书城科普读物走进科学丛书:万物由来的故事
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第30章 CT扫描仪:20世纪的“照妖镜”

1972年,世界上第一台CT在英国的EMI公司问世。这是继伦琴发现X射线以来,在医学诊断领域的又一次重大的突破。CT出现以后的二十多年来,经过了一代代的技术革新,其分辨能力日益提高,成为当代医学诊断技术的一个重要标志。

《封神演义》中的赤精子有一面照妖镜,任何妖魔鬼怪只要经它一照,就会原形毕露。当然,这是神话。然而,到了20世纪70年代,科学家却让神话变成了现实,他们创造了真正的“照妖镜

”——CT(即电子计算机X射线扫描机)。它能使人体中的“妖魔”——病变组织无法藏身,尤其是癌症这个吞噬人类生命的大妖魔。

耐人寻味的是,第一个从理论上提出CT可能性的既不是著名的医学家,也不是卓越的计算机专家,而是一位理论物理学家——美籍南非人阿伦·科马克。经过近十年的努力,科马克解决了计算机断层扫描技术的理论问题,并于1963年首次提出用X射线扫描进行图像重建,并提出了人体不同组织对X射线吸收量的数学公式。科马克虽然没有最终发明这项技术,但他的理论为这项技术的诞生奠定了基础。

CT诞生的真正契机在于计算机技术的迅猛发展,及其在很多领域的广泛应用。1972年,世界上第一台CT机在英国的EMI公司问世。这是继伦琴发现X射线以来,在医学诊断领域的又一次重大的突破。它的发明者是英国的工程师豪斯费尔德,他与创立影像重建理论的美国物理学家科马克共同获得了1979年的诺贝尔生理学医学奖。

CT是采取很细的X射线,围绕身体某一部位,从多个方向做横断层扫描,再用灵敏的探测器接收X射线,利用计算机计算出该层面各点的X射线吸收系数值,再由图像显示器将不同的数据用不同的灰度等级显示出来,从而为疾病诊断提供可以参考的重要依据。这些数字符号转化成了胶片图像,就是医生和病人都能看到的CT片。

医用CT扫描机的基本结构包括:

扫描系统。其中主要有能发射X射线的X线管,和接受通过人体组织的X线量的探测器;计算机装置。对扫描收集到的信息数据进行存储、运算并重建图像;显示装置。用黑白电视显示,也可以用彩色电视显示。

长期贮存可用磁带和磁盘,或用胶片直接记录。各个吸收系数的实际数值也可由打印机打印出来,与正常数值进行比较。

CT诊断的特点是检查方便,安全快捷。例如,脑部所有的组织均匀地被颅骨所覆盖,常规的X射线摄影不能显示其细节。CT扫描首先用于脑部,对脑瘤的诊断与定位迅速准确;对脑出血、脑梗塞、颅内出血、脑挫伤等疾病,是一种准确可靠的无损伤检查方法,几乎可以代替过去的脑血流图、血管造影等检查。

目前,CT诊断技术的发展日臻完善。它的灵敏度远远高于X线胶片,所得的断层图像分辨率高,图像清晰,解剖关系明确,病变显示良好,大大提高了诊断水平。

CT出现以后的二十多年来,至少已经经过了五代的变迁,分辨能力一代更比一代高,它已经成为当代医学诊断技术的重要标志,足以使20世纪的人们向后人炫耀。