CT是計算機斷層攝影術（Computed Tomography，CT）的簡稱，是繼1895年倫琴發(fā)現(xiàn)X線以來，醫(yī)學影像學發(fā)展的一次革命。

CT的發(fā)明可以追溯到1917年。當時，奧地利數(shù)學家雷登（J.Radon）提出了可通過從各方向的投影，并用數(shù)學方法計算出一幅二維或三維的重建圖像的理論。

1967年，由考邁克（Allan Macleod Cormack）完成了CT圖像重建相關的數(shù)學問題。亨斯菲爾德（Godfrey Newbold Hounsfield）在英國EMI實驗中心進行了相關的計算機和重建技術的研究，用9天時間獲得數(shù)據(jù)組，2.5小時成功地重建出一幅圖像。

1971年9月，第一臺CT裝置安裝在Atkinson-Morley醫(yī)院。同年10月4日在安普魯斯（Ambrose）醫(yī)師的指導下做臨床實驗，檢查了第一個患者。檔時，每一幅圖像的處理時間減少到20分鐘左右。后來，借助微處理器使一幅圖像的處理時間減少到4.5min，CT的臨床實驗獲得了成功。

1972年4月，在英國放射學研究院年會上亨斯菲爾德和安普魯斯宣讀了關于CT的第1篇論文，宣告了CT機的誕生。同年10月，在北美放射學會年會（RSNA）上向宣布了這一在放射學具有劃時代意義的發(fā)明。

1974年，美國George Town醫(yī)學中心的工程師萊德雷（Ledley）設計出了全身CT掃描機，使CT不僅可用于顱腦，而且還可用于全身各個部位的影像學檢查。

由于他們的成就，亨斯菲爾德于1972年獲得了與工程學諾貝爾獎齊名的McRobert獎。1979年亨斯菲爾德和在塔夫茨大學從事CT圖像重建研究工作的考邁克教授一起，獲得了諾貝爾醫(yī)學生理學獎。

1.2 CT的發(fā)展

自20世紀70年代初CT機問世以來，根據(jù)其發(fā)展的時序和構(gòu)造性能，大致可分成五代，而發(fā)展到螺旋掃描方式的CT機，則不再以代稱呼。

現(xiàn)將各代CT機的主要特點敘述如下：

1.2.1

第一代CT掃描機

第一代CT機為旋轉(zhuǎn)-平移掃描方式屬頭顱專用機。X射線管是油冷固定陽極，掃描X射線束為筆形束，探測器一般是二到三個。掃描時X射線管和探測器環(huán)繞患者作旋轉(zhuǎn)和同步直線平移運動，X射線管每次旋轉(zhuǎn)1°，同時沿旋轉(zhuǎn)反方向作直線運動掃描。下一次掃描，再旋轉(zhuǎn)1°并重復前述掃描動作，直至完成180°以內(nèi)的180個平行投影值。這種CT機結(jié)構(gòu)的缺點是掃描時間長，一個斷面需3~5分鐘。

1.2.2

第二代CT掃描機

第二代CT機仍為旋轉(zhuǎn)-平移掃描方式，掃描X射線束由筆形改為5°~20°的小扇形束，探測器增加到3~30個，平移掃描后的旋轉(zhuǎn)角度由1°提高到扇形射線束夾角的度數(shù)，掃描的時間縮短到20~90秒。第二代CT與第一代CT機相比縮小了探測器的孔徑、加大了矩陣和提高了采樣的精確性，使圖像質(zhì)量有了明顯的改善。

這種掃描方式的主要缺點是：由于探測器排列成直線，對于扇形的射線束而言，其中心和邊緣部分的測量值不相等，需要作掃描后的校正，以避免偽影的出現(xiàn)，否則影響圖像的質(zhì)量。

1.2.3第三代CT掃描機

第三代CT機改變了掃描方式，為旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)方式。X射線束是30°~45°較寬的扇形束，探測器數(shù)目增加到300~800個，掃描時間進一步縮短到2~9秒或更短。這種方式的探測器或探測器陣列排列成彼此無空隙的弧形，數(shù)據(jù)的采集以X線管為焦點，隨著X線管的旋轉(zhuǎn)得到不同方位的投影，這種排列使扇形束的中心和邊緣與探測器的距離相等，無需作距離測量差異的校正。

