中國計量科學研究院(yuàn)電離輻射處 田中青
X射(shè)線CT的英文是“X-ray Computerized Tomography Scanner”,譯成中文全稱應當(dāng)是X射線計算機化(huà)斷層攝影掃描儀。然而似乎很少有人對這個煩瑣的科學名稱感興趣,人們總是簡單(dān)而又親切地稱其為“CT”。不過(guò)科學名稱有科學(xué)名稱的好處(chù),從這(zhè)個名稱裏不難看出CT的技術基礎一是計算(suàn)機技術,一是X射線斷層攝影技術。
CT是從X射線透視技術發展起來的。
當今(jīn)世界上不知道X光、沒有照過透視或拍過X光片的人(rén)不敢說是鳳毛麟角,但肯定不多(duō)見了。大家常見(jiàn)的X光片可以叫做平麵透視,就(jiù)是把X射(shè)線(xiàn)經過(guò)的物體按其對射線的吸收迭加投(tóu)影在膠片上,物體的前後是反映不出來的,醫生隻是根(gēn)據人體解剖知識想象其(qí)層次關係 。但是有時又必須知道物體的(de)前後關係,於是就從其他角度再(zài)拍一張或幾張(zhāng)膠片,以證實醫(yī)生(shēng)想象的立體形位。這種技術稱為“斷層攝影術”。不過由於陰影的相互遮擋(dǎng),有時要拍很多角度,而且立體的概念(niàn)隻能建立在推想想象上。
進入70年代,在計算機技術發展的基礎上(shàng),誕生了CT裝置。所(suǒ)謂CT就是在很多角(jiǎo)度上對物體進行投影,穿過物體的射線由探測(cè)器接收,輸入計算機,然後在計算機(jī)裏用數學方法將(jiāng)其處理成一個斷麵圖象。其後,CT技術發展日新(xīn)月異,由一個探測器發展(zhǎn)到(dào)幾百個乃至上千探測器;由不到180°掃描發展(zhǎn)為360°掃描(miáo)乃至螺旋掃描;掃描(miáo)一個(gè)層麵的時間由幾十分鍾縮短為幾十毫秒。目前先進的CT可以觀察到零點幾毫米的病變,可以一次掃描即形(xíng)成(chéng)三維立體圖象,然後在計算機裏從(cóng)各個不同的角度進(jìn)行觀(guān)察,可以像看(kàn)電影一樣觀察心髒的跳動,甚(shèn)至其慢鏡頭回(huí)放(fàng)。
和普通X攝影技術相比,CT主要有以下特點:
1.X射線(xiàn)被限製成一(yī)個扇麵;
2.得到的圖象與射束平行(普通X攝影是與(yǔ)X射束(shù)垂直);
3.穿過人體後的信號由探測器接收(shōu),收到的是數字化信號;
4.一次掃描,圍繞所關心的區域(yù)采集數百個角度的信號,信息量極大;
5.空間分辨率較低而密度分辨(biàn)率很高(gāo);
6.計算機處理後(hòu)的(de)圖象輸出噪聲極低(dī);
7.圖象可以多種方式儲存(cún)和輸(shū)出,如(rú)幾乎所有(yǒu)數字存(cún)儲顯(xiǎn)示方式和膠(jiāo)片。
後麵(miàn)這三條就是CT技術受到醫學界青睞的原因,也是評價CT質量優劣的主要(yào)方麵。比如(rú)空間分辨率(lǜ)。所謂空間(jiān)分辨率就是準確區分細小(xiǎo)物體的能力,例如(rú)早期顱腦腫瘤、內耳(ěr)的微小腫瘤和極小血(xuè)栓等。不難(nán)看出,空間分辨率的高低(dī)直(zhí)接影響圖象的質量和診斷能力。
密度分辨率是影響CT性(xìng)能的(de)另一項重(chóng)要參數。很多情況下病變組織(zhī)和正常組織(zhī)的密度差別隻有百分之(zhī)幾,一般X射線攝影很難發現,隻能依賴CT技(jì)術。不難看(kàn)出,密度分辨率的高低同(tóng)樣也直接影響圖象(xiàng)的質量和診斷能力。
如何客(kè)觀(guān)評價影象質量在國外早已引起重視並進行了相當深入的研究。與其他放(fàng)射診斷相同(tóng),我國在引進CT診斷(duàn)技術的同時並未(wèi)做到同時引進CT設備的檢查維(wéi)護技術。但是最近十數年來,醫學界一些工作在第(dì)一線的有識之士逐步對放射診斷(duàn)特別是CT診斷的影象質量評(píng)估技術重視(shì)起來。其主要表現是引進影象質量檢測(cè)設備,對影(yǐng)象質量進行研究,並取得了相(xiàng)當(dāng)成果。
那麽,如何評定CT的質(zhì)量呢?
CT的質量由許多參數決定,不管怎樣複雜,CT本(běn)質上還是一個圖象係統,它把實際存在的物(wù)體投影成一個平麵或立(lì)體的圖象。評(píng)價由一個物轉換為一個象的圖象係統的質(zhì)量的根本方法之一是利用其傳遞函數。因而評價(jià)CT圖象性能的基本方法(fǎ)也(yě)即確定其傳遞函數。當物較大時,圖象的失真接近零,此時傳遞函數的值近乎(hū)1(亦作100%)。隨著物的減小,失真所占的(de)比例增加,傳遞函數(shù)的值逐漸減小。通常物越細微,我們就(jiù)說它(tā)的空間頻率越高。如果我們再規定一個限值,當傳(chuán)遞函數的值小於該值時,就(jiù)認(rèn)為該係(xì)統對(duì)於那麽細微的物已不能分辨,這時就稱該值(zhí)對應的(de)物的空間頻率為截止頻率(lǜ)。顯(xiǎn)然一個圖象係統的截止頻率越高,就說該係統的性能越好。
使用CT性能檢測模體是目(mù)前CT性(xìng)能檢測的主要方法。除采用(yòng)空間分辨率模型(xíng)和低對比分辨率模型外,通常還包括層(céng)厚檢測模型、CT值核查模型、定位精度模型、噪聲測量模型(xíng)、傳(chuán)遞函(hán)數測量模型等。當然,CT還有其他一些重要功能需(xū)要檢測,如(rú)CT劑量指數等,需要使用(yòng)其他設備和方法。
國際上(shàng)關於CT檢測研究(jiū)十分活躍,美國、德國和(hé)日本都(dōu)先後發表(biǎo)了標準測量(liàng)方法,作為國際標準,國際電工委員會也發表了(le)IEC1223-2-6號正式出版物,為許多國家采用。我國關於CT檢測的國(guó)家標準和CT X射線輻射源的(de)檢(jiǎn)定規程也均已原則通過。
醫用(yòng)CT在我國已經十分普遍了,某種意義上(shàng)說已經泛濫了(le)。但(dàn)CT的質量問題隻是最近幾年才引起社會的關注。關於CT質量(liàng)及其檢測還處於仿照別人的階段,對檢測原理的理解和方法的(de)研究極為粗略,錯誤的理解經常發生。由於CT的質量直接關係到廣大人民的醫療診斷質量,這一狀況已引起社會的重(chóng)視。醫(yī)療衛生主管部門(mén)和技術監督部門應(yīng)加強政策措施,嚴格(gé)控製CT機二手貨的進口(kǒu);規範技術要求,保障人民身體健康。
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