医学影像技术学CT的工作原理以及新应用探讨

孟帅

摘要：CT是醫学影像中一种非常重要的技术，近年来在医疗实践中取得了很大进步。CT发展至今已经有几十年的历程了，不管是软件设备还是硬件设备都经历了巨大变革，其开辟了医学影像技术的新领域，在医学应用中发挥了非常关键的作用，给无数患者减轻了治疗痛苦。当前CT技术还在持续地研究发展中，医疗机构还要通过不断实践应用来促进这项技术的发展。本文主要对CT技术工作原理以及医学上的新应用展开了具体分析。

关键词：医学影像技术学;CT工作原理;CT新应用;探讨

引言

CT是指电子计算机体层摄影，也被称作是X线CT。CT机经过五代优化，探测器数、X线束、扫描方式、扫描时间等优势更加明显，在虚拟内窥镜、CT血管成像等应用越发完善，并不断向着高速扫描、高质量图像、高检查效率、特殊扫描功能更加完善的发展目标努力着。尤其是多层螺旋CT的临床使用，在探测器排列、X线束、数据采集通道、三维成像、心脏CT扫描等方面的优势，都是单层螺旋CT所不能比拟，实现了医疗服务质量的持续改进。

1.CT技术简介

CT设备主要由以下三部分组成：①扫描部分，由X射线源、探测器和扫描架组成;②计算机系统，将扫描收集到的信息数据进行贮存运算;③图像显示和存储系统，将经计算机处理、重建的图像显示在电视屏上或用多幅照相机或激光照相机将图像摄下。CT使用X线束对被检测对象具体部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X线，转变为可见光后，由光电转换器转变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理。图像形成的处理有如将选定层面分成若干个体积相同的长方体称之为体素。扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵。数字矩阵可存储于磁盘或光盘中。经数字/模拟转换器把数字矩阵钟的每个数位转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素，并按矩阵排列，即构成CT图像。

2.CT技术的应用及发展

CT最引人注目的应用是在医学诊断领域，其理论研究及设备制造技术在相当程度上与医学科学有关。从1971年Hounsfielld发明头颅CT到20世纪80年代，CT技术的发展主要在于扫描部位的延伸，即从单一的头部检查拓展到体部检查;2006年双源CT的诞生，2009年飞利浦iCT诞生，基于领先的气垫轴承技术首次将CT的物理转速提高到0.27s。2016年，全球首台基于双层探测器的光谱CT诞生，2021年，该技术进一步发展到100kVp光谱成像及80cm大孔径和新型球面宽体光谱探测器。

3.双源CT、光谱C在医学中的新应用

3.1 CT灌注成像

CT灌注成像不同于以往的CT形态学成像，属于功能成像的范畴。它充分利用了多层螺旋CT可以显示毛细血管染色情况这一功能，通过在静脉中注射造影剂后，对特定的组织或器官进行连续多层扫描，以获得该组平面内的时间密度曲线（TDC），以便用不同的数学模型得出血流量（BF）、血容量（BV）、平均通过时间（MTT）、峰值时间（TTP）等参数，并用这些参数对该层面的组织或器官的功能进行评价。在常规扫描和增强扫描上不易鉴别的肿瘤、感染、炎症、梗塞等，其灌注参数均有所表现;并可对痴呆、精神疾病、偏头痛等作出评价。有研究表明。CT灌注成像灌注参数值的测定对于原发性肝癌、肝转移瘤和肝血管瘤的鉴别诊断以及对邻近的肝组织受累情况的评估具有重要的临床意义。

3.2CT心脏成像。

运动器官一直是常规轴向扫描CT机临床应用的盲区，多层螺旋CT的出现突破了这一盲区。双源Drive CT扫描速度高达45.8cm/s，完成心脏扫描只需0.25秒，扫描时间短暂对运动器官的成像非常重要，能有效避免运动伪影的产生，扫描前通常不再需要服用药物控制心率。在高清图像上进行钙化积分运算，可以对冠状动脉发生梗死的风险进行预测和评估。

3.3 CT血管成像

多层螺旋CT扫描覆盖范围宽，能显示颅内到颈部、心脏主动脉弓到下肢大范围血管走行，可了解有无血管畸形、狭窄、侧支循环等，甚至可以判断肿瘤或炎变对血管的侵蚀、推移等多种改变，对手术与治疗帮助将不可估量。多层螺旋CT扫描速度快，时间分辨率高，血管成像操作简单、方便、安全、无创伤性，可部分或基本取代传统的血管造影，是目前无创伤性血管成像的又一主要手段。血管造影智能跟踪技术，能使注入血管中的造影剂在达到目的脏器（如脑、肾脏、肝脏）区域后与预先设定的阈值相等时启动扫描，从而获得最佳动脉期、静脉期、与平衡期图像。能对动脉瘤、动静脉畸形、脑血管狭窄等多种脑血管患者进行多层螺旋CT血管造影检查，并应用后处理工作站进行脑血管三维重建，以立体图像显示出病变解剖关系，获得准确清晰图像。

3.4虚拟内窥镜

虚拟内窥镜包括虚拟血管镜、虚拟支气管镜、虚拟结肠镜、虚拟胃镜和虚拟胆管镜等。由于其无创、安全、无痛苦，可以观察内窥镜无法达到的部位，并且可以通过调节透明度和颜色，同时观察腔内外情况，使之没有真正的解剖边界，更有利于观察病变周围结构和向外侵犯程度，为手术和穿刺提供更准确、丰富的解剖信息。

3.5外伤或急重症病人

外伤或急重症病人需要及时并且准确的诊断，才能正确及时地抢救。最新双源Drive CT扫描速速度高达 45. 8cm/s， 完成2米范围的急诊全身扫描只需4秒）真正实现全身大范围的扫描，可迅速查出内脏受损伤的情况，以便及时进行抢救，是外伤急诊CT临床应用的巨大突破。

总结

CT影像学技术，能够借助数学方法，展开物理量投影处理，实现病变信号、三维图像的转变，从而为疾病严重程度判断提供重要参照。心脏成像、血管成像、灌注成像等的临床应用，仍有很大的发展空间。在信息技术、科学技术的带动下，C T技术的使用会更加便利，作用功能更加多元，图像更加清晰，应用范围也会越发广泛，从而实现医疗水平的不断提升。

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