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CT(計算機體層成像)簡介
 

       CT(Computed Tomography)，即電子計算機斷層掃描 / 計算機體層攝影 / X線計算機斷層攝影，它是利用精確準直的X線束、γ射線、超聲波等，與靈敏度極高的探測器一同圍繞人體的某一部位作一個接一個的斷面掃描，具有掃描時間快，圖像清晰等特點，可用于多種疾病的檢查；根據所采用的射線不同可分為：x射線CT（X-CT）、超聲CT（UCT）以及γ射線CT（γ-CT)等。

X-CT設備的發展史

        自從X射線發現后，醫學上就開始用它來探測人體疾病。但是，由于人體內有些器官對X線的吸收差別極小，因此X射線對那些前后重疊的組織的病變就難以發現。于是，美國與英國的科學家開始了尋找一種新的東西來彌補用X線技術檢查人體病變的不足。

一、先驅者
奧地利數學家J.Radon在1917年證明二維或三維的物體能夠從它投影的無限集合來單一地重建影像，這一理論出現在X線斷層影像發明之前5年。1938年在漢堡C.H.F.Mubler的Gabriel Frank首次在一個專利中描述影像重建技術在X線診斷中的應用，他設想用一個光學方法，使用一個圓柱型的透鏡把已記錄在膠片上的投射影像反投射到另一膠片上，然而，這一直接反投影方法從未能產生比通常的X線斷層影像質量更好的影像。Bracewell在1956年將影像重 建原理應用于射電天文學，目的是重建太陽微波發射的影像。1961年Oldendorf敘述了一種 獲得頭顱中斷層密度分布的影像方法，在他的實驗中，原始的腦模型是由帶有鐵釘環的塑料塊組成的，他使用同位素131I的放射源和帶有閃爍晶體的光電倍增管作為探測器，并采用直接反投影方法作影像重建，結果能分辨模型中的鐵釘。
1963年，A.M.CormAck成為正確應用影像重建數學的第一位研究者。同一時期，Cameron和So renson應用反投影技術測量活體內骨密度的分布。
Kuhl和Edwards使用了投影方法和數學處理,為了對復雜分子作電鏡觀察，還發展了復雜的重 建算法，對腦橫斷層掃描的發展作出了貢獻.

二、Godfrey Hounsfield的發明
Godfrey Hounsfield于1967年發明CT設備的基本組成部分：重建數學、計算技術、X線探測器。那時，他在EMI實驗研究中心從事影像識別和用計算機存儲手寫字技術的研究。他證實了有可能采用一種與直接電視光柵方式不同的另一種存儲方法，這種方法使信息檢索更為有效。
對信息傳送精確度的研究表明，X線影像可能是使用信息檢索新方法中受益最多的一個領域 。但是這里存在著一個嚴重的缺點，即將一個二維物體影像迭加在二維膠片上，而且膠片對 X線又很不敏感，就會導致信息量減少。理論計算證明，在掃描一個物體和重建它的影像時 ,應能分辨出衰減系數差0.5%的人體組織。
有人提議從三維物體的各個方向取讀數，但是后來斷層的方法似乎更適用于影像重建和診斷 ,這就意味著僅需要從單一平面里獲取透射的讀數。因此，每個光束通路都可以看作聯立方程組中許多方程之一，必須解這些聯立方程組才能獲得該平面的影像。豪恩斯菲爾德根據這個原理用數學模擬法加以研究，然后用同位素作放射源進行試驗，用9 天時間產生了數據組，用2～5 h重建出影像。試驗結果盡管只能區別衰減系數相差4%的組織，但這一成功還是相當驚人的。James Ambrose博士以人腦組織標本做了掃描研究，結果表明，大有成功的希望，于是決定制造能夠供臨床使用的機器。
第1臺原型儀器于1971年9月安裝在Atkinson Moreley醫院。1971年10月4日檢查了第1位被檢者。在1972年4月的英國放射學研究年會上宣告EMI X-CT掃描機誕生了。接著，同年11 月在芝加哥北美放射學會（RSNA）年會上向全世界宣布。Godfrey Hounsfield的貢獻在于可以在不傷害被檢者而且被檢者無任何不適感的條件下對人腦和其他軟組織進行檢查。
Godfrey Hounsfield因為這個對醫學診斷學的貢獻而受到一系列的獎勵：1972年Meroberl獎，1974年Ziedses斷層獎章，1979年的諾貝爾醫學獎。

