CT技術(shù)對臨床醫學(xué)的影響-本科臨床醫學(xué)論文

　　摘要：在CT技術(shù)產(chǎn)生及發(fā)展的30多年里,CT無(wú)論是在硬件還是軟件方面都取得了很大的進(jìn)步。2000年推出的16排螺旋CT,實(shí)現了各向同性微體素采集,從而為各高質(zhì)量的圖像后處理及高空間分辨率影像的顯示奠定了基礎。而今天64層CT的出現改變了整個(gè)醫療圖景,超快的圖像獲取速度及三維重建能力為醫學(xué)影像學(xué)開(kāi)辟了新的應用領(lǐng)域,本文主要剖析了多層CT發(fā)展歷程及其對臨床醫學(xué)發(fā)展的重要影響。

　　關(guān)鍵詞：CT;螺旋CT;臨床醫學(xué)

　　CT是computed tomography的簡(jiǎn)稱(chēng),它是一種功能齊全的病情探測儀器,是電子計算機X射線(xiàn)斷層掃描技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)。CT的工作原理是根據人體內不同的組織對于X射線(xiàn)吸收率的不同對人體進(jìn)行測量,然后把測量得出的數據輸入電腦中,由電腦對數據進(jìn)行處理,再根據這些數據描繪人體被檢查部位的立體圖像,從而發(fā)現人體內任何部位的細小病變。

　　自第一臺螺旋CT問(wèn)世以來(lái)短短十余年間,其發(fā)展速度令人難以想象。1998年北美放射學(xué)年會(huì )(RSNA:Radiological Society North America)會(huì )首次出現了4層螺旋CT;2002年RSNA會(huì )16層螺旋CT樣機展出;2003年RSNA會(huì )64排螺旋CT與大家見(jiàn)面;2005年RSNA已有128層CT的概念;2006年度RSNA會(huì )議上也提出了: “對于CT多少層就足夠?” 這樣一個(gè)問(wèn)題。就目前的技術(shù)而言,未來(lái)的CT機無(wú)論發(fā)展到多少層,一定會(huì )沿著(zhù)掃描時(shí)間越來(lái)越短、層厚越來(lái)越薄、掃描劑量越來(lái)越小的方向發(fā)展。

　　1 多層螺旋CT的技術(shù)進(jìn)步

　　1.1 快速掃描:

　　提高CT機架旋轉速度是實(shí)現更快掃描的前提,由于限制機架旋轉速度技術(shù)難題(如:巨大的離心力和配置安全性等)的突破, 自4層開(kāi)始CT生產(chǎn)廠(chǎng)家已逐步開(kāi)始摒棄皮帶(或鋼帶)傳動(dòng)方式,而采用先進(jìn)的電磁直接驅動(dòng)方式(磁懸浮技術(shù)),大大提高了機架旋轉的穩定性,減少了機械噪聲以及機械摩擦產(chǎn)生的熱量,掃描時(shí)間也由每旋轉一圈需要1s,0.75s到0.5s,0.4s……甚至更短的時(shí)間,并且由于磁懸浮機架無(wú)極限速度限制,隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展,掃描速度也必將越來(lái)越快。

　　64排CT可實(shí)現快速、大范圍的薄層掃描,以東芝64排為例:最快覆蓋范圍可達120mm/s以上,其技術(shù)特性更適于心臟和外傷檢查等領(lǐng)域,對于整個(gè)心臟掃描可以控制在7s內完成,相對于16排CT掃描速度提高了4倍,動(dòng)態(tài)器官圖像的細節顯示能力更強。并且由于采集時(shí)間更短,時(shí)間分辨率更高,重建圖像的運動(dòng)偽影更少了,解決了患者憋氣時(shí)間長(cháng)的問(wèn)題 �，F在廠(chǎng)家的64排螺旋CT能夠達到的時(shí)間分辨率各不相同,最佳時(shí)間分辨率可達到40ms,基本達到了電子束CT(33ms)的水平,擴大了臨床應用范圍,即使呼吸急促、重度心律不齊和心率較快,甚至達到150次/分的患者64排能輕易完成檢查而不需要控制患者心率 。

　　1.2 探測器的發(fā)展:

