1 X線計算機斷層攝影：CT
CT即X線計算機斷層攝影，是Computed Tomography的縮寫。
CT是Hounsfield 1969年設計成功，1972年公諸於世的。CT不同於X線成像，它是用X線束對人體層面進行掃描，取得信息，經計算機處理而獲得的重建圖像。所顯示的是斷面解剖圖像，其密度分辨力明顯優於X線圖像。從而顯着擴大了人體的檢查範圍，提高了病變的檢出率和診斷的準確率。CT也大大促進了醫學影像學的發展。由於這一貢獻，Hounsfield獲得了1979年的諾貝爾獎金。
1.1 CT的成像基本原理與設備
1.1.1 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行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉變爲可見光後，由光電轉換變爲電信號，再經模擬/數字轉換器（analog/digital converter）轉爲數字，輸入計算機處理。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，稱之爲體素（voxel），見圖1-2-1。掃描所得信息經計算而獲得每個體素的X線衰減係數或吸收係數，再排列成矩陣，即數字矩陣
圖1-2-1 掃描層面體素及象素
（digital matrix），見圖1-2-2。數字矩陣可存貯於磁盤或光盤中。經數字/模擬轉換器（digital/analog converter）把數字矩陣中的每個數字轉爲由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（pixel），並按矩陣排列，即構成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖象。每個體素的X線吸收係數可以通過不同的數學方法算出。
圖1-2-2 數字矩陣
1.1.2 CT設備
CT設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計算機系統，將掃描收集到的信息數據進行貯存運算；③圖像顯示和存儲系統，將經計算機處理、重建的圖像顯示在電視屏上或用多幅照相機或激光照相機將圖像攝下。CT成像流程如圖1-2-3。
圖1-2-3 CT裝置示意圖
掃描部分如圖1-2-4及圖1-2-5所示的幾種不同掃描方式。探測器從原始的1個發展到現在的多達4800個。掃描方式也從平移/旋轉、旋轉/旋轉、旋轉/固定，發展到新近開發的螺旋CT掃描（spiralCt scan）。計算機容量大、運算快，可達到立即重建圖像。由於掃描時間短，可避免運動，例如，呼吸運動的干擾，可提高圖像質量；層面是連續的，所以不致於漏掉病變，而且可行三維重建，注射造影劑作血管造影可得CT血管造影（Ct angiography，CTA）。超高速CT掃描所用掃描方式與前者完全不同（圖1-2-5）。掃描時間可短到40ms以下，每秒可獲得多幀圖像。由於掃描時間很短，可攝得電影圖像，能避免運動所造成的僞影，因此，適用於心血管造影檢查以及小兒和急性創傷等不能很好的合作的患者檢查。
圖1-2-4 不同的掃描方式（I）
圖1-2-5 不同的掃描方式（II）
1.2 CT圖像特點
CT圖像是由一定數目由黑到白不同灰度的象素按矩陣排列所構成。這些象素反映的是相應體素的X線吸收係數。不同CT裝置所得圖像的象素大小及數目不同。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等；數目可以是256×256，即65536個，或512×512，即262144個不等。顯然，象素越小，數目越多，構成圖像越細緻，即空間分辨力（spatialresolution）高。CT圖像的空間分辨力不如X線圖像高。
