CT扫描
CT是一种功能齐全的病情探测仪器,它是电子计算机X线断层扫描技术简称。
应用于计算机轴向断层扫描(CAT)中的扫描仪可产生X光,这是一种强大的电磁能。X光的光子与普通可见光的光子基本相同,但是它们携带的能量更多。这种较高的能量水平可以使X光直接穿过人体大多数的软组织(请参阅X光浅说以了解X光穿透软组
织的原理,以及X光机是如何产生X光光子的)。
常规的X光成像技术利用的是光影原理。从人体一侧照射“光线”,此时,人体另一侧的胶片可记录骨骼的轮廓。
阴影只能反映物体轮廓的一部分。想象一下,您站在一堵墙的前面,右手拿一个菠萝,放在胸前;左手伸出,拿一个香蕉。您的朋友只看墙,不看您。如果您面前有一盏灯,您的朋友就只能在墙上看到您拿着香蕉的轮廓,而看不到菠萝——身体的影子挡住了菠萝。如果灯在左边,您的朋友就只能看到菠萝的轮廓,而看不到香蕉。
同样的现象也会在常规X光成像技术中出现。如果一块较大的骨骼恰好位于X光机和一块较小的骨骼中间,大骨骼的图像将会盖掉小骨骼。为了看清这块较小的骨骼,必须转动身体或移动X光机。
同样,为了看清您同时拿着菠萝和香蕉,您的朋友必须从两个方向观察您的影子,以获得完整的意象。这就是计算机化轴向断层扫描的基本概念。在CT扫描仪中,X光束围绕着患者的身体进行运动,从数百个角度进行扫描。计算机负责收集所有信息,并将这些信息合成为人体三维图像。
CT扫描仪看起来像是一个竖立的大圆圈饼。患者躺在一个
平台上,随平台慢慢通过一个洞,进入仪器中。X射线管安装在洞边缘一个可移动的圆环上。在圆环与X射线管相对的位置上安装了一列X射线探测器。
电机驱动圆环进行转动,使X射线管和X射线探测器围绕躯体进行旋转。每一次完整的旋转都可扫描出人体上一个狭窄的水平“断层”。控制系统将平台向洞里推进一些,扫描下一个断层。
放射医学技术人员常常在另一个隔开的房间内对CT仪器进行操作,以免反复暴露在辐射下。
通过这种方式,机器以螺旋式的运动路线记录X光断层的信息。计算机可调整X光的强度,以最适合的功率对每种类型的组织进行扫描。患者完全通过仪器后,计算机将所有的扫描信息进行整合,形成一个详细的人体影像。当然,通常情况
下不需要对整个身体进行扫描。更多的时候,医生会选择一小部分进行扫描。
由于CT扫描仪是全角度地对人体逐个断层依次进行扫描,它所收集的信息比传统X光扫描要全面得多。如今,医生们将CT扫描仪用于各种疾病的诊断和治疗,包括头部创伤、癌症和骨质疏松症。在现代医学中,它们的价值不可估量。
自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是,美国与英国的科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X线技术检查人体病变的不足。
1963年,美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同,在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。1967年,英国电子工种师亨斯费尔德在并不知道科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。他首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置,即后来的CT,用于对人的头部进行实验性扫描测量。后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。1971年9月,亨斯费尔德又与一位神经放射学家合作,在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置,开始了头部检查。10月4日,医院用它检查了第一个病人。患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。1972年4月,亨斯费尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告了CT的诞生。这一消息引起科技界的极大震动,CT的研制成功被誉为自伦琴发现X射线以后,放射诊断学上最重要的成就。因此,亨斯费尔德和科马克共同获取1979年诺贝尔生理学和医学奖。
而今,CT已广泛运用于医疗诊断上。
[1] 科技频道 http://www.southcn.com/tech/news/yx/200402101142.htm
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