這種掃描方式的缺點是：掃描時需要對每一個相鄰探測器的靈敏度差異進行校正。否則由于同步旋轉(zhuǎn)的掃描運動會產(chǎn)生環(huán)形偽影。

所謂的旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)方式是X射線管作360°旋轉(zhuǎn)掃描后，X線管和探測器系統(tǒng)仍需反向回到初始掃描位置，再作第二次掃描。近年發(fā)展的螺旋CT掃描方式，其基本結(jié)構(gòu)仍歸類為第三代CT掃描機。但是，它采用了滑環(huán)技術，取消了往復式的旋轉(zhuǎn)，是單向的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。

1.2.4第四代CT掃描機 

第四代CT機的掃描方式只有球管的旋轉(zhuǎn)。X射線束的扇形角比第三代CT掃描機更大，達50°~90°。因此，減少了X線球管的負載，使掃描速度可達1~5秒。此類的CT機具有更多的探測器，可達600~1500個，全部分布在360°的圓周上。掃描時，沒有探測器運動，只有球管圍繞患者作360°的旋轉(zhuǎn)。第四代掃描方式與第三代CT機掃描的不同是，對于每一個探測器來說所得的投影值，相當于以該探測器為焦點，由X射線管旋轉(zhuǎn)掃描一個扇形面而獲得，故此種掃描方式也被稱為反扇束掃描。

第四代CT機的探測器可獲得多個方向的投影數(shù)據(jù)，故能較好地克服環(huán)形偽影。但隨著第三代CT機探測器穩(wěn)定性的提高，并在軟件上采用了相應的措施后，第四代CT機探測器數(shù)量多且在掃描中不能充分發(fā)揮作用，相對于第三代CT機它已無明顯的*性。

1.2.5第五代CT掃描機 

第五代CT掃描機又稱電子束CT，它的結(jié)構(gòu)明顯不同于前幾代CT機。它由一個電子束X射線管、一組由864個固定探測器陣列和一個采樣、整理、數(shù)據(jù)顯示的計算機系統(tǒng)構(gòu)成。最大的差別是X射線發(fā)射部分，它有一個電子槍、偏轉(zhuǎn)線圈和處于真空中的半圓形鎢靶。掃描時，電子束沿X射線管軸向加速，電磁線圈將電子束聚焦，并利用磁場使電子束瞬時偏轉(zhuǎn)，分別轟擊四個鎢靶。掃描時間為30ms、50ms和100ms。由于探測器是排成兩排216°的環(huán)形，一次掃描可得兩層圖像。且由于一次掃描分別轟擊四個靶面，故總計一次掃描可得八個層面。

1.2.6螺旋CT掃描機 

螺旋CT機改變了以往掃描方式，是連續(xù)單向的旋轉(zhuǎn)。射線束仍為大扇束。單層螺旋CT的螺旋掃描時間通常是1秒，而多層螺旋掃描的最短時間為0.37秒，一次掃描時間更短。單層螺旋CT的探測器數(shù)目與第三代CT機相比沒有數(shù)量的增加和材料的改變。

但是，多層螺旋CT的探測器不僅在數(shù)量上有較大的增加，而且改用了超高速的稀土陶瓷材料，使射線的利用率大大提高，從原來的50%左右上升到99%。射線束角度沒有什么大的改變，同以往的非螺旋CT掃描機。掃描層面在單層螺旋機中仍為每次一層，在多層螺旋機中一次掃描最多可達4層、8層、16層、64層甚至更多。結(jié)合層厚、掃描通道的組合運用，已可逐步滿足動態(tài)器官如心臟等成像的需要。單層螺旋CT只是提高了連續(xù)掃描的能力，而多層螺旋CT不僅掃描速度快、覆蓋范圍大，而且?guī)缀跄茏魅梭w所有器官的CT檢查。