第1章计算机体层摄影与磁共振成像基础知识
第一节 概 论
一、CT与MRI发展简史
1895年11月8日德国物理学家ROntgen在进行阴极射线的实验时,发现射线管中发出的某种射线可导致附近的氰亚铂酸钡荧光屏发出微光。因为当时对于这种射线的本质和属性未知,所以称它为X射线,后来被命名为伦琴射线,这种射线能够穿透普通光线所不能穿透的某些材料。随后,R6ntgen用这种射线拍摄他夫人的手掌,清晰显示了手骨的结构,这种发现在当时引起了很大的轰动。1901年诺贝尔奖第一次颁发,ROntgen因此获得诺贝尔奖物理学奖。X射线在医学上的应用,开创了现代医学影像诊断技术的先河,但传统X线检查分辨率低,除肺部含气器官外,很难显示其他软组织结构。随着计算机应用技术迅速发展,尔后出现的超声波检查、计算机体层摄影、磁共振成像、数字减影血管造影、放射性核素显像等新的影像学技术相继应用于临床,疾病检测范围日益广泛。这些影像学检查新技术,尤其是计算机体层摄影与磁共振成像,已成为常规的医学检测手段,极大地提高了现代临床疾病的诊断水平。
1.电子计算机X射线断层扫描
电子计算机X射线断层扫描英文简称CT(computed tomography)。在x射线影像技术应用于医学临床的70年后,诞生了世界上第一台计算机体层摄影机,即cT机,1971年在英国阿特金森莫利医院安装应用于临床。cT机是x线与电子计算机结合的产物,它利用准直的x线束、丫射线、超声波等,与灵敏度极高的探测器一同同绕人体的某一部位做一个接一个横断面的连续扫描,分别有x射线CT、了射线CT及超声CT之分。医学临床所采用的主要是x射线CT,其图像的密度分辨力较常规X射线图像有大的质的飞跃。CT的两位发明者因此获得1979年度诺贝尔生理学和医学奖,他们分别是英国电气工程师Godfrey Newbold Hounsfield和美国物理学家Allan MacI。eodCormack,这两人均没有生物学和医学背景。
CT检查技术自1971年开始临床应用以来,一直不断发展,已经从第一代只能做头部的断层检查发展到全身断层扫描,再到心脏等动态器官扫描。扫描方式从平移/旋转、旋转/旋转、旋转/固定,发展到螺旋扫捕。从单层CT到多层螺旋CT(multi—slice spiral CT)及的320层、640层动态容积CT。常规CT为一个X线束对应一排探测器,多层螺旋CT采用8~64排探测器,每次扫描可完成8~64层检查,而不是的单单一层检查,扫描时间快,扫描中产生的伪影明显减少,还可以任意方向重建。由于图像信息是连续形成、无中断,提高了三维重建的图像质量,64层螺旋CT达到了搏动心脏的检查需要。在64层螺旋CT基础上,又开发出一种无创性血管造影的影像学检查方法,即CT血管成像技术(cT angiography,CTA),该技术结合了cT增强、大范围覆盖的快速扫描和三维成像处理等技术特点,可清晰显示病变血管的范围、形态、位置及与邻近组织结构的关系,临床可应用于各种心脏疾病和血管系统疾病的辅助诊断。320层和640层动态容积CT(dynamic volume CT,DVCT),避免了……
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