CT圖像是以不同的灰度來表示，反映器官和組織對X線的吸收程度。因此，與X線圖像所示的黑白影像一樣，黑影表示低吸收區，即低密度區，如肺部；白影表示高吸收區，即高密度區，如骨骼。但是CT與X線圖像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（density resolutiln）。因此，人體軟組織的密度差別雖小，吸收係數雖多接近於水，也能形成對比而成像。這是CT的突出優點。所以，CT可以更好地顯示由軟組織構成的器官，如腦、脊髓、縱隔、肺、肝、膽、胰以及盆部器官等，並在良好的解剖圖像背景上顯示出病變的影像。
x 線圖像可反映正常與病變組織的密度，如高密度和低密度，但沒有量的概念。CT圖像不僅以不同灰度顯示其密度的高低，還可用組織對X線的吸收係數說明其密度高低的程度，具有一個量的概念。實際工作中，不用吸收係數，而換算成CT值，用CT值說明密度。單位爲Hu（Hounsfield unit）。
水的吸收係數爲10，CT值定爲0Hu，人體中密度最高的骨皮質吸收係數最高，CT值定爲+1000Hu，而空氣密度最低，定爲-1000Hu。人體中密度不同和各種組織的CT值則居於-1000Hu到+1000Hu的2000個分度之間（表1-2-1）。
由表1-2-1可見人體軟組織的CT值多與水相近，但由於CT有高的密度分辨力，所以密度差別雖小，也可形成對比而顯影。
CT值的使用，使在描述某一組織影像的密度時，不僅可用高密度或低密度形容，且可用它們的CT值平說明密度高低的程度。
CT圖像是層面圖像，常用的是橫斷面。爲了顯示整個器官，需要多個連續的層面圖像。通過CT設備上圖像的重建程序的使用，還可重建冠狀面和矢狀面的層面圖像。
1.3 CT檢查技術
患者臥於檢查牀上，擺好位置，選好層面厚度與掃描範圍，並使掃描部位伸入掃描架的孔內，即可進行掃描。大都用橫斷面掃描，層厚用5或10mm，特殊需要可選用薄層，如2mm。患者要不動，胸、腹部掃描要停止呼吸。因爲輕微的移動或活動可造成僞影，影響圖像質量。
CT檢查分平掃（plainCT scan）、造影增強掃描（contrast enhancement,CE）和造影掃描。
1.3.1 平掃
平掃是指不用造影增強或造影的普通掃描。一般都是先作平掃。
1.3.2 造影增強掃描
造影增強掃描是經靜脈注入水溶性有機碘劑，如60%～76%泛影葡胺60ml後再行掃描的方法。血內碘濃度增高後，器官與病變內碘的濃度可產生差別，形成密度差，可能使病變顯影更爲清楚。方法分團注法、靜滴法和靜注與靜滴法幾種。
1.3.3 造影掃描
造影掃描是先作器官或結構的造影，然後再行掃描的方法。例如向腦池內注入碘曲侖8～10ml或注入空氣4～6ml行腦池造影再行掃描，稱之爲腦池造影CT掃描，可清楚顯示腦池及其中的小腫瘤。
1.4 CT分析與診斷
在觀察分析時，應先了解掃描的技術條件，是平掃還是增強掃描，再對每幀CT圖像進行觀察。結合一系列多幀圖像的觀察，可立體地瞭解器官大小、形狀和器官間的解剖關係。病變在良好的解剖背景上顯影是CT的特點，也是診斷的主要根據，大凡病變夠大並同鄰近組織有足夠的密度差，即可顯影。根據病變密度高於、低於或等於所在器官的密度而分爲高密度、低密度或等密度病變。如果密度不均，有高有低，則爲混雜密度病變。發現病變要分析病變的位置、大小、形狀、數目和邊緣，還可測定CT值以瞭解其密度的高低。如行造影增強掃描，則應分析病變有無密度上的變化，即有無強化。如病變密度不增高，則爲不強化；密度增高，則爲強化。強化程度不同，形式亦異，可以是均勻強化或不均勻強化或不均勻強化或只病變周邊強化，即環狀強化。對強化區行CT值測量，並與平掃的CT值比較，可瞭解強化的程度。此外，還要觀察鄰近器官和組織的受壓、移位和浸潤、破壞等。
