一級(jí)計(jì)量師

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醫(yī)用CT的原理與檢測(cè)

X射線(xiàn)CT的英文是“X-ray Computerized Tomography Scanner”，譯成中文全稱(chēng)應(yīng)當(dāng)是X射線(xiàn)計(jì)算機(jī)化斷層攝影掃描儀。然而似乎很少有人對(duì)這個(gè)煩瑣的科學(xué)名稱(chēng)感興趣，人們總是簡(jiǎn)單而又親切地稱(chēng)其為“CT”。不過(guò)科學(xué)名稱(chēng)有科學(xué)名稱(chēng)的好處，從這個(gè)名稱(chēng)里不難看出CT的技術(shù)基礎(chǔ)一是計(jì)算機(jī)技術(shù)，一是X射線(xiàn)斷層攝影技術(shù)。

CT是從X射線(xiàn)透視技術(shù)發(fā)展起來(lái)的。

當(dāng)今世界上不知道X光、沒(méi)有照過(guò)透視或拍過(guò)X光片的人不敢說(shuō)是鳳毛麟角，但肯定不多見(jiàn)了。大家常見(jiàn)的X光片可以叫做平面透視，就是把X射線(xiàn)經(jīng)過(guò)的物體按其對(duì)射線(xiàn)的吸收迭加投影在膠片上，物體的前后是反映不出來(lái)的，醫(yī)生只是根據(jù)人體解剖知識(shí)想象其層次關(guān)系 。但是有時(shí)又必須知道物體的前后關(guān)系，于是就從其他角度再拍一張或幾張膠片，以證實(shí)醫(yī)生想象的立體形位。這種技術(shù)稱(chēng)為“斷層攝影術(shù)”。不過(guò)由于陰影的相互遮擋，有時(shí)要拍很多角度，而且立體的概念只能建立在推想想象上。

進(jìn)入70年代，在計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，誕生了CT裝置。所謂CT就是在很多角度上對(duì)物體進(jìn)行投影，穿過(guò)物體的射線(xiàn)由探測(cè)器接收，輸入計(jì)算機(jī)，然后在計(jì)算機(jī)里用數(shù)學(xué)方法將其處理成一個(gè)斷面圖象。其后，CT技術(shù)發(fā)展日新月異，由一個(gè)探測(cè)器發(fā)展到幾百個(gè)乃至上千探測(cè)器；由不到180°掃描發(fā)展為360°掃描乃至螺旋掃描；掃描一個(gè)層面的時(shí)間由幾十分鐘縮短為幾十毫秒。目前先進(jìn)的CT可以觀(guān)察到零點(diǎn)幾毫米的病變，可以一次掃描即形成三維立體圖象，然后在計(jì)算機(jī)里從各個(gè)不同的角度進(jìn)行觀(guān)察，可以像看電影一樣觀(guān)察心臟的跳動(dòng)，甚至其慢鏡頭回放。

和普通X攝影技術(shù)相比，CT主要有以下特點(diǎn)：

1.X射線(xiàn)被限制成一個(gè)扇面；

2.得到的圖象與射束平行（普通X攝影是與X射束垂直）；

3.穿過(guò)人體后的信號(hào)由探測(cè)器接收，收到的是數(shù)字化信號(hào)；

4.一次掃描，圍繞所關(guān)心的區(qū)域采集數(shù)百個(gè)角度的信號(hào)，信息量極大；2012年注冊(cè)計(jì)量師考試

5.空間分辨率較低而密度分辨率很高；

6.計(jì)算機(jī)處理后的圖象輸出噪聲極低；

7.圖象可以多種方式儲(chǔ)存和輸出，如幾乎所有數(shù)字存儲(chǔ)顯示方式和膠片。

后面這三條就是CT技術(shù)受到醫(yī)學(xué)界青睞的原因，也是評(píng)價(jià)CT質(zhì)量優(yōu)劣的主要方面。比如空間分辨率。所謂空間分辨率就是準(zhǔn)確區(qū)分細(xì)小物體的能力，例如早期顱腦腫瘤、內(nèi)耳的微小腫瘤和極小血栓等。不難看出，空間分辨率的高低直接影響圖象的質(zhì)量和診斷能力。

