數分別為μ1、μ2、μ3……，且厚度d均相等，則

I為投影強度，可以用檢測器測定，並用模－數轉換器轉變成數字（稱為投影資料或掃描資料），輸入電子計算機。不斷改變投射角度，可以得到數萬到數十萬個數據。電子計算機對這些資料按照一定演算法進行計算，就可求得所掃描層面上的每一個體素的μ，通過數－模轉換器，即可重建出該層面的影象。影象上每個畫素都有一定的μ值，用不同的灰度表示，μ代表組織的密度，在CT上稱CT值。某一組織的CT值，是其μ值與水的μ值相比得出的，公式為

CT值單位為HU(Hounsfield Unit)。

CT機的結構

CT機由 X射線發生、資料收集、資料處理、操作及影象顯示等裝置和電源等幾部分組成（見圖）。

（1）X射線發生裝置，由高壓發生器、X射線控制器、X射線管組成。

（2）資料收集系統，由檢測器、放大器、模－數轉換器組成，功能是收集投影資料，並將其轉換成電子計算機所需要的數字。

（3）資料處理系統，由電子計算機、陳列處理器組成，其功能為對投影資料進行運算和處理(即影像重建)，並完成整機的排程和控制。

（4）操作和影象顯示裝置，即計算機的外圍裝置，進行機器操作，以及影象的顯示、分析、處理和記錄。

（5）電源部分，供給各部分電源。

CT機的分代

從1971年世界上第一臺CT機問世起，CT的發展非常迅速，數年內即作了多次改進。常依據X射線束的形狀、檢測器的數目，以及掃描的方式將CT機分代。CT機從第一代發展到第三代，效能有較大改進，第三、四代之間各有優缺點。目前生產的CT機只有頭部專用CT機仍採用第二代機型，且趨於淘汰，全身CT全部是第三或第四代機型。

CT在臨床診斷上的應用

CT影象具有比常規 X射線照片高10倍以上的密度解析度，能夠清晰顯示病變。CT對顱腦疾病有較高的診斷價值，諸如外傷、感染、腦血管疾病、先天畸形、腫瘤等，CT均為首選檢查方法。對肝、胰、脾、腎等實質臟器疾病，特別是佔位性病變，CT也有較高的診斷價值，若與 B型超聲檢查配合使用，可達到很高的診斷率。CT對五官、盆腔、脊柱、四肢、縱隔等部位疾病的診斷也有其獨到之處；對肺及消化道疾病的診斷，總的說不如常規 X射線，但有時可起到補充作用。

CT在放射治療上的應用

在一般的CT掃描機上加裝一定的裝置和程式，或使用專用的CT裝置，便可以在CT影象上制訂放射治療計劃，以提高治療效果，並可及時調整治療方案。

CT的特殊技術

包括如下幾項：

（1）增強掃描，CT掃描前靜脈注射有機碘製劑（如泛影葡胺等），藥物可通過血迴圈滲透到全身組織。由於病變與周圍正常組織之間血管豐富程度及滲透性的差別，增加了密度對比，使病變更加清晰顯示，稱為增強掃描。

（2）動態掃描，應用特殊程式，可以在作增強掃描時，使掃描機在容許的條件下快速連續掃描，以觀察造影劑在組織內的變化情況，這有助於鑑別診斷。

（3）高解析度掃描，利用原有的投影資料，用特殊程式，可以重建出區域性高解析度影象，常用於巖骨、四肢鬆質骨、軟組織等。

（4）CT造影，先進行某些傳統造影技術操作，如膽道造影、泌尿系造影、脊髓造影、氣腦造影、腦室造影等，然後再進行CT掃描，可以大大提高診斷率。

（5）介入性CT，在CT指引下進行穿刺、引流、活組織檢查等介入性診斷及治療操作。

CT的展望

CT的發明是醫學上，特別是影像診斷學上有劃時代意義的一件大事。CT技術發展之快是前所未有的。CT的臨床診斷價值已得到充分肯定。不僅如此，更重要的是CT影象重建方法可以應用到很多方面，如發射型計算機斷層(ECT，見核醫學技術)、磁共振成像等，從而推動了一個新的學科──醫學影像學的建立，其發展還沒有止境。CT技術本身目前基本已達到成熟階段，將來的發展主要在簡化結構、降低成本上下功夫，使CT在臨床上能像X射線、B型超聲波檢查一樣用作常規檢查。

參考書目

J.K.T.Lee，S.S.Sagel & R.J.Stanley， Computed BodyTomography with MRI Correlation， 2nd ed.，Raven Press，New York，1989.