三、CT設備的演變
1．第1代CT掃描機
用于影像重建過程的基本輸入是在180°范圍內所有的平行射束集合，最簡單的辦法是通過放在掃描機架上的X線管，產生單一的X線束，在被檢者另一側的機架上放置探測器。X線經過準直器，使之只有沿著焦點和探測器之間的直線輻射線穿過被檢者，然后再以一定的速度在與輻射線垂直的方向上移動掃描機架，獲得一組透射測量數據。接著掃描架環繞垂直于掃描 平面的中心軸線旋轉一個小角度（例如1度），然后再作新的平移掃描，再旋轉一個小角度,如此下去，直到旋轉180°,完成全部數據集合讀取過程，作為影像重建的原始數據資料。

第1臺EMI X-CT掃描機是根據這一概念進行設計的，只限于作腦掃描檢查。這對神經放射學有極大的影響。因為在當時，該領域缺乏診斷工具。
Robert Ledley 博士試圖應用第1代掃描機的原理對全身作檢查，設計并制造了被稱為A CTA的全身掃描機原型。在1974年2月14日為第1位被檢者做了檢查。盡管獲得的影像很模糊 ,但它昭示了全身掃描機的未來。
2．第2代CT掃描機
第2代CT掃描機只是在第1代掃描機的基礎上，在1個扇形角度內安放幾個探測器代替1個探測器。
在1次平移時間內，有幾個探測器同時記錄許多平行射束。然而它們是在不同角度下同時被記錄的，結果X線被利用的部分較多。每次機架平移以后的旋轉角不再是1°那樣小的角度，而是轉過與包括探測器陣列的X線扇形頂角一樣大的角度。

第2代CT機的第1臺掃描機Delta 50在1974年12月由俄亥俄核子公司推出。它有2 行探測器，每行3個。1975年3月EMI公司推出帶有30個探測器的掃描機。當探測器數量增加1 0倍時，掃描速度幾乎提高10倍。
由于第1代和第2代CT機掃描速度慢，僅被應用于神經科檢查，因為頭顱和脊椎能較方 便地固定，不會因器官的運動引起偽影。第2代快速CT掃描機開始用作全身檢查.
3．第3代CT掃描機
第3代CT掃描機有一種完全新型的結構。平移運動已經被取消，探測器安裝的扇形角度 已擴大到全身橫面，并將300～1000個探測器依次排列在一個扇形區域內，

第3代CT掃描機旋轉速度也大大提高，旋轉1周約1.9～5 s。由于旋轉速度快，被檢者可屏住呼吸，使體內器官位置相對固定，因而幾乎很少引起運動偽影。

第3代CT掃描機是1974年由Artronix公司首次生產的腦掃描機。1975年夏天通用電氣公司（GE）推出了乳房掃描機。1977年春天飛利浦公司研制出第3代CT機的改進型，其中包括幾何放大原理的應用，它改變了X線源和旋轉軸之間的距離，同時X線源和探測器相對關系保 持固定，這就意味著可根據使用要求掃描較小或較大的區域，且都使用盡可能多的探測器，因而在掃描較小的物體時，能得到較高的空間分辨率。
第3代CT機目前應用最廣泛，為改進其空間分辨率，各廠商紛紛增加探測器的數量。
4．第4代CT掃描機
 第4代CT掃描機是在第3代的基礎上發展起來的，其探測器形成一個環形陣列，掃描時探測器靜止不動，X線球管在探測器陣列圈內旋轉掃描，這種結構消除了探測器故障引起的環形偽影。