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計量論壇

標題: 醫(yī)用CT的原理與檢測 [打印本頁]

作者: duomeiti 時間: 2008-5-16 17:28
標題: 醫(yī)用CT的原理與檢測

醫(yī)用CT的原理與檢測

中國計量科學研究院電離輻射處田中青

發(fā)布時間：2008-5-16

　　X射線CT的英文是“X-ray Computerized Tomography Scanner”，譯成中文全稱應當是X射線計算機化斷層攝影掃描儀。然而似乎很少有人對這個煩瑣的科學名稱感興趣，人們總是簡單而又親切地稱其為“CT”。不過科學名稱有科學名稱的好處，從這個名稱里不難看出CT的技術基礎一是計算機技術，一是X射線斷層攝影技術。
　　CT是從X射線透視技術發(fā)展起來的。
　　當今世界上不知道X光、沒有照過透視或拍過X光片的人不敢說是鳳毛麟角，但肯定不多見了。大家常見的X光片可以叫做平面透視，就是把X射線經(jīng)過的物體按其對射線的吸收迭加投影在膠片上，物體的前后是反映不出來的，醫(yī)生只是根據(jù)人體解剖知識想象其層次關系
。但是有時又必須知道物體的前后關系，于是就從其他角度再拍一張或幾張膠片，以證實醫(yī)生想象的立體形位。這種技術稱為“斷層攝影術”。不過由于陰影的相互遮擋，有時要拍很多角度，而且立體的概念只能建立在推想想象上。
　　進入70年代，在計算機技術發(fā)展的基礎上，誕生了CT裝置。所謂CT就是在很多角度上對物體進行投影，穿過物體的射線由探測器接收，輸入計算機，然后在計算機里用數(shù)學方法將其處理成一個斷面圖象。其后，CT技術發(fā)展日新月異，由一個探測器發(fā)展到幾百個乃至上千探測器；由不到180°掃描發(fā)展為360°掃描乃至螺旋掃描；掃描一個層面的時間由幾十分鐘縮短為幾十毫秒。目前先進的CT可以觀察到零點幾毫米的病變，可以一次掃描即形成三維立體圖象，然后在計算機里從各個不同的角度進行觀察，可以像看電影一樣觀察心臟的跳動，甚至其慢鏡頭回放。
　　和普通X攝影技術相比，CT主要有以下特點:
　　1.X射線被限制成一個扇面；
　　2.得到的圖象與射束平行(普通X攝影是與X射束垂直)；
　　3.穿過人體后的信號由探測器接收，收到的是數(shù)字化信號；
　　4.一次掃描，圍繞所關心的區(qū)域采集數(shù)百個角度的信號，信息量極大；
　　5.空間分辨率較低而密度分辨率很高；
　　6.計算機處理后的圖象輸出噪聲極低；
　　7.圖象可以多種方式儲存和輸出，如幾乎所有數(shù)字存儲顯示方式和膠片。
　　后面這三條就是CT技術受到醫(yī)學界青睞的原因，也是評價CT質(zhì)量優(yōu)劣的主要方面。比如空間分辨率。所謂空間分辨率就是準確區(qū)分細小物體的能力，例如早期顱腦腫瘤、內(nèi)耳的微小腫瘤和極小血栓等。不難看出，空間分辨率的高低直接影響圖象的質(zhì)量和診斷能力。
　　密度分辨率是影響CT性能的另一項重要參數(shù)。很多情況下病變組織和正常組織的密度差別只有百分之幾，一般X射線攝影很難發(fā)現(xiàn)，只能依賴CT技術。不難看出，密度分辨率的高低同樣也直接影響圖象的質(zhì)量和診斷能力。
　　如何客觀評價影象質(zhì)量在國外早已引起重視并進行了相當深入的研究。與其他放射診斷相同，我國在引進CT診斷技術的同時并未做到同時引進CT設備的檢查維護技術。但是最近十數(shù)年來，醫(yī)學界一些工作在第一線的有識之士逐步對放射診斷特別是CT診斷的影象質(zhì)量評估技術重視起來。其主要表現(xiàn)是引進影象質(zhì)量檢測設備，對影象質(zhì)量進行研究，并取得了相當成果。
　　那么，如何評定CT的質(zhì)量呢？
　　CT的質(zhì)量由許多參數(shù)決定，不管怎樣復雜，CT本質(zhì)上還是一個圖象系統(tǒng)，它把實際存在的物體投影成一個平面或立體的圖象。評價由一個物轉(zhuǎn)換為一個象的圖象系統(tǒng)的質(zhì)量的根本方法之一是利用其傳遞函數(shù)。因而評價CT圖象性能的基本方法也即確定其傳遞函數(shù)。當物較大時，圖象的失真接近零，此時傳遞函數(shù)的值近乎1(亦作100%)。隨著物的減小，失真所占的比例增加，傳遞函數(shù)的值逐漸減小。通常物越細微，我們就說它的空間頻率越高。如果我們再規(guī)定一個限值，當傳遞函數(shù)的值小于該值時，就認為該系統(tǒng)對于那么細微的物已不能分辨，這時就稱該值對應的物的空間頻率為截止頻率。顯然一個圖象系統(tǒng)的截止頻率越高，就說該系統(tǒng)的性能越好。
　　使用CT性能檢測模體是目前CT性能檢測的主要方法。除采用空間分辨率模型和低對比分辨率模型外，通常還包括層厚檢測模型、CT值核查模型、定位精度模型、噪聲測量模型、傳遞函數(shù)測量模型等。當然，CT還有其他一些重要功能需要檢測，如CT劑量指數(shù)等，需要使用其他設備和方法。
　　國際上關于CT檢測研究十分活躍，美國、德國和日本都先后發(fā)表了標準測量方法，作為國際標準，國際電工委員會也發(fā)表了IEC1223-2-6號正式出版物，為許多國家采用。我國關于CT檢測的國家標準和CT X射線輻射源的檢定規(guī)程也均已原則通過。
　　醫(yī)用CT在我國已經(jīng)十分普遍了，某種意義上說已經(jīng)泛濫了。但CT的質(zhì)量問題只是最近幾年才引起社會的關注。關于CT質(zhì)量及其檢測還處于仿照別人的階段，對檢測原理的理解和方法的研究極為粗略，錯誤的理解經(jīng)常發(fā)生。由于CT的質(zhì)量直接關系到廣大人民的醫(yī)療診斷質(zhì)量，這一狀況已引起社會的重視。醫(yī)療衛(wèi)生主管部門和技術監(jiān)督部門應加強政策措施，嚴格控制CT機二手貨的進口；規(guī)范技術要求，保障人民身體健康。

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