綜合分析器官大小、形狀的變化，病變的表現以及鄰近器官受累情況，就有可能對病變的位置、大小與數目、範圍以及病理性質作出判斷。和其他成像技術一樣，還需要與臨牀資料結合，並同其他影像診斷綜合分析。
CT在發現病變、確定病變位置及大小與數目方面是較敏感而可靠的，但對病理性質的診斷，也有一定的限制。
1.5 CT診斷的臨牀應用
CT診斷由於它的特殊診斷價值，已廣泛應用於臨牀。但CT設備比較昂貴，檢查費用偏高，某些部位的檢查，診斷價值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視爲常規診斷手段，應在瞭解其優勢的基礎上，合理的選擇應用。
CT診斷應用於各系統疾病有以下特點及優勢，參考圖1-2-6。
CT檢查對中樞神經系統疾病的診斷價值較高，應用普遍。對顱內腫瘤、膿腫與肉芽腫、寄生蟲病、外傷性血腫與腦損傷、腦梗塞與腦出血以及椎管內腫瘤與椎間盤脫出等病診斷效果好，診斷較爲可靠。因此，腦的X線造影除腦血管造影仍用以診斷顱內動脈瘤、血管發育異常和腦血管閉塞以及瞭解腦瘤的供血動脈以外，其他如氣腦、腦室造影等均已少用。螺旋CT掃描，可以獲得比較精細和清晰的血管重建圖像，即CTA，而且可以做到三維實時顯示，有希望取代常規的腦血管造影。
CT對頭頸部疾病的診斷也很有價值。例如，對眶內佔位病變、鼻竇早期癌、中耳小膽指瘤、聽骨破壞與脫位、內耳骨迷路的輕微破壞、耳先天發育異常以及鼻咽癌的早期發現等。但明顯病變，X線平片已可確診者則無需CT檢查。
圖1-2-6 CT圖像
少支膠質細胞瘤增強，右額、頂葉有一較大不規則腫塊，強化不均，周圍有低密度水腫區
星形細胞瘤 增強，左額頂葉有一不均勻強化腫塊，不規則，內有未有強化的低密度區，周圍有低密度水腫區，中線結構右移
胸腺增生 平掃，胸腺區有一分葉狀密度均一病竈，仍呈胸腺狀，主動脈受壓右移
肝膿腫 平掃，肝右葉有一低密度竈類圓形，中心部密度更低爲膿腔，周邊爲膿腫壁呈“雙邊徵”
肝轉移癌 增強，肝左、右葉多個大小不一、不規則低密度竈，周邊有細的強化環圍繞
肺膿腫 平掃，右上葉有一空洞性病竈，內壁光滑，並見氣液平面，胸部X線片曾疑肺癌
對胸部疾病的診斷，CT檢查隨着高分辨力CT的應用，日益顯示出它的優越性。通常採用造影增強掃描以明確縱隔和肺門有無腫塊或淋巴結增大、支氣管有無狹窄或阻塞，對原發和轉移性縱隔腫瘤、淋巴結結核、中心型肺癌等的診斷，均很在幫助。肺內間質、實質性病變也可以得到較好的顯示。CT對平片檢查較難顯示的部分，例如同心、大血管重迭病變的顯圾，更具有優越性。對胸膜、膈、胸壁病變，也可清楚顯示。
心及大血管的CT檢查，尤其是後者，具有重要意義。心臟方面主要是心包病變的診斷。心腔及心壁的顯示。由於掃描時間一般長於心動週期，影響圖像的清晰度，診斷價值有限。但冠狀動脈和心瓣膜的鈣化、大血管壁的鈣化及動脈瘤改變等，CT檢查可以很好顯示。
腹部及盆部疾病的CT檢查，應用日益廣泛，主要用於肝、膽、胰、脾，腹膜腔及腹膜後間隙以及泌尿和生殖系統的疾病診斷。尤其是佔位性病變、炎症性和外傷性病變等。胃腸病變向腔外侵犯以及鄰近和遠處轉移等，CT檢查也有很大價值。當然，胃腸管腔內病變情況主要仍依賴於鋇劑造影和內鏡檢查及病理活檢。