一、 CT 原理简介

CT (Computed Tomography) 为计算机断层扫描技术，是计算机控制、 X 线成像、电子机械技术与数学相结合的产物。 CT 机是从多角度的方向上检测 X 线经过被测物体后的 X 线衰减量，并靠计算机的帮助，用数学的方法重建出物体某一断层的 X 线衰减系数分布图象，即 CT 能重现物质内部结构信息 。

通常 CT 影像中每个像素所对应的物质对 X 射线线性平均衰减量大小的表示。实际中，均以水的衰减系数 作为基准，若某物质的平均衰减系数为 ，则其对应的 CT 值由下式给出：

人体各组织（包括空气） CT 值约为 -1000~1000HU ，即约有 2000 个 CT 值，按 CT 值的定义，空气的 CT 值接近于 -1000HU ，水的 CT 值为 0HU ，致密骨约为 +1000HU 左右。凝固血为 56~76HU ，脑灰质为 36~46HU ，脑白质为 22~32HU ，血液约为 12HU ，脂肪约为 -90~-100HU 等。

CT 图像以不同的灰度来表示，反映器官和组织对 X 射线的吸收程度。因此，黑影表示低吸收区，即低密度区，如肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。 CT 的密度分辨力高，因此虽然软组织的密度差别较小，吸收系数多接近于水，也能形成对比而成像。

二、 CT 历史与发展

1895 年，伦琴发现Ｘ射线，并为其夫人拍下第一张Ｘ片。伦琴获得 1901 年首届诺贝尔物理学奖。

1917 年奥地利数学家 J.H.Radon 用数学原理证实了可通过物体的投影集合来重建其图像，奠定了 CT 成像的基本思路。

伦琴 伦琴夫人 第一张 X 片 J.H.Radon

1968 年， A.M.Cormack 利用简易的 CT 模型验证并发展了从 X 线投影重建图像的方法，奠定了解析重建算法的基础； 1972 年英国 EMI 公司的 Hounsfield 研制成功第一台临床 CT 。两位共同获得 1979 年诺贝尔医学奖。

Hounsfield 第一台临床 CT　　　　 　A.M.Cormack 与其 CT 模型

近 30 年， CT 发展迅猛。 1974 年， Robert Ledley 发明全身 CT 机； 1989 年 ， Willi Kalender 提出螺旋 CT 扫描的临床应用思想，促进了 CT 技术的发展，开拓了容积扫描理论并将其应用于实践。 CT 探测器从单个探测单元、单排至多排，再到各种面阵探测器，使得 CT 扫描向大覆盖范围、薄层、高分辨、高速度等高性能方向发展。面阵探测器接收锥形束投影真正实现了容积扫描，成为近几年发展的一大方向。 CT 的应用领域也从医学扩展到药学 ( 药效检测、新药开发 ) 、材料学 ( 新材料的开发 ) 、工业 ( 各种器件的质检和探伤 ) 、农业 ( 木材和种子的质检和分析 ) 、工程 ( 建筑材料内部孔隙度、连通度和渗透性分析 ) 、珠宝 ( 真伪识别和最佳切割方案设计 ) 、考古 ( 化石的结构和成分分析 ) 等其它领域。

CT 扫描模式也在不断发展，从第一代单束扫描发展至五代扫描，成像时间可以小于 1s 。 1989 年在旋转扫描的基础上采用滑环技术实现了螺旋 CT ，而面阵探测器的出现推动了锥束 CT 的扫描方式，从而实现了真正的容积扫描。

一代 二代 三代 四代 五代

螺旋 CT 锥束 CT

三、 CT 应用

X 射线自 1895 年被伦琴发现以来，已经成为医疗诊断、放射治疗、工业检测等领域的

重要手段。计算机断层成像技术（ Computed Tomography ， CT ）诞生于 19 世纪 70 年代，实

现了三维成像并消除了物体重叠对检测带来的影响，在医学成像、工业及安全检查等领域

发挥了重要作用。 CT 的临床应用非常广泛，包括头颈部疾病、胸部疾病、心脏及大血管的 CT 检查、腹部疾病检查等等。在工业上可以检测 高密度和大尺寸物体、多孔材料或微米级的电路元件，检测内容包含内部缺陷、杂质分布、密度变化、装配结构、尺寸测量等。

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