医学影像技术-走进CT-文献综述

文献综述

引言：

本文是在查阅了中国期刊全文数据库以及其它相关数据库之后撰写而成，主要对现代医疗器械（医学影像技术—医学CT）的各个发展过程做一简要描述，通过本文，我们将对医学CT有一基本了解，进而，我们可以初步探索螺旋扫描影像系统这一医疗器械的初步设计方案。

正文：

医学影像技术

—走进医学CT

历史现状:

CT 机自七十年代问世以来,各国专业厂家竞相研制开发新的产品,产品技术日新月异,近年来滑环技术、螺旋式扫描技术,宽探测器多层采集螺旋CT的产生,使CT 检查技术提高到一个崭新的水平。

基本内容：

什么是CT

CT（computed tomography）是一种功能齐全的病情探测仪器，它是电子计算机X射线断层扫描技术简称。

CT设备主要有以下三部分：①扫描部分由X线管、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。CT的成像基本原理

CT是用X线束对人体某部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，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器（analog/digital converter）转为数字，输入计算机处理。图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素（voxel）。

CT 的检查技术和设备分类

CT的检查技术分平扫（plain CT scan）、造影增强扫描（contrast enhancement,CE）和造影扫描三种。

现有的设备：常规CT和螺旋CT，其中螺旋CT又可分为（分单层螺旋ct、双层螺旋ct、多层螺旋ct）

常规CT

传统的CT影像设备包括：高压电缆与扫描机架外的高压连接，必须有电缆连接的主计算机，数据采样系统等。

缺点：病人在扫描时候不能移动；图像的分辨率较低；设备需电缆链接，较复杂。

螺旋CT

螺旋CT突破了传统CT的设计，采用滑环技术，将电源电缆和一些信号线与固定机架内不同金属环相连运动的X射线管和探测器滑动电刷与金属环导联。球管和探测器不受电缆长度限制，沿人体长轴连续匀速旋转，扫描床同步匀速递进,扫描轨迹呈螺旋状前进，可快速、不间断地完成容积扫描。

螺旋CT的优缺

多层CT的劣势:是显著增加数据量，尤其是选择均质成像。

多层CT优点：改善了数据处理和影像重建，这直接转变成提高扫描仪的效

率。于是，多层CT克服了螺旋CT最严重的局限之一，即，在扫描范围和SC 之间相反的关系。

多排螺旋CT

多排螺旋CT的特点

多排螺旋CT机是在常规CT机的基础上发展而来的一种先进的适用于全身各个部位精细诊断的机器，它具有扫描速度快、扫描范围大、成像质量高及接受剂量少等特点，代表着当代CT技术的最高水平

多排螺旋CT的现状

多层CT很快就被放射学家们接受了，在早些年，世界范围内使用这类CT 扫描仪的数量几乎呈指数上升：1998年安装了10台，1999年中期就有100台，而2007年末超过了10000台。

螺旋CT 的目前发展

1998 年，CT影像再次掀起了新一轮的技术革新―多排螺旋CT的发明是影像学的第二次革命，使CT检查迈入了薄层大范围扫描的时代。

2001 年16 排螺旋CT的问世开创了C T各向同性微体素时代从而让医生从二维图像的观察进入到三维成像世界

多层ＣＴ采用２个或更多的平行探测器阵列，利用同步旋转球管和探测器阵列的第三代技术装备而成。９０年代早期就有双探测器或多探测器系统，１９９８年又引入了４排探测器系统，２００１年和２００２年就可买到8排、10排、16排或更多排探测器系统的CT。

2008年的256 排CT叩开了容积C T时代的大门，每次扫描覆盖4Omm 的范围，10秒钟内完成全身扫描。

螺旋CT 的未来发展趋势

---三更标准

1. 更宽的覆盖范围

2.更快的扫速度

3.更高的分辨率

宽度：更宽的覆盖范围

理论上覆盖范围越宽越好，现在最宽的是4Omm ，如果未来能有8Omm ，甚至160mm 的探测器宽度，将在临床上实现全器官功能灌注，器官四维成像，和旱期的肿瘤筛查。以目前的球管技术，光子量和点源的设计难以保证更宽探测器的成像质量，今后是点光源还是面光源或多光源技术，都是值得研究的领域。

64 排CT的数据量就是16 排的4-5 倍，宽大的探测器又必定带来更为庞大的数据流，对计算机平台支持提出了更快更便捷的要求。目前的硬件和软件技术能在4Omm 平台上做到80mm 的功能灌注范围，并已经有了初步的临床成果。

速度：更快的扫速度

现在西门子公司采用 2 个球管同时采集来提高心脏的时间分辨率，这也是一种方法。而纵观所有技术，电子束EBCT是最快冻结心脏运动的扫描仪，其真正的成像速度为33-5Oms 。

精度：更高的分辨率

图像分辨率直接影响诊断的准确性，高精度图像对显示细小病变，冠脉支架内内膜再生，易损型冠脉粥样斑块的判断等非常重要。整个影像成像链上每一个因素都会直接影响图像分辨率，探测器单元的大小仅仅是其中因素之一，球管的焦点大小，重建算法也是直接影响图像分辨率的重要要素。此外，射线量的增加可以帮助提高图像的精度，但分辨率的提高不能以增加患者的受线量为代价。

国内外著名厂商的CT机

国外的著名厂商有：

Toshiba(东芝)

Siemens(西门子)

Philips(飞利浦)

GE(通用电气)

国内知名厂商有：

东软（中国沈阳）

Siemens(西门子)

此图为世界首台4D螺旋CT-SOMATOM Definition AS

（西门子公司最新产品）

此设备应用的尖端技术有：

1、非对称屏蔽采集系统

2、3D容积反投影重建技术

3、SOMATOMDefinitionAS全期相CTA血流动力

4、多时相器官功能分析

5、全期血管成

Toshiba(东芝)