（1）医生的第三只“眼睛”—CT

在医生治病救人的过程中，总是先要弄清病人体内出现了什么样的变化，然后才能采取相应的治疗措施。但是，要对人体内部器官进行检查谈何容易！因为人毕竟不像一台设备，可以随意开、拆、幸而现代科学技术为人类添加了第三只“眼睛”——一些新颖的诊断技术，并不断的使这只“眼睛” 越来越亮。

今天，如果有人对你说，他看到了正张大嘴打呵欠的母亲体内胎儿：看到了心脏病人缺血心脏上的阻塞动脉和流动着的血流；看到了胸腔内跳着心脏的内质壁⋯⋯你完全用不着丝毫怀疑，因为这一切是千真万确的事实。

自从德国人伦琴在1895 年发现了X 射线能穿过不透光的物体并使其在感光底片上形成图像，人类直接查看内脏器官的形态变化来诊断疾病就不再是可望不可及的幻想了。

X 射线透视至今仍广泛使用，但所得照片是将三维物体用一个两维的图像来表示，因而非常粗糙，且脏器与骨骼互相重叠，对于要亲自看到人体内部组织，还有一定差距。

1972 年，一项新的发展在医学界卷起了波澜，轰动了全世界，这就是计算机 X 射线断层扫描摄影机，简称 X—CT。

CT 是对人体内部组织乾地断层扫描的图像显示设备。如前所述，一般的伦琴摄影是某单一方向的投影图象，因而只能大致了解物体内部组织如何，同时由于重叠，还不能表现出正确的状态。但是，假若按照规定的 45°、9

°、135°的角度变化，从若干个方向进行伦琴摄影，就可较正确地表现出内部结构。若用更小角度进行摄影，信息就会大大增加。CT 就是这样人各个不

同角度进行断层摄影的：在进行人体检查的台架部分，X 射线管与 X 射线检测器隔着人体相对设置，二者形成一体，在人体周围旋转摄影。X 射线管发射出的 X 射线，一部分被人体吸收，剩下的分割成数百条射线到达检测器进行检测。被检测的 X 射线强度转换为数字信号，输送给计算机。这些是用 0.2

—1.0 度间隔调整进行的。旋转一周，得到数十万个数据，计算机对此数据进行处理，建成一个断层图象，从而了解到真实的内部结构。

X—CT 的发明可以说引起了医疗仪器，医学成像装置的一次革命，它是自 X 射线发现以来，称得上十分重大的一项发明。1979 年，CT 发明者——英国享斯菲尔德（Hounsfield）获得了诺贝尔医学奖，这也是人们对生物医学电子学学科的肯定。

X－CT 的研制成功，开辟了观察人体任何截面图象的新途径，实现了整个人体组织的定量数字化，为早期发现癌症提供了有力手段。同时，还带来了各种 CT 的出现。

如美国、西德等国在 80 年代初相继研制成功核磁共振 CT，这是以组织功能和组织形态两者的结合形成的图像，是又一个重大成就。因为 X—CT 的每个象素表证了人体对 X 射线的衰减系数，只反映组织的物理性能，而核磁共振 CT 成像描述的是氢原子在人体组织中的分布，反映了组织的化学结构成分的特点。

所谓核磁共振，是指某些原子核如果处在强磁场中，并受到某个特定频率的高频无线电波激发，会吸收一定能量，从而改变其不同能级的磁状态分布。利用这一物理现象作媒介物体代替 CT 中的 X 射线就是核磁共振 CT。也就是说，它与 X—CT 出于同一原理，都是应用 X 射线 CT 的重建技术。

核磁共振 CT 是目前最昂贵的医疗设备，它主要有以下四大部分组成：

①磁体，产生静止的强磁场。为了产生高磁场强度和确保磁场的均匀性，目前有不少都采用超导磁体。

②梯度磁场发生系统，用于图象信号的定位。

③高频无线电波发生系统，用于激发氢原子核产生核磁共振。

④电子计算机系统，用于控制、计算与图象处理。

从其组成不难看出，核磁共振成象装置是多种高技术结合的产物。在检查时，病人躺在磁体里（其磁场强度相当于地球磁场的 2000-40000 倍，由系统发出的高频无线电波激发人体内的氢原子核，使其产生磁共振。在静磁场上叠加 X、Y 和 Z 三个空间方向的梯度磁场，即可得到确定部位的核磁共振信号。经过电子计算机的处理，便能得到指定部位的断层图象。

核磁共振 CT 与 X 射线 CT 相比，具有如下优点：

①X 射线对人体细胞有杀伤作用，而核磁共振 CT 对人体没有电离辐射伤害。

②X—CT 是利用 X 光对不同的组织具有不同的穿透性这一原理来成象的，即只能获得一幅密度象。而采用核磁共振原理对同一个部位至少可以取得三幅不同的断层图象，即密度象、T1 象和 T2 象。从而获取的信息量要多得多，更便于临床作出正确诊断。

③核磁共振 CT 的三幅断层图象中，密度象是反映各组织中所含氢原子核密度分布的国象；T1 象和 T2 象则分别表示了共振氢原子核与其周围分子从氢原子核之间相互联系的情况。这意味着对于进行手术解剖检查肉眼尚不可见的病变，采用核磁共振 CT 则有可能检查出来，因为它不是简单的光学照

相，而是进行分子水平的检查，这对临床早期诊断意义十分重大。

④X—CT 只能做横断面断层照相，而核磁共振可以做横断、冠状、矢状和任意角度的斜向断层照相，使用起来更灵活方便。

⑤由于 X 光对软组织的穿透性差别不大，所以在 X—CT121 更图象中，对软组织往往很难分辨，而用核磁共振 CT 则很容易区分，特别是大脑、中枢神经系统等部位，其图象比 X 一 CT 的图象要清晰得多。

再从一个简单例子我们也可以窥见核磁共振 CT 的优越性：正常的肝组织与肝癌和囊肿在密度象中没有明显的差别，因而只从密度象上很难看出病变；但在 T1 象中，囊肿最暗，肝癌次之，正常肝组织较亮；而在 T2 象中，囊肿最亮，肝癌与正常肝组织却无明显差别，将这三幅图象相对照即可容易地区分出三者。

除此而外，利用放射性同位素、超声波等 X 射线以外的媒介物体的 CT，陆续地在付诸实用。

这些同样基于 X—CT 重建技术原理。