圖 5.2.1 電腦斷層攝影裝置的四項基本構成部分:
(G)裝載 X 光管及偵測器的機架、
(P)處理資料的電腦、
(T)承載移動檢者的檢查台
(C)操控檢查與審視影像的控制台。[5]
如圖 5.2.1,電腦斷層攝影掃描儀是由傳統的 X 光管、X 光偵測器和電腦所組成的檢查儀器。
CT 的「X 光管」裝置在圓形機架的周邊上,他會在進行掃 描時環繞患者的身體旋轉。用在測量從各個角度投射 x 光的 變化的「偵測器」也安裝在機架中。這種 X 光管與偵測器組 合的設計,自從 CT 在 1971 年問世至今,以做多次變更。目
前仍再使用的第三代掃描儀採用旋轉式偵測器,而第四代掃 描儀則採用環繞患者身體的固定偵測器環。然而就影像品質 而言,這些不同設計的掃描儀所產生的結果並無優劣差別。
CT 系統的另一項主要構造是數位化電腦。在啟動掃瞄之 後,整個檢查過程就由電腦控制,其中包刮:資料收集、影 像重建、資料儲存和資料檢索。
CT 影像的產生有兩大基本步驟,包刮 X 光管射出的準值 薄層扇形 X 光束,從某一角度穿透選定的一層身體切片,其 中有部分 X 光束會被身體吸收,而通過此切片的 X 光量變化,
亦即:X 光衰減值接著就以資料曲線的形式由偵測器收集起 來。
為了收集足夠的資料量,X 光管和偵測器需要環繞身體旋 轉,在以次秒到秒為單位的時間內,從數百個角度偵測資料 曲線,並將它們儲存在電腦記憶體中。電腦接著應用數學重 建技術將這些資料作系統分析,以準確算出用來建構「數位 影像」的重建單位數據。
這些數據也就是構成一片完整組織切片的小方塊單位的 個別 X 光吸收值﹝亦即:衰退值(attenuation value)﹞,不 同的組織密度就會產生不同的衰減值。這些小重建單位被稱
為體積元素﹝簡稱:體素(voxel)﹞。每一個立體的體素小方 塊又利用一平面的影像元素﹝簡稱:像素(pixel)為代表,最 後利用二維顯示呈現在顯示器上。
雖然身體各部分正常組織與液體的 CT 值大多有固定範 圍,但是液體、血液、膿液及腫瘤的 CT 值只能作為判讀時的 參考數值。在測量組織衰減值時,組織的不均勻性也會使結 果出現偏差。
5.2.1 螺旋 CT (Spiral CT) 和多切片 CT (Multislice CT) 自從在臨場上應用 CT 以後,以改變了許多傳統診療方 式,近年來醫學工程專家更突破他的掃描速度限制,相繼製 造了螺旋 CT 和多切片 CT,並進而開發了 CT─螢光透視。
傳統 CT 在掃描患者時,其 X 光管與偵測器必須繞著患者 身體的受檢查部份,作順反方向的交替旋轉掃描,而螺旋 CT 採用可作「無接點傳導」的滑環技術,掃描時其 X 光管可以 繞著患者身體作連續 360 度的同方向旋轉,因此會對在機架 孔中水平移動的患者產生「螺旋軌跡」的掃描。
多切片 CT 強化了原有螺旋 CT 偵測器的收集資料功能,並 提升其 X 光管的性能,再度顯著增加在單位時間內所產生的 CT 切片數。
螺旋 CT 和多切片 CT 的快速掃瞄功能,使預定範圍內的組 織構造能在一瞬間或一次閉氣中就完成掃描,而且能獲得連 續體積擷取的效果,因此不但能產生更精密的檢查結果,也 縮短了檢查時間。他們使原本需要掃瞄數分鐘的一套傳統 CT 縮短到數秒鐘內就能完成。這對檢查躁動無法合作的患者,
例如:兒童與意識不清者,或不容易配合閉氣的患者特別有 意義。
利用這些快速 CT 所獲得的資料不但可重建成優良的三維 影像,也可在加上時間因素之後構成動態的四維影像。前者 對顏面損傷及先天性異常的評估很有價值,後者對檢查咽 喉、橫隔及其他活動器官的病變十分有用。
螺旋型 CT 和多切片 CT 所產生的資料可處理成優良的 CT 血管像。它已成為傳統侵襲性血管攝影之外的另一種檢查方 式。腦部 CT 已漸漸成為蛛網膜下腔出血及疑有顱內動脈瘤患 者的常用檢查項目。
5.2.2 超快 CT 掃瞄器 (Ultrafast CT scanner)
超快 CT 掃描儀主要用途是對活動器官,例如:心臟產生沒有 移動假影的高解析度影像,因此也曾被稱為心臟血管。它的 成像原理基本上和傳統掃描儀不同。它採用電子束科技構
成,不必使用 X 光管,機器中也沒有機械性移動的部份,收 集資料的速度比傳統 CT 掃描器一要快 10 倍。除了心臟以外,
也可進行身體其他部份的一般 CT 檢查。[5]