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如何得到CT斷層影象？

相信小夥伴體檢的時候都拍過胸片，假如哪個不幸的小夥伴胸片有點“小問題”的話呢，還要再拍個CT影象讓醫生仔細看一下，那麼這些影象有什麼區別呢？又是如何得到的呢？今天我給大家簡單介紹一下。

首先，胸片和CT影象長什麼樣子呢？

左圖是我們平常所說的胸片，右邊就是CT的斷層影象。左邊只有一張圖片，相當於把人變成透明的，可以看到身體的內部，所以我們叫它透視像。拍這種透視的胸片的過程，我們稱為普通X照相。右邊是一系列影象，每一張影象都相當於把身體某一層切開看到的影象，所以我們稱它為斷層像。這種斷層像，是用CT斷層掃描得到的。

那麼這些影象怎麼得到的呢？

自然都是用醫院放射科的機器掃描出來的啦。這些機器都會發出X射線，在穿透人體之後被X射線的探測器捕捉到（與我們的相機捕捉自然光的原理相似）。因為人體不同的器官對X射線的透過率不一樣，所以我們就得到了一副能反映人體結構的影象啦。

下面這張影象向我們展示了胸片（透視像）的獲取原理。

神奇的CT斷層掃描又是怎麼回事呢？

​

在CT掃描的時候，假設醫生想看你身體某一層的斷層影象，就會用CT圍著你身體的那一層轉上一圈。一般來說，醫生會一次性掃描很多層（一兩百層）來獲取你身體某個部位的一系列斷層影象。

為什麼轉上一圈就知道身體裡面長什麼樣子了呢？

這主要是CT重建演算法的功勞啦。

CT重建演算法原理

接下來給大家簡單介紹一下CT的重建演算法。

射入人體的X射線，穿過人體之後會有一部分透射出來，被探測器捕捉到。我們用吸收係數（μ ）來表示X射線在人體內的衰減量。

我們將人體需要掃描的那一層劃分成很多個內部均勻的小單元（稱為體素，也就是畫素加上掃描的那一層的厚度）

假設入射人體的X射線的強度為 ${I_0}$

為了建立CT影象，必須先求出每個小單元體的吸收係數 μ 。

數學角度上講，對於n個吸收係數 μ ，需要至少建立如上式那樣n個或n個以上的獨立方程。因此，CT裝置要從不同方向上進行多次掃描，來獲取足夠的資料建立求解吸收係數的方程。

舉個例子：

我們要得到這個由四個小單元組成的物體的斷層影象，就要從四個方向掃四次，得到四個由未知的吸收係數建立的方程，就可以求出來四個吸收係數了。

人體的不同組織對X射線的吸收係數不同，不同的吸收係數轉化成不同的灰度值顯示出來，我們就得到了一張斷層影象啦。

有了CT斷層影象，醫生就可以看到病人身體內的結構，及時的診斷疾病了。目前，CT是在臨床上應用最為廣泛的醫學成像裝置了，在很多疾病的早期診斷上功不可沒。

最後，讓我們膜拜一下兩位因發明CT而共同得到諾貝爾生理學或醫學獎的大神科學家：Hounsfield和Cormack。

Hounsfield是一位英國工程師，Cormack是美國物理學家。順便提一句，因發現X射線而獲得諾貝爾物理學獎的倫琴是德國的物理學家。

學理工科的小夥伴加油吧，我們也可以給醫學領域帶來改變哦。

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