醫(yī)學(xué)影像技術(shù),走進(jìn)CT,文獻(xiàn)綜述

文獻(xiàn)綜述引言：本文是在查閱了中國期刊全文數(shù)據(jù)庫以及其它相關(guān)數(shù)據(jù)庫之后撰寫而成，主要對現(xiàn)代醫(yī)療器械(醫(yī)學(xué)影像技術(shù)一醫(yī)學(xué)CT)的各個發(fā)展過程做一簡要描述,通過本文，我們將對醫(yī)學(xué)CT有一基本了解，進(jìn)而，我們可以初步探索螺旋掃描影像系統(tǒng)這一醫(yī)療器械的初步設(shè)計(jì)方案。正文：醫(yī)學(xué)影像技術(shù)—走進(jìn)醫(yī)學(xué)CT歷史現(xiàn)狀CT機(jī)自七十年代問世以來，各國專業(yè)廠家競相研制開發(fā)新的產(chǎn)品，產(chǎn)品技術(shù)日新月異，近年來滑環(huán)技術(shù)、螺旋式掃描技術(shù)，寬探測器多層采集螺旋CT的產(chǎn)生，使CT檢查技術(shù)提高到一個嶄新的水平。基本內(nèi)容：什么是CTCT(computedtomography)是一種功能齊全的病情探測儀器，它是電子計(jì)算機(jī)X射線斷層掃描技術(shù)簡稱.CT設(shè)備主要有以下三部分：①掃描部分由X線管、探測器和掃描架組成；②計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將掃描收集到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行貯存運(yùn)算;③圖像顯示和存儲系統(tǒng)。CT的成像基本原理CT是用X線束對人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器(analog/digitalconverter)轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個體積相同的長方體，稱之為體素(voxel)。CT的檢查技術(shù)和設(shè)備分類CT的檢查技術(shù)分平掃(plainCTscan)、造影增強(qiáng)掃描(contrastenhancement，CE)和造影掃描三種?，F(xiàn)有的設(shè)備：常規(guī)CT和螺旋CT，其中螺旋CT又可分為(分單層螺旋6、雙層螺旋ct、多層螺旋ct)常規(guī)CT傳統(tǒng)的CT影像設(shè)備包括：高壓電纜與掃描機(jī)架外的高壓連接，必須有電纜連接的主計(jì)算機(jī)，數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)等。缺點(diǎn)：病人在掃描時候不能移動;圖像的分辨率較低；設(shè)備需電纜鏈接，較復(fù)雜。螺旋CT螺旋CT突破了傳統(tǒng)CT的設(shè)計(jì)，采用滑環(huán)技術(shù)，將電源電纜和一些信號線與固定機(jī)架內(nèi)不同金屬環(huán)相連運(yùn)動的X射線管和探測器滑動電刷與金屬環(huán)導(dǎo)聯(lián)。球管和探測器不受電纜長度限制，沿人體長軸連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，掃描床同步勻速遞進(jìn)，掃描軌跡呈螺旋狀前進(jìn)，可快速、不間斷地完成容積掃描.螺旋CT的優(yōu)缺多層CT的劣勢：是顯著增加數(shù)據(jù)量，尤其是選擇均質(zhì)成像。多層CT優(yōu)點(diǎn)：改善了數(shù)據(jù)處理和影像重建，這直接轉(zhuǎn)變成提高掃描儀的效率。于是，多層CT克服了螺旋CT最嚴(yán)重的局限之一，即，在掃描范圍和SC之間相反的關(guān)系.多排螺旋CT多排螺旋CT的特點(diǎn)多排螺旋CT機(jī)是在常規(guī)CT機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一種先進(jìn)的適用于全身各個部位精細(xì)診斷的機(jī)器，它具有掃描速度快、掃描范圍大、成像質(zhì)量高及接受劑量少等特點(diǎn)，代表著當(dāng)代CT技術(shù)的最高水平多排螺旋CT的現(xiàn)狀多層CT很快就被放射學(xué)家們接受了，在早些年，世界范圍內(nèi)使用這類CT掃描儀的數(shù)量幾乎呈指數(shù)上升：1998年安裝了10臺，1999年中期就有100臺，而2007年末超過了10000臺.螺旋CT的目前發(fā)展1998年，CT影像再次掀起了新一輪的技術(shù)革新一多排螺旋CT的發(fā)明是影像學(xué)的第二次革命，使CT檢查邁入了薄層大范圍掃描的時代.2001年16排螺旋CT的問世開創(chuàng)了CT各向同性微體素時代從而讓醫(yī)生從二維圖像的觀察進(jìn)入到三維成像世界多層CT采用2個或更多的平行探測器陣列，利用同步旋轉(zhuǎn)球管和探測器陣列的第三代技術(shù)裝備而成。90年代早期就有雙探測器或多探測器系統(tǒng)，1998年又引入了4排探測器系統(tǒng)，2001年和2002年就可買到8排、10排、16排或更多排探測器系統(tǒng)的CT。2008年的256排CT叩開了容積CT時代的大門，每次掃描覆蓋4Omm的范圍，10秒鐘內(nèi)完成全身掃描。