CT是“计算机X线断层摄影机”或“计算机X线断层摄影术”英文(ComputedTomography;)的简称CT,是从1895年伦琴发现X线以来在X线诊断方面的最大突破,是近代飞速发展的电子计算机控制技术和X线检查摄影技术相结合的产物。CT由英国物理学家hounsfield在1971年研制成功,先用于颅脑疾病诊断,后于1976年又扩大到全身检查,是X线在放射学中的一大革命。那么,它的结构和工作原理是什么呢?
基本结构
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。
CT机的工作原理
CT机扫描部分主要由X线管和不同数目的控测器组成,用来收集信息。X线束对所选择的层面进行扫描,其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的吸收和衰减。探测器将收集到X线信号转变为电信号,经模/数转换器(A/Dconverter)转换成数字,输入计算机储存和处理,从而得到该层面各单位容积的CT值(CTnumber),并排列成数字矩阵(Digitalmatrix)(图7-2)。这些数字可储存于硬磁盘(Harddisk)、软磁盘(Floppy)和磁带(Magnetictape,MT)中,也可用打印机印用。数字矩阵经数/模(D/A)转换器在监视器上转为图像,即为该层的横断图像。图像可用多幅照相机摄于胶片上,供读片、存档和会诊用。
发展和类型
CT机按其适用范围分为头颅CT机和全身CT机。CT机的发展常用代(generation)来表示。
第一代CT机采取旋转/平移方式(rotate/translatemode)进行扫描和收集信息。首先X线管和相对应的探测器作第一次同步平行移动。然后,环绕患者旋转1度并准备第二次扫描。周而复始,直到在180度范围内完成全部数据采集。由于采用笔形X线束和只有1-2个探测器,所采数据少,因而每扫一层所需时间长,图像质量差。
第二代CT机是在第一代CT的基础上发展而来。X线束改为扇形,探测器增多至30个,扩大了扫描范围,增多了采集的数据。因此,旋转角度由1o增至23o,缩短了扫描时间,图像质量有所提高,但仍不能完全避免患者生理运动所引起的伪影(Artifact)
第三代CT机的主要特点是控测器激增至300-800个,并与相对的X线管只作旋转运动(rotate/rotatemode)。因此,能收集较多的数据,扫描时间在5s以内,使伪影大为减少,图像质量明显提高。
第四代CT机的特点是控测器进一步增加,高达1000-2400个并环状排列而固定不动,只有X线管围绕患者旋转,即旋转/固定式(rotate/stationarymode)。它和第三代机的扫描切层都薄,扫描速度都快,图像质量都高。
第五代CT特点是扫描时间缩短到50ms,因而解决了心脏扫描。其中主要结构是一个电子枪,所产生的电子束(Electronbeam)射向一个环形钨靶,环形排列的探测器收集信息。
特点
1、密度分辨力高,可直接显示X线检查无法显示的器官和病变。
2、检查方便、迅速而安全,只需患者不动,即可顺利完成检查,易为患者接受,且随诊方便,尤其是对于急诊病人能较快做出诊断,对争取时间抢救病人起到重要作用。此外,CT还可以对急症在短期内重复检查,有利于观察病变的演变。
3、克服了传统X线平片影像重叠,相邻器官组织密度差异不大而不能形成对比图像,软组织构成器官不能显影或显影不佳等缺点。和核素扫描及超声图像相比,CT图像清晰,解剖关系明确,病变显示好,因此,病变的检查率和诊断准确率高。
4、可获得各种正常组织与病变组织的X线吸收系数(或衰减系数),以行定量分析,即不仅显示出不同密度的器官、组织或病变的影像,且直接得到各自对X线吸收多少的数值即吸收系数。
5、由于图像是来自吸收系数的转换,因此,可进行图像处理,使图像的密度或灰度调节到适合观察某种组织或病变,而X线照片各部影像密度是不能调节的。
6、必要时还可以加做增强扫描,使图像更为清晰,并对某些病变进行鉴别诊断,提高病变的诊断准确率及显示率。目前我院使用的造影剂为非离子造影剂,安全性高。
分类
CT诊断一般为平扫CT、增强CT和脑池造影CT。
平扫CT一般为横断面扫描,多以听眦线为基线,依次向上或向下连续扫描。增强CT扫描常用的造影剂为60%泛影葡胺,每公斤体重1.5~2.0ml,凡有过敏史及心肾功能衰竭者禁用60%泛影葡胺。
脑池造影CT一般经腰穿或枕大池穿刺注入非离子型造影剂或气体,使拟检查的脑池充盈。作腹部CT检查时,检查前要禁食;口服稀释的碘水剂衬托脏器的轮廓;检查中患者需屏住呼吸后扫描。
中耳癌可表现为以中耳为中心的骨破坏,听小骨完全消失,局部可见软组织块影。鼻窦炎CT表现为粘膜增厚,腔内密度增高,形成积液或积脓。肝癌在平扫时多数呈低密度区。肝硬化CT表现包括肝脏表面凹凸不平,各叶比例失调,肝实质密度不匀,脾肿大等。胰腺炎急性患者表现为胰腺弥慢性增大、变形和边缘模糊,胰周脂肪层消失,以及肾筋膜增厚;慢性患者表现为胰腺增大或缩小、变形和钙化,胰管扩大,肾筋膜增厚。支气管扩张患者CT上支气管可呈柱状、囊状或混合状。CT显示胸壁内面靠外靠后的有弧线形阴影,表示有胸腔积液存在。