中國計量科學(xué)研究院電離輻射處 田中青
X射線CT的英文是“X-ray Computerized Tomography Scanner”,譯成中文全稱應(yīng)當(dāng)是X射線計算機化斷層攝影掃描儀。然而似乎很少有人對這個煩瑣的科學(xué)名稱感興趣,人們總是簡單而又親切地稱其為“CT”。不過科學(xué)名稱有科學(xué)名稱的好處,從這個名稱里不難看出CT的技術(shù)基礎(chǔ)一是計算機技術(shù),一是X射線斷層攝影技術(shù)。
CT是從X射線透視技術(shù)發(fā)展起來的。
當(dāng)今世界上不知道X光、沒有照過透視或拍過X光片的人不敢說是鳳毛麟角,但肯定不多見了。大家常見的X光片可以叫做平面透視,就是把X射線經(jīng)過的物體按其對射線的吸收迭加投影在膠片上,物體的前后是反映不出來的,醫(yī)生只是根據(jù)人體解剖知識想象其層次關(guān)系 。但是有時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,以證實醫(yī)生想象的立體形位。這種技術(shù)稱為“斷層攝影術(shù)”。不過由于陰影的相互遮擋,有時要拍很多角度,而且立體的概念只能建立在推想想象上。
進入70年代,在計算機技術(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物體進行投影,穿過物體的射線由探測器接收,輸入計算機,然后在計算機里用數(shù)學(xué)方法將其處理成一個斷面圖象。其后,CT技術(shù)發(fā)展日新月異,由一個探測器發(fā)展到幾百個乃至上千探測器;由不到180°掃描發(fā)展為360°掃描乃至螺旋掃描;掃描一個層面的時間由幾十分鐘縮短為幾十毫秒。目前先進的CT可以觀察到零點幾毫米的病變,可以一次掃描即形成三維立體圖象,然后在計算機里從各個不同的角度進行觀察,可以像看電影一樣觀察心臟的跳動,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:
1.X射線被限制成一個扇面;
2.得到的圖象與射束平行(普通X攝影是與X射束垂直);
3.穿過人體后的信號由探測器接收,收到的是數(shù)字化信號;
4.一次掃描,圍繞所關(guān)心的區(qū)域采集數(shù)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率很高;
6.計算機處理后的圖象輸出噪聲極低;
7.圖象可以多種方式儲存和輸出,如幾乎所有數(shù)字存儲顯示方式和膠片。
后面這三條就是CT技術(shù)受到醫(yī)學(xué)界青睞的原因,也是評價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射線攝影很難發(fā)現(xiàn),只能依賴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。
如何客觀評價影象質(zhì)量在國外早已引起重視并進行了相當(dāng)深入的研究。與其他放射診斷相同,我國在引進CT診斷技術(shù)的同時并未做到同時引進CT設(shè)備的檢查維護技術(shù)。但是最近十?dāng)?shù)年來,醫(yī)學(xué)界一些工作在第一線的有識之士逐步對放射診斷特別是CT診斷的影象質(zhì)量評估技術(shù)重視起來。其主要表現(xiàn)是引進影象質(zhì)量檢測設(shè)備,對影象質(zhì)量進行研究,并取得了相當(dāng)成果。
那么,如何評定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)上還是一個圖象系統(tǒng),它把實際存在的物體投影成一個平面或立體的圖象。評價由一個物轉(zhuǎn)換為一個象的圖象系統(tǒng)的質(zhì)量的根本方法之一是利用其傳遞函數(shù)。因而評價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,圖象的失真接近零,此時傳遞函數(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。通常物越細微,我們就說它的空間頻率越高。如果我們再規(guī)定一個限值,當(dāng)傳遞函數(shù)的值小于該值時,就認(rèn)為該系統(tǒng)對于那么細微的物已不能分辨,這時就稱該值對應(yīng)的物的空間頻率為截止頻率。顯然一個圖象系統(tǒng)的截止頻率越高,就說該系統(tǒng)的性能越好。
使用CT性能檢測模體是目前CT性能檢測的主要方法。除采用空間分辨率模型和低對比分辨率模型外,通常還包括層厚檢測模型、CT值核查模型、定位精度模型、噪聲測量模型、傳遞函數(shù)測量模型等。當(dāng)然,CT還有其他一些重要功能需要檢測,如CT劑量指數(shù)等,需要使用其他設(shè)備和方法。
國際上關(guān)于CT檢測研究十分活躍,美國、德國和日本都先后發(fā)表了標(biāo)準(zhǔn)測量方法,作為國際標(biāo)準(zhǔn),國際電工委員會也發(fā)表了IEC1223-2-6號正式出版物,為許多國家采用。我國關(guān)于CT檢測的國家標(biāo)準(zhǔn)和CT X射線輻射源的檢定規(guī)程也均已原則通過。
醫(yī)用CT在我國已經(jīng)十分普遍了,某種意義上說已經(jīng)泛濫了。但CT的質(zhì)量問題只是最近幾年才引起社會的關(guān)注。關(guān)于CT質(zhì)量及其檢測還處于仿照別人的階段,對檢測原理的理解和方法的研究極為粗略,錯誤的理解經(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的重視。醫(yī)療衛(wèi)生主管部門和技術(shù)監(jiān)督部門應(yīng)加強政策措施,嚴(yán)格控制CT機二手貨的進口;規(guī)范技術(shù)要求,保障人民身體健康。
欄目導(dǎo)航
內(nèi)容推薦
更多>2020-07-15
2019-04-11
2019-04-10
2019-02-22