计算机断层成像

计算机断层扫描（CT）通过对患者周围获取的许多X射线投影进行重建，生成身体的横断面图像。通过计算切片中每个点的衰减，CT克服了投影射线照相的叠加问题，并以断层切片的形式显示解剖结构，衰减值以Hounsfield标度表示。它是横断面解剖成像的重要工具。

Definition

计算机断层扫描是一种横断面成像技术，它通过从多个角度获取的投影，重建身体切片内X射线衰减的图谱，并以相对于水的Hounsfield单位表示衰减。

Scope

本主题涵盖了从多个角度投影重建衰减的原理、用于量化组织衰减的Hounsfield单位标度、从单层到螺旋和多探测器采集的演变，以及伴随电离辐射成像方式的辐射剂量考量。它是一份关于CT如何生成解剖图像的参考资料，而非临床指导。

Core questions

• 如何从角度投影重建横断面衰减图？
• Hounsfield单位标度代表什么？它与组织类型有何关系？
• 螺旋和多探测器采集如何改变CT的速度和覆盖范围？
• CT中如何平衡辐射剂量与图像质量？

Key concepts

• 从投影进行断层重建
• Hounsfield单位（CT值）标度
• 衰减值的窗宽窗位调整
• 螺旋和多探测器采集
• 各向同性体素和多平面重建
• 辐射剂量和剂量优化

Mechanisms

X射线管和探测器阵列围绕患者旋转，从多个角度获取透射测量值；重建算法根据这些投影计算切片中每个点的衰减系数，生成没有叠加的横断面图像（Hounsfield, 1973）。衰减值被标准化为Hounsfield标度，其中水定义为0，空气定义为约-1000，从而可以通过CT值进行组织表征。窗宽和窗位将选定范围的这些值映射到显示的灰度级别。螺旋（spiral）和多探测器采集使扫描仪能够快速覆盖体积并生成接近各向同性的体素，适用于多平面和三维重建。其物理和工程基础在标准教科书中有详细阐述（Bushberg et al., 2012）。

Clinical relevance

CT提供了骨骼、胸部、腹部和血管解剖结构的高分辨率横断面图像，标准化的描述性术语支持其一致性解读（Hansell et al., 2008）。首次临床演示确立了其解剖学价值（Ambrose, 1973）。本条目描述了CT如何描绘解剖结构，并非个体诊断或治疗决策的依据。

Epidemiology

CT的辐射剂量通常远高于传统射线照相，并且已成为许多人群医疗辐射暴露的主要且日益增长的来源，这促使人们进行仔细的合理化和剂量优化（Brenner & Hall, 2007）。

History

计算机断层扫描由Godfrey Hounsfield引入，他于1973年描述了该系统，其数学基础由Allan Cormack独立开发；James Ambrose同年报告了首次临床应用（Hounsfield, 1973; Ambrose, 1973）。Hounsfield和Cormack共同获得了1979年诺贝尔生理学或医学奖。该成像方式通过单层、螺旋和多探测器设计不断发展，逐步提高了速度、覆盖范围和重建灵活性。

Key figures

• Godfrey Hounsfield
• Allan Cormack
• James Ambrose

Seminal works

• hounsfield-1973
• ambrose-1973

Frequently asked questions

什么是Hounsfield单位？

Hounsfield单位是CT中使用的X射线衰减的标准化测量值，其中水设定为0，空气设定为约-1000；不同组织占据特征范围，这有助于在图像上识别它们。

CT与普通X光片有何不同？

X光片是结构叠加的单一投影，而CT通过从多个投影重建横断面切片，消除了叠加，并允许测量每个点的衰减。