　　多排探測器可謂CT最為核心的部件,數萬(wàn)個(gè)探測器沿長(cháng)軸和水平方向二維排列,可以進(jìn)行不同層面厚度的選擇,最小的層面厚度為0.5mm。隨著(zhù)多層CT的發(fā)展,探測器變的掃描寬度越來(lái)越寬,數量越來(lái)越多,掃描層厚越來(lái)越薄。當4層CT剛面市時(shí),各個(gè)廠(chǎng)家采用了不同的排列方式:東芝Aquilion4探測器為34排,其排列為:中央4排0.5mm,兩邊各15排1mm,總寬度為32mm;GE公司的Lightspeedl6為16排探測器,每排寬度1.25mm,總寬度為20mm;西門(mén)子SomatomPlus4和飛利浦Mx8000的探測器同為8排,每排探測器寬度不等,分別為1mm,1.5mm,2.5mm和5mm,總寬度為20mm。當CT發(fā)展到16層CT的時(shí),雖然探測器的排數和總數不同,但設計方向終于統一,均采用了中央16排薄層,而兩邊為對等多排的排列方式。在64排CT中,常規掃描均采用最薄為0.5mm或0.6mm層厚采集,以達到各向同性成像,其縱向分辨率最佳可達0.35mm。

　　2 多層螺旋CT對臨床應用的影響

　　設備技術(shù)的發(fā)展是正確診斷的必要硬件,探測器物理空間排列和螺旋掃描速度的提升使得對于運動(dòng)臟器解剖細節診斷成為現實(shí)。以64排64層CT為例,現在已經(jīng)可以將最難的心臟檢查作為常規檢查和研究,設備檢查能力的提高伴隨著(zhù)廣大患者對疾病普查認識的提高,都促成了心臟檢查的進(jìn)一步推廣,而且東芝Aquilion64具備了根據美國ACC標準制定的左心室17分段功能性分析,開(kāi)創(chuàng )了臨床心臟研究的先河。在放射學(xué)對心臟的研究中,功能性分析集中在左心室及冠狀動(dòng)脈;在對左心室的研究中,17分段Polar map可反應出:局部心肌活動(dòng)度、局部心肌厚度及局部心肌射血分數。對于臨床心臟病患者尤其是心肌梗塞患者的梗塞部位、范圍、運動(dòng)程度等作出準確判斷,并對患者的愈后作出評估。對于冠狀動(dòng)脈可同時(shí)觀(guān)察冠脈的截面及成90度角交叉的長(cháng)軸位成像,分析冠脈的截面積、管徑及狹窄率等。同時(shí)這些新的功能正在變革許多既有的影像技術(shù),相信會(huì )逐步取代診斷性冠狀血管造影和光學(xué)結腸境檢查等其他檢查手段 。

　　對掃描劑量的控制在CT的研發(fā)和臨床應用中,必須在注重臨床研究的基礎上強調掃描劑量的控制。由于射線(xiàn)的生物效應,人體接受X射線(xiàn)照射積累到一定劑量后,會(huì )對人體細胞和組織產(chǎn)生較大的傷害。歐美等國家非常重視患者的受線(xiàn)劑量,對放射劑量要求非常嚴格。而掃描劑量及患者受線(xiàn)劑量也越來(lái)越引起而國內放射界的高度重視,在保證圖像質(zhì)量的基礎上實(shí)現低劑量掃描,發(fā)展綠色CT已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。東芝在64排CT中使用了先進(jìn)的重建算法及軟件,在保證圖像質(zhì)量的前提下,可將掃描劑量降低到常規掃描所需劑量的50% 。尤其是在灌注成像中,掃描劑量甚至能夠降低可達80% ,從而大大降低了患者及臨床操作醫師的受線(xiàn)劑量。

　　3 多排螺旋CT發(fā)展的近期目標

　　四維CT即在三維基礎上增加時(shí)間軸,從而實(shí)現對患者病灶立體、動(dòng)態(tài)的觀(guān)察。四維CT在兼顧多排CT的同時(shí),新的臨床應用包括以下幾個(gè)方面:動(dòng)態(tài)臟器的研究;血流動(dòng)力學(xué)的研究;關(guān)節的運動(dòng)功能;大范圍的薄層高速掃描。就技術(shù)發(fā)展而言主要有兩個(gè)趨勢:超寬探測器的多層面螺旋CT,東芝公司已經(jīng)研制了256排的超寬探測器,覆蓋范圍為128mm,可直接覆蓋人體某一臟器,連續掃描即可采集到器官的0.5mm層厚高分辨率容積數據,從而重建出動(dòng)態(tài)的三維圖像 ;另外平板檢測器CT也是眾多專(zhuān)家預言的方向,實(shí)際上該技術(shù)已經(jīng)提出了幾年。平板CT的優(yōu)點(diǎn)是可提供高空間分辨力的、可實(shí)現各種高級重建功能的容積性信息,使采集速度和方式發(fā)生革命性的變化,但要成為產(chǎn)品在技術(shù)上需解決的問(wèn)題尚較多,至今還沒(méi)有走出實(shí)驗室用于臨床,其中妨礙進(jìn)入臨床,主要是要解決平板檢測器自身技術(shù)的問(wèn)題、采集重建模式更新和高X射線(xiàn)劑量等技術(shù)難題尚需時(shí)日。

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