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科学家发明新技术 让X光检查更安全---睿奥检测X光技术

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发表时间:2020-01-16 14:33

科学家发明新技术 让X光检查更安全


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腾讯科学据国外媒体报道,当看见X光的时候,很多人都会联想起X光胸透检查以及它带来的各种危害。但现在你不用再害怕了,因为科学家通过先进的技术重组穿过不透明物体的光线,获得安全可见的X光透视。科学家通过调整空间光调制器中的激光,延迟它们的照射,以此同时,检波器计算出它们的轨迹,从而勾画出实体的透视画面。

去年,另一支在英国的科学家队伍将这种新技术应用在老鼠实验上,将老鼠的耳朵进行透视,实验很成功。这意味着,一种全新的全身透视设备将会诞生。事实上,这种技术不仅仅应用在医疗领域,还可以是考古、艺术甚至大众日常生活。有人建议该科学团队创建一个手机应用,让人们利用这种新技术看到世界上任何物体的透视画面,但该团队拒绝了这种想法。

延伸阅读:CT的发展历史

自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。但是,由于人体内有些器官对X线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是,美国与英国的科学家开始了寻找一种新的东西来弥补用X线技术检查人体病变的不足。

1963年,美国物理学家科马克发现人体不同的组织对X线的透过率有所不同,在研究中还得出了一些有关的计算公式,这些公式为后来CT的应用奠定了理论基础。

1967年,英国电子工程师亨斯菲尔德(Hounsfield)在并不知道科马克研究成果的情况下,也开始了研制一种新技术的工作。首先研究了模式的识别,然后制作了一台能加强X射线放射源的简单的扫描装置,即后来的CT,用于对人的头部进行实验性扫描测量。后来,他又用这种装置去测量全身,获得了同样的效果。

1971年9月,亨斯菲尔德又与一位神经放射学家合作,在伦敦郊外一家医院安装了他设计制造的这种装置,开始了头部检查。

10月4日,医院用它检查了第一个病人。患者在完全清醒的情况下朝天仰卧,X线管装在患者的上方,绕检查部位转动,同时在患者下方装一计数器,使人体各部位对X线吸收的多少反映在计数器上,再经过电子计算机的处理,使人体各部位的图像从荧屏上显示出来。这次试验非常成功。

1972年第一台 CT诞生,仅用于颅脑检查,4月,亨斯菲尔德在英国放射学年会上首次公布了这一结果,正式宣告了CT的诞生。

1974年制成全身CT,检查范围扩大到胸、腹、脊柱及四肢。

第一代CT机采取旋转 /平移方式(rotate/translate mode)进行扫描和收集信息。由于采用笔形X线束和只有 1~ 2个探测器,所采数据少,所需时间长,图像质量差。

第二代CT机扫描方式跟上一代没有变化,只是将X线束改为扇形,探测器增至30个,扩大了扫描范围,增加了采集数据,图像质量有所提高,但仍不能避免因患者生理运动所引起的伪影 (Artifact)。

第三代CT机的控测器激增至300~ 800个,并与相对的X线管只作旋转运动(rotate/rotate mode),收集更多的数据,扫描时间在 5s以内,伪影大为减少,图像质量明显提高。

第四代CT机控测器增加到1000~ 2400个,并环状排列而固定不动,只有X线管围绕患者旋转,即旋转/固定式 (rotate/stationary mode),扫描速度快,图像质量高。

第五代CT机将扫描时间缩短到50ms,解决了心脏扫描,是一个电子枪产生的电子束(electron beam)射向一个环形钨靶,环形排列的探测器收集信息。推出的64层CT,仅用0.33s即可获得病人的身体64层的图像,空间分辨率小于0.4mm,提高了图像质量,尤其是对搏动的心脏进行的成像。

CT的优缺点

CT检查对中枢神经系统疾病的诊断价值较高,应用普遍。对颅内肿瘤、

脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、脑梗塞与脑出血以及椎管内肿瘤与椎间盘脱出等病诊断效果好,诊断较为可靠。因此,脑的X线造影除脑血管造影仍用以诊断颅内动脉瘤、血管发育异常和脑血管闭塞以及了解脑瘤的供血动脉以外,其他如气脑、脑室造影等均已少用。螺旋CT扫描,可以获得比较精细和清晰的血管重建图像,即CTA,而且可以做到三维实时显示,有希望取代常规的脑血管造影。

CT对头颈部疾病的诊断也很有价值。例如,对眶内占位病变、鼻窦早期癌、中耳小胆指瘤、听骨破坏与脱位、内耳骨迷路的轻微破坏、耳先天发育异常以及鼻咽癌的早期发现等。但明显病变,X线平片已可确诊者则无需CT检查。

对胸部疾病的诊断,CT检查随着高分辨力CT的应用,日益显示出它的优越性。通常采用造影增强扫描以明确纵隔和肺门有无肿块或淋巴结增大、支气管有无狭窄或阻塞,对原发和转移性纵隔肿瘤、淋巴结结核、中心型肺癌等的诊断,有较大的帮助。肺内间质、实质性病变也可以得到较好的显示。CT对平片检查较难显示的部分,例如同心、大血管重叠病变的显圾,更具有优越性。对胸膜、膈、胸壁病变,也可清楚显示。

心及大血管的CT检查,尤其是后者,具有重要意义。心脏方面主要是心包病变的诊断。心腔及心壁的显示。由于扫描时间一般长于心动周期,影响图像的清晰度,诊断价值有限。但冠状动脉和心瓣膜的钙化、大血管壁的钙化及动脉瘤改变等,CT检查可以很好显示。

腹部及盆部疾病的CT检查,应用日益广泛,主要用于肝、胆、胰、脾,腹膜腔及腹膜后间隙以及泌尿和生殖系统的疾病诊断。尤其是占位性病变、炎症性和外伤性病变等。胃肠病变向腔外侵犯以及邻近和远处转移等,CT检查也有很大价值。当然,胃肠管腔内病变情况主要仍依赖于钡剂造影和内镜检查及病理活检。

骨关节疾病,多数情况可通过简便、经济的常规X线检查确诊,因此使用CT检查相对较少。

缺点

辐射剂量较普通X线机大,故怀孕妇女不能做CT检查。


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