心臟功能學(xué)CT成像技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀

張 坤，李亮府，范俊生（通訊作者）

（呼和浩特市第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 內(nèi)蒙古 呼和浩特 010030）

心臟是維持人體血液循環(huán)的重要器官，如果心臟失去功能，就會(huì)導(dǎo)致人體的血液循環(huán)出現(xiàn)問題，進(jìn)而引發(fā)多種疾病，使人體受到巨大的傷害，病情嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)威脅人們的生命。因此，心臟疾病需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治療，否則后果不堪設(shè)想。心臟相對(duì)于其他器官，既脆弱又重要，所以若醫(yī)生沒有十足的把握和對(duì)患者心臟疾病的詳細(xì)了解，是無法根據(jù)患者表面的情況對(duì)患者進(jìn)行治療的。就此現(xiàn)狀，CT成像技術(shù)能將患者的心臟情況通過圖片的方式呈現(xiàn)出來，讓醫(yī)生通過觀察能得到患者的病情狀況，從而幫助患者進(jìn)行康復(fù)治療，這樣極大地提高了患者的治愈率，給心臟功能不全的患者帶來了極大的方便[1]。因此，心臟功能學(xué)CT成像技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀需要更多的醫(yī)生去了解學(xué)習(xí)，讓更多的人看到我國(guó)醫(yī)學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步，使更多的患者從中得到較好的治療，這才是醫(yī)學(xué)不斷發(fā)展的重要意義。

1 心臟功能學(xué)CT成像技術(shù)的功能與原理

1.1 功能

心臟功能學(xué)是一個(gè)龐大的概念，其中蘊(yùn)含著很多心臟功能的疾病，并且各個(gè)心臟功能的疾病狀況各不相同，每個(gè)癥狀都有不同的表現(xiàn)，這是心臟功能學(xué)的特點(diǎn)，也是心臟類疾病的特征。因此，心臟功能出現(xiàn)問題時(shí)，患者需要格外注意，如果不及時(shí)治療，就會(huì)對(duì)生命造成極大的威脅。由此可見心臟對(duì)人體的重要性。心臟功能學(xué)作為一個(gè)系統(tǒng)的、復(fù)雜的醫(yī)學(xué)學(xué)問，需要醫(yī)生經(jīng)過系統(tǒng)的學(xué)習(xí)，才能掌握其中的關(guān)鍵，促使醫(yī)生運(yùn)用合理的治療方式來對(duì)患者進(jìn)行治療，從而減緩患者的病情，給患者帶來實(shí)質(zhì)性的治療，是心臟功能學(xué)研究的目的與意義[2]。臨床上，醫(yī)師對(duì)心臟功能的研究是為了總結(jié)和研發(fā)出對(duì)患者更好的治療方法，讓患者通過最好的方式來恢復(fù)正常。因此，心臟功能學(xué)的總結(jié)與研究就是為了給患者找到更好的治療方法，提高治愈率。而CT成像技術(shù)主要是針對(duì)心臟功能學(xué)中的冠心病患者所采用的治療方式，這種技術(shù)主要是讓醫(yī)生根據(jù)患者的狀況，制定好的治療方案，來幫助患者進(jìn)行恢復(fù)的技術(shù)，對(duì)冠心病患者的臨床決策和預(yù)后評(píng)估起著至關(guān)重要的作用，這便是CT成像技術(shù)在心臟功能學(xué)中重要的功能。

1.2 原理

CT成像技術(shù)的基本原理就是運(yùn)用X線束對(duì)人體有一定厚度的部位進(jìn)行掃描，然后通過進(jìn)入身體層面的X線，將掃描過后的信息由探測(cè)器接收轉(zhuǎn)換的過程，探測(cè)器將X線轉(zhuǎn)化為可見光，然后由光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，再通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)處理成圖像展現(xiàn)出來。在這個(gè)過程中，被選定進(jìn)行圖像形成的層面會(huì)被劃分成若干個(gè)體積相同的長(zhǎng)方體圖形，這些被稱為體素[3]。這些體素與掃描所得的信息經(jīng)過計(jì)算相互結(jié)合，使每個(gè)體素的X線不斷吸收或衰減系數(shù)，從而促使其再進(jìn)行排列，排列成矩陣后，數(shù)字矩陣便可存儲(chǔ)在磁盤或電腦當(dāng)中，然后通過數(shù)字轉(zhuǎn)換器把數(shù)字矩陣中的數(shù)字轉(zhuǎn)換成為黑白不等的小方塊，即形成基礎(chǔ)圖片的像素，然后按照相應(yīng)的矩陣排列，便會(huì)形成CT圖像。

2 CT成像技術(shù)的發(fā)展過程與應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1 CT成像技術(shù)發(fā)展的過程

1972年在人們發(fā)明了頭顱CT之后的幾年里，CT技術(shù)得到了快速的發(fā)展，掃描部位延伸，不再是單單只能掃描頭部；直到20世紀(jì)末21世紀(jì)初，CT技術(shù)又得到了很大改進(jìn)，科研者促使螺旋CT技術(shù)向多層螺旋CT發(fā)展，讓此項(xiàng)技術(shù)得到了極大升級(jí)，也促使此技術(shù)運(yùn)用到了臨床醫(yī)學(xué)上面，增加了CT技術(shù)的醫(yī)療價(jià)值[4]。在這30多年的時(shí)間里，CT技術(shù)的硬件和軟件設(shè)施都得到了極大的提升，促使CT技術(shù)進(jìn)行了較大的革命，CT技術(shù)的發(fā)展突飛猛進(jìn)，從而促進(jìn)了醫(yī)學(xué)水平的進(jìn)步，給醫(yī)療帶來了方便。

