CT成像技术的发展与应用分析

王立青

【摘要】本文从CT技术原理、CT组成出发，简要介绍了CT的发展历程，阐明了CT成像技术在医学领域的应用情况，并对CT的未来应用情况做了展望。

【关键词】CT成像技术；发展；应用

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2018）15-0307-02

CT自问世以来，一直持续迅猛发展，在医院各项检查中，影像学检查时最为普遍的，CT诊断已经成为临床常规检查手段。CT技术的应用极大地推动了现代医学前进的步伐，从现状看，CT机在国内的普及情况较理想，诸多乡镇医院已配备CT机[1]，本文将对CT成像技术的发展与应用情况进行分析。

1.CT简介

1.1技术原理

CT是一种计算机层析成像技术，Radon变换是CT技术的理论基础，Radon理论如下：当已知所有入射角θ的投影函数u（P,θ）时，可恢复唯一图像函数f（x,y）[2]。CT成像便是利用被侧物体对某种物理量（如电子束强、波速、X线光强，一般为X线光强）的吸收收与透过率不同，应用仪器测量物体可得到投影数据，而后借助数学方法，通过计算机重建二维图像或三维投影的技术[3]。CT检查具有较高的分辨率，操作简便，对病变敏感，能准确判定病变大小、位置及数目。

1.2CT组成

CT设备是由图像显示存储系统、扫描部分、计算机系统3部分组成的。图像显示存储系统能够显示计算机处理、重建的图像；扫描由探测器、扫描架、X射线源组成[4]；计算机系统负责收集数据，并对相关数据进行储存运算。关于CT的工作流程，见表1。

2.CT发展历程介绍

AllanM.Comack、GodfreyHounsfield被誉为“CT之父”，它成功将X线技术与计算机技术结合，共同发明了计算机断层成像技术[5]。1974年，第1台CT设备问世，它成功展现了颅脑横断面图像，向医师提供了关于脑部疾病（如出血、梗塞、肿瘤）的重要信息，之后，CT扫描方式不断改进，扫描速度加快，探测器排数也不断改进，使CT在临床上得到了更广泛的应用。关于CT的发展，目前可分为五代，分析如下：

第1代CT主要以旋转和平移的方式扫描和收集信息，工作原理为：X线管与探测器同步水平移动，而后然患者旋转扫描，旋转180°时便能获得所需数据[6]。

第2代CT的X线束转变为扇形，探测器增加至30个，每次旋转角度为23°，这在缩短扫描时间的基础上增加了扫描范围，也增加了疾病相关数据采集量，但在实际应用过程中仍会出现伪影问题[7]。

第3代CT增加探测器数量至300～800个，与探测器相对应的X线管只需做旋转运动，这能够在减少伪影的基础上采集更多的数据，也在很大程度上提升了CT图像质量。

第4代CT增加探测器数量至1000～2400个，扫描时只有X线管围绕患者旋转。

第5代CT的主结构中含电子枪，电子束射向一个环形钨靶，探测器以环形排列的形式收集相关数据，这将CT扫描时间缩短至50ms，成功解决了心脏扫描问题[8]。

3.CT成像技术在医学领域中的应用

从目前，我国已经能够自主生产CT机，CT技术已在工业、农业、工程、地球物理、安全检测等行业得到了广泛应用，本文将分析CT技术在医学领域的应用情况，具体如下如下：

3.1心脏成像多层螺旋CT能借助多列探测器一起采集同一层面的数据，能够实现斑状扫描、扇形扫描，减少图像分辨率时间。有研究数据显示，64层螺旋CT，只需0.25～0.4s的时间便可得到单幅图像的图像分辨率，只需5s的时间便可完成心脏扫描，并能清晰显示心脏支架情况及斑块软硬情况[9]，特别适用于心脏冠状动脉成像的诊断。

3.2血管成像多层螺旋CT时间分辨率高，扫面速度宽，操作简单，能安全、顺利地扫描血管，重建从心动主动脉弓到下肢大范围、从颅内到颈部的血管图像，便于医师了解患者血管是否狭窄、是否畸形，也便于了解患者血管的侧支循环状况，甚至可以观察血管是否存在炎性病变。从现状看，CT血管成像是无创性血管成像的新技术，有望替代传统的血管造影技术[10]。CT血管造影三维重建技术具有微创、准确、价格低廉的特点，用它扫描各器官（如脑、肾脏、肝脏）能够获得最佳动脉期图像、最佳静脉期图像以及平衡时图像，可有效检查多种血管疾病（如脑血管狭窄、动静脉畸形、动脉瘤）。

3.3中枢神经系统疾病及肺部疾病诊断

CT技术可诊断多种中枢神经系统疾病（如脑梗死、脑出血、外伤性血肿、寄生虫病、颅内肿瘤等），且结果可靠。CT在肺部疾病的诊断中也具备较高的应用价值，研究指出，CT增强扫描可明确患者是否有支气管狭窄或支气管阻塞，也可明确患者纵膈和肺门见有无肿块或淋巴结增大，还能清晰显示胸壁、胸膜、隔的病变情况，对多种肺部疾病（如中心型肺癌、淋巴结结核、原发性纵膈肿瘤、转移性纵膈肿瘤等）的诊断具备较高的诊断价值。

3.4外伤及急重症

对于外伤或急重症患者，抢救前需及时、准确诊断，64层螺旋CT全身高分辨率各向同性采集仅耗时10s，能真正实现短时、大范围扫描，以便医师迅速明确患者各脏器受损情况，为疾病的抢救、治疗打好基础。

3.5尸检

借助多层螺旋CT扫描死亡病例，既简单，又快捷，能够有效避免尸体解剖，降低医疗纠纷率。

4.CT发展展望

近年来，CT技术向着多源、多排、多层的方向发展，在各方面（如覆盖范围、扫描速度、图像质量）取得了显著进步。先进的成像技术（如分子成像、μ子成像），的出现使得医师能够对疾病进行早期的探测和跟踪，也就是说致病因素尚未在患者体内成为疾病或患者尚未出现临床症状之前便可明确诊断。目前，CT技术已在工业、农业、工程、地球物理、安全检测等非医学领域得到了广泛应用。在未来，CT今后很可能朝着多源、多排、多层、便携化的方向发展，以获得更快的扫描速度、更大的覆盖范围以及更清晰的图像质量。当今时代为日新月异的时代，相信随着微电子学和计算机的飞速发展，CT亦会有广阔的发展空间。

5.结语

近年来，科技发展迅速，CT成像技术也在不断改良、不断发展，CT的发展不断带动影响学进步，作为CT技术研发者，应时刻关注、学习CT领域的新技术，为医疗事业锦上添花。

【参考文献】

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