密度分辨率是影響CT性能的另一項(xiàng)重要參數(shù)。很多情況下病變組織和正常組織的密度差別只有百分之幾，一般X射線(xiàn)攝影很難發(fā)現(xiàn)，只能依賴(lài)CT技術(shù)。不難看出，密度分辨率的高低同樣也直接影響圖象的質(zhì)量和診斷能力。

如何客觀(guān)評(píng)價(jià)影象質(zhì)量在國(guó)外早已引起重視并進(jìn)行了相當(dāng)深入的研究。與其他放射診斷相同，我國(guó)在引進(jìn)CT診斷技術(shù)的同時(shí)并未做到同時(shí)引進(jìn)CT設(shè)備的檢查維護(hù)技術(shù)。但是最近十?dāng)?shù)年來(lái)，醫(yī)學(xué)界一些工作在第一線(xiàn)的有識(shí)之士逐步對(duì)放射診斷特別是CT診斷的影象質(zhì)量評(píng)估技術(shù)重視起來(lái)。其主要表現(xiàn)是引進(jìn)影象質(zhì)量檢測(cè)設(shè)備，對(duì)影象質(zhì)量進(jìn)行研究，并取得了相當(dāng)成果。

那么，如何評(píng)定CT的質(zhì)量呢？

CT的質(zhì)量由許多參數(shù)決定，不管怎樣復(fù)雜，CT本質(zhì)上還是一個(gè)圖象系統(tǒng)，它把實(shí)際存在的物體投影成一個(gè)平面或立體的圖象。評(píng)價(jià)由一個(gè)物轉(zhuǎn)換為一個(gè)象的圖象系統(tǒng)的質(zhì)量的根本方法之一是利用其傳遞函數(shù)。因而評(píng)價(jià)CT圖象性能的基本方法也即確定其傳遞函數(shù)。當(dāng)物較大時(shí)，圖象的失真接近零，此時(shí)傳遞函數(shù)的值近乎1（亦作100%）。隨著物的減小，失真所占的比例增加，傳遞函數(shù)的值逐漸減小。通常物越細(xì)微，我們就說(shuō)它的空間頻率越高。如果我們?cè)僖?guī)定一個(gè)限值，當(dāng)傳遞函數(shù)的值小于該值時(shí)，就認(rèn)為該系統(tǒng)對(duì)于那么細(xì)微的物已不能分辨，這時(shí)就稱(chēng)該值對(duì)應(yīng)的物的空間頻率為截止頻率。顯然一個(gè)圖象系統(tǒng)的截止頻率越高，就說(shuō)該系統(tǒng)的性能越好。

使用CT性能檢測(cè)模體是目前CT性能檢測(cè)的主要方法。除采用空間分辨率模型和低對(duì)比分辨率模型外，通常還包括層厚檢測(cè)模型、CT值核查模型、定位精度模型、噪聲測(cè)量模型、傳遞函數(shù)測(cè)量模型等。當(dāng)然，CT還有其他一些重要功能需要檢測(cè)，如CT劑量指數(shù)等，需要使用其他設(shè)備和方法。

國(guó)際上關(guān)于CT檢測(cè)研究十分活躍，美國(guó)、德國(guó)和日本都先后發(fā)表了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法，作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電工委員會(huì)也發(fā)表了IEC1223-2-6號(hào)正式出版物，為許多國(guó)家采用。我國(guó)關(guān)于CT檢測(cè)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和CT　X射線(xiàn)輻射源的檢定規(guī)程也均已原則通過(guò)。

醫(yī)用CT在我國(guó)已經(jīng)十分普遍了，某種意義上說(shuō)已經(jīng)泛濫了。但CT的質(zhì)量問(wèn)題只是最近幾年才引起社會(huì)的關(guān)注。關(guān)于CT質(zhì)量及其檢測(cè)還處于仿照別人的階段，對(duì)檢測(cè)原理的理解和方法的研究極為粗略，錯(cuò)誤的理解經(jīng)常發(fā)生。由于CT的質(zhì)量直接關(guān)系到廣大人民的醫(yī)療診斷質(zhì)量，這一狀況已引起社會(huì)的重視。醫(yī)療衛(wèi)生主管部門(mén)和技術(shù)監(jiān)督部門(mén)應(yīng)加強(qiáng)政策措施，嚴(yán)格控制CT機(jī)二手貨的進(jìn)口；規(guī)范技術(shù)要求，保障人民身體健康。

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