2.2 CT成像技術(shù)在心臟功能學(xué)中的應(yīng)用

心臟作為人體最重要的器官之一，其性質(zhì)特殊，一旦發(fā)生問題，我們很難觀察。CT技術(shù)的出現(xiàn)，對(duì)心臟功能學(xué)類的疾病有了很大的幫助。首先，心臟成像技術(shù)對(duì)設(shè)備的探測(cè)器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及系統(tǒng)圖像的重建和X線球管都有了很高的要求，如果這些基礎(chǔ)條件無法滿足，就會(huì)影響最后的成像效果，這是CT技術(shù)和設(shè)備的特點(diǎn)。MDCT心臟成像技術(shù)是CT臨床應(yīng)用的重要技術(shù)，它可以使醫(yī)生通過CT觀察到心臟器官的解剖細(xì)節(jié)圖和病變后的模樣，這是CT技術(shù)的優(yōu)勢(shì)[5]。掃描重建的方法主要分為兩種方式：一種是單扇區(qū)重建法，另一種是多扇區(qū)重建法，兩種方法在成像技術(shù)上有本質(zhì)性的區(qū)別[6]。單扇區(qū)重建法是利用回顧性電門控制，從而得到相應(yīng)的螺旋掃描投影的原始數(shù)據(jù)，然后利用半重建技術(shù)進(jìn)行影像的重建；而多扇區(qū)重建法則是利用心電門控制時(shí)期的信息，去探索不同心率的周期以及不同列探測(cè)器的信息，這種采集同一期但角度不相同的半重建原始數(shù)據(jù)所建造圖像的方法便是多扇區(qū)重建法。這兩種技術(shù)最大的區(qū)別就在于它們的分辨率受不同因素的影響，從而導(dǎo)致呈現(xiàn)的圖像和技術(shù)不同[7]。單扇區(qū)重建法重建時(shí)只有X線管的旋轉(zhuǎn)速度決定分辨率，而多扇區(qū)重建法則大不相同，它的分辨率不僅受到X線管速度的影響，而且也受到掃描速度與心率匹配的影響，它可以為我們提供高達(dá)44ms的高圖像時(shí)間分辨率，同時(shí)還可以根據(jù)不同的心率周期來進(jìn)行心臟圖像的重建，所以此CT檢測(cè)方式不易受到心率波動(dòng)的影響，從而影響CT成像的質(zhì)量[8]。但是由于此技術(shù)對(duì)時(shí)間控制要求較高，所以一般情況下還是會(huì)對(duì)CT成像技術(shù)造成一定的影響。

3 快速發(fā)展中的兩種心臟功能學(xué)CT成像技術(shù)

心臟功能學(xué)中需要對(duì)冠心病患者進(jìn)行相應(yīng)的臨床決策和預(yù)后評(píng)估，這時(shí)基于CT成像技術(shù)上的心肌血流儲(chǔ)備分?jǐn)?shù)測(cè)量（FFR-CT）和CT心肌灌注成像技術(shù)（CTP），成為目前心臟功能學(xué)CT技術(shù)中的兩個(gè)發(fā)展迅速且關(guān)注量較大的技術(shù)[9]。FFR-CT技術(shù)對(duì)于冠狀動(dòng)脈缺血性病變的診斷有良好的效果，其診斷結(jié)果也得到了很多人的認(rèn)可，很受醫(yī)生的喜愛。與此同時(shí)FFR-CT技術(shù)受眾范圍也很廣，使很多患者因此收益，所以FFR-CT技術(shù)需要我們不斷地研究與其他技術(shù)相結(jié)合，才能促進(jìn)其更好的發(fā)展，讓其出現(xiàn)在更多的領(lǐng)域，造福人類。相比之下，CTP技術(shù)的功能則比較局限，其只能檢測(cè)因血管狹窄、血流受限引起的心肌灌注缺失的檢查，雖然功能單一，但是檢查效果卻是很多技術(shù)無法比擬的，這便是CTP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。這兩種技術(shù)相對(duì)CT成像技術(shù)的發(fā)展，還處于落后狀態(tài)[10]。因此，這兩種技術(shù)需要科學(xué)家不斷研究與改進(jìn)，讓其不斷提升，才能使更好的CT成像技術(shù)不斷地向前，為人類提供更大的方便。

4 結(jié)論

CT成像技術(shù)是應(yīng)用于一些我們生活中無法通過眼睛觀察到事物內(nèi)部情況的一種圖像技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)可以很好地運(yùn)用到醫(yī)學(xué)當(dāng)中，觀察患者的身體狀況。心臟作為我們?nèi)梭w重要的血液循環(huán)器官，其重要性可想而知。因此，通過科研人員和醫(yī)院的不斷努力，CT技術(shù)成功地運(yùn)用到了對(duì)心臟功能的檢查當(dāng)中，不論是醫(yī)院還是患者都可以通過CT圖像來觀察心臟功能的問題并了解病情。另外此項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用，還解決了醫(yī)生難以觀察心臟的問題，為醫(yī)生提供了極大的方便。