在医学诊断中,X射线成像是以无创方式观察人体内部的基本方法。从一开始,即1895年发现X射线后不久,这项技术就被用于对骨骼成像,从而了一种新的医学检查方法。
在X射线摄影术中,重叠的结构无法在单一图像中清晰辨别,作为X射线摄影术的进化,计算机断层扫描(Computed tomography,CT)于1972年由Godfrey Newbold Hounsfield(1979年诺贝尔生理学和医学奖得主)研制成功,并推出了台CT扫描仪原型。
CT是种能够产生穿越人体横轴平面(切片)图像的方法,不会因不同解剖结构的叠加而产生偏差。从台临床CT扫描仪至今,涉及X射线源和新型探测器的巨大技术发展,使传输剂量和图像质量有了大幅改进。
CT 技术已经向更高分辨率的设备发展。X射线微断层扫描(μ-CT)系统能够对厘米大小的样品达到微米级空间分辨率,对1-2毫米大小的样品达到亚微米级空间分辨率(纳米断层扫描)。如今,双能x射线骨密度,从医学到生物学,从地质学到考古学和材料科学等广泛的研究领域都采用了这种技术。
在CT扫描过程中,仪器和样品的机械稳定性至关重要,否则3D重建将会模糊。投影:由穿过物体的X射线形成的2D射线照片,由探测器以给定的照明角度采集。当与许多其他投影相结合时,投影提供了对物体进行数字重建的数据。断层扫描:由体素(类似于二维像素)组成的重建三维图像。CT图像形成所依赖的原理可以是吸收或相位衬度效应。在传统的X射线成像中,图像的形成基于样品细节对X射线吸收的差异,即骨骼等致密结构比软组织等较轻元素吸收更多的X射线;因此,CT基于X射线穿过被测样品的线性衰减系数映射,而衰减取决于物体的成分和密度。
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