螺旋CT的未來發(fā)展趨勢-——三更標(biāo)準(zhǔn)更寬的覆蓋范圍更快的掃速度更高的分辨率寬度：更寬的覆蓋范圍理論上覆蓋范圍越寬越好，現(xiàn)在最寬的是4Omm，如果未來能有8Omm，甚至160mm的探測器寬度，將在臨床上實(shí)現(xiàn)全器官功能灌注，器官四維成像，和旱期的腫瘤篩查.以目前的球管技術(shù)，光子量和點(diǎn)源的設(shè)計(jì)難以保證更寬探測器的成像質(zhì)量，今后是點(diǎn)光源還是面光源或多光源技術(shù)，都是值得研究的領(lǐng)域.64排CT的數(shù)據(jù)量就是16排的4-5倍，寬大的探測器又必定帶來更為龐大的數(shù)據(jù)流，對計(jì)算機(jī)平臺支持提出了更快更便捷的要求。目前的硬件和軟件技術(shù)能在4Omm平臺上做到80mm的功能灌注范圍，并已經(jīng)有了初步的臨床成果。速度：更快的掃速度現(xiàn)在西門子公司采用2個球管同時采集來提高心臟的時間分辨率，這也是一種方法.而縱觀所有技術(shù)，電子束EBCT是最快凍結(jié)心臟運(yùn)動的掃描儀，其真正的成像速度為33-5Oms.精度：更高的分辨率圖像分辨率直接影響診斷的準(zhǔn)確性，高精度圖像對顯示細(xì)小病變，冠脈支架內(nèi)內(nèi)膜再生,易損型冠脈粥樣斑塊的判斷等非常重要。整個影像成像鏈上每一個因素都會直接影響圖像分辨率，探測器單元的大小僅僅是其中因素之一，球管的焦點(diǎn)大小，重建算法也是直接影響圖像分辨率的重要要素.此外，射線量的增加可以幫助提高圖像的精度，但分辨率的提高不能以增加患者的受線量為代價(jià)。國內(nèi)外著名廠商的CT機(jī)國外的著名廠商有：Toshiba（東芝）Siemens（西門子）Philips（飛利浦）GE（通用電氣）國內(nèi)知名廠商有：東軟（中國沈陽）Siemens（西門子）此圖為世界首臺4D螺旋CT—SOMATOMDefinitionAS（西門子公司最新產(chǎn)品）此設(shè)備應(yīng)用的尖端技術(shù)有：1、非對稱屏蔽采集系統(tǒng)2、3D容積反投影重建技術(shù)3、SOMATOMDefinitionAS全期相CTA血流動力4、多時相器官功能分析5、全期血管成Toshiba（東芝）最新CT此圖為東芝醫(yī)療系統(tǒng)最新開發(fā)出配備有256列檢測器的X線CT上圖的設(shè)備裝有X線CT裝置是使X線高速旋轉(zhuǎn)來照射患者,由此獲取患者身體斷面圖像的裝置。過去只配備1列用于檢測X線的檢測器，此設(shè)備配備多列檢測器的“多層螺旋CT（Multislice-CT）”裝置。它配備多列檢測器可一次獲取更多的圖像，能夠獲得檢查范圍大、檢查時間短、減少曝光量的效果。目前達(dá)到實(shí)用水平的是最大可配備64列檢測器的裝置。Philips（飛利浦）iCT256層螺旋CT（BrillianceiCT）上圖設(shè)備應(yīng)用的尖端技術(shù)：0。27秒超高速掃描運(yùn)用高科技的空氣軸承技術(shù)8厘米超寬探測器超高分辨率成像空間分辨率達(dá)到24LP/cm,專利的技術(shù)提供目前業(yè)內(nèi)最高的1024重建矩陣分辨率，解析度較以往提高4倍。低輻射劑量BrillianceiCT采用高速數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換集成芯片THAC2,降低影像鏈中電子噪聲，較普通模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)較少86%的噪聲，進(jìn)一步減少X線的初始劑量，減低掃描對病人的輻射損傷GE（通用電氣）上圖為美國GE64排螺旋CT該CT機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：該機(jī)可完成身體各部位的平掃，平掃可分為常規(guī)掃描和螺旋掃描.薄層（3mm下）后，通過影像工作站可以進(jìn)行三維成像操作，血管成像操作及仿真內(nèi)窺鏡操作，提供多方面的診斷依據(jù)。其具有分辨率高、影像清晰、能發(fā)現(xiàn)微小病變；掃描速度快、適合體部及危重病人的檢查；可以3D重建、仿真內(nèi)窺鏡、可為臨床提供無創(chuàng)性檢查和輔助診斷；激光像機(jī),明室洗像出片速度快。在當(dāng)今世界CT領(lǐng)域達(dá)到較高水平國內(nèi)東軟（中國沈陽）-——-填補(bǔ)中國CT制造業(yè)的空白取得的成就：新雙排螺旋CT使用2X10毫米探測器，實(shí)現(xiàn)了真正的快速雙層掃描.其專業(yè)化的軟硬件設(shè)計(jì)，使這一產(chǎn)品達(dá)到了亞秒級掃描、亞毫米層厚、亞秒級重建的“三亞”級性能，不但提高了掃描分辨率，而且使三維圖像和斷層圖像更為清晰。東軟的成就：在20世紀(jì)90年代以前，我國各級醫(yī)療機(jī)構(gòu)使用的CT機(jī)全是進(jìn)口設(shè)備。1998年，我國自主開發(fā)的首臺國產(chǎn)醫(yī)用CT掃描機(jī)問世，打破了國外公司在我國市場上的壟斷，使中國成為繼美國、德國、日本之后世界上第4個能夠生產(chǎn)CT機(jī)的國家。結(jié)束語：在學(xué)習(xí)過程中我發(fā)現(xiàn)：醫(yī)學(xué)影像技術(shù)的發(fā)展日新月異,更精準(zhǔn)的