电子计算机断层摄影(CT)

出处：按学科分类—医药、卫生 上海科学技术文献出版社《急诊影像诊断手册》第11页（2476字）

电子计算机断层摄影简称CT(Computed Tomography)，于1969年由英国科学家Hounsfield等发明，通过对扇形X线束照射人体组织器官后剩余X线的检测，经计算机处理可获得人体断层重建图像，具有无影像重叠、密度分辨率高、解剖关系清楚等优点，检查安全、迅速、简便且无痛苦，大大提高了各种疾病的早期检测能力和诊断准确性，从而使X线诊断进入了计算机影像诊断的快速发展新阶段，Hounsfield因此而获得了1979年诺贝尔医学奖。

【基本原理和基本构成】

由于计算机的介入，目前包括CT在内的所有影像资料均可以数字矩阵表示，具体做法是将图像分解成512×512或256×256个大小相同的正方型或长方型的小块，此即为象素，象素的多少即为矩阵的大小，通过模数转换及数模转换技术可将图像的亮暗程度以数字大小表示，如一幅图像的矩阵大小为256×256，则该幅图像实际上为256×256个数字组成的矩阵，可在计算机中存取。CT图像规定每个象素数字大小即为该象素所代表的组织的CT值大小，反映其密度高低，以Hounsfield单位(Hu)表示，并以水的CT值为0作为基准，最上界骨皮质的CT值为1000，最下限的空气的CT值为－1000。这样就构成了2000个CT值变化范围，代表了CT机卓越的密度分辨能力，大大超过了普通X线摄影。值得注意的是图像的象素一般最多为512×512，而被扫描组织的范围大小不等，因此扫描视野越大，每个象素所代表的组织就越大，其空间分辨能力下降，一般CT的空间分辨率较普通平片低。

由上可知CT图像为一定矩阵大小的象素组合，那么CT图像中每个象素大小是如何获得的呢?它是用高度准直的X线束围绕身体某一部位做一次断层扫描，其对侧高度灵敏的检测器将记录X线通过人体后衰减的剩余X线量，大量的光电倍增信号转化成数字模拟信号输入到计算机进行复杂的运算处理，获得该断层面上的各点的X线衰减数值，这些数值构成数字矩阵，由显示器将不同的数据用不同的灰度等级显示出来，形成人体断层解剖图像。CT机由高度精密的多个独立部分组成。扫描装置包括X线球管、探测器、机架、变压器及光电转化系统等。而操作控制部分则主要为操作台及操作软件，控制和管理扫描装置和计算机处理装置各部分的工作。

随着医学工程技术的发展，CT机的性能不断提高，高压发生器输出电压稳定性提高和X线球管热容量的提高均使快速、连续CT扫描成为可能，而检测器的灵敏度提高及数量增加则可大大提高CT机的密度分辨率，而计算机系统的不断改善和升级使操作更方便、图像更清晰、维护更简易。目前，第一或第二代CT机已被淘汰，第三代CT机的扫描速度和图像质量仅能满足一般扫描需要，以螺旋容积扫描为特征的第四代CT机正迅速发展和普及，使CT的图像质量和诊断能力大大提高，也使CTA和动态扫描成为可能。而且第五代CT即超快速CT或电子束体层成像系统也在我国许多大城市中开始应用，将CT应用范围扩大到心脏和大血管，特别对冠状动脉硬化的无创伤检测具有重要意义。

【CT检查方法】

CT检查具有广泛的适应症，除少数极不合作的烦躁病人外均可进行。扫描前应先对患者进行必要的解释，消除顾虑，积极配合，胸腹部检查需要正确指导屏气，腹部扫描应先口服造影剂，做胃CT者尚要肌注654－2(10～20mg)，盆腔检查者要使膀胱处于充盈状态才能扫描，增强扫描者要禁食4小时以上并作碘过敏试验，在扫描室备好氧气及急救药品。除头颅外，其他部位均应先扫描一幅较大范围的定位片，根据临床要求选择适当的扫描范围、层厚、层数、时间、矩阵大小等参数，扫描完成后经医生确认已达到诊断要求后方能结束检查。医师根据扫描和诊断的综合情况，对每幅图像进行取舍和放大、测量及选择适当部位进行窗位窗宽调整拍摄成CT胶片。

窗位窗宽技术是根据实际所需要了解的靶器官可能的CT值变化范围，为了更好显示其组织密度差异而设计的显示技术。因为CT值变化范围达2000Hu以上，而肉眼所能分辨的灰度等级有限，故根据被显示组织CT值范围(即窗宽)确定每一灰度等级代表恰当的CT值范围，如颅内组织及病变的CT值变化范围为－20至+100Hu之间，我们就选择窗宽为120Hu，其中间值40Hu为窗位，假如灰度显示为16个等级的话，每级灰度代表CT值范围为7．5Hu，并随窗宽增加而变大，而CT值低于－20Hu的所有组织显示为黑色，高于100Hu的组织均显示为白色，只有窗位窗宽选择恰当才能有效地显示病变形态和组织结构。

【诊断特点和急诊应用】

CT对疾病的诊断能力较普通摄片大大提高，虽然仍以密度变化为根据，但密度分辨率已远超过X线平片，CT值变化范围达2000Hu之多，可将骨骼、软组织、血液、液化坏死组织、水、脂肪及气体明确分开。病变的形态学显示亦因断层摄影而更全面准确，而且克服了影像重叠的缺陷，对一些隐蔽部位的病变不易漏诊，病变的部位和病变与周围组织的关系可清楚显示，通过造影增强扫描可推断病变性质及血供情况。总之，CT通过正常或异常组织间密度对比，可以清楚被检组织的解剖形态和病理改变，对外伤、肿瘤、炎症、先天畸形及其他许多病变均有良好的诊断效果，目前在我国已十分普及。

除胃肠道及心脏急诊外，CT对几乎所有头颅、胸部、脊柱、上腹部、盆腔及四肢的外伤、炎症及血管性病变导致的急诊均有重要的诊断价值。在本书的各章节中有详细描述。