CT技術(shù)到口腔CBCT的發(fā)展歷程

本期，我們將帶大家了解CT技術(shù)如何經(jīng)過(guò)百余年發(fā)展，衍生出口腔CBCT。

二維X射線成像到三維CT成像

X光發(fā)現(xiàn)不久，科學(xué)家們開(kāi)始不滿足于X光射線下的二維重疊影像，開(kāi)始研究如何利用X射線獲得沒(méi)有背景疊加的斷層圖像（英文中稱為Tomography）。對(duì)這一目標(biāo)的研究持續(xù)了半個(gè)多世紀(jì)，終于在1972年，英國(guó)科學(xué)家亨斯費(fèi)爾德（Hounsfield，現(xiàn)在CT圖像值的單位以他命名，稱為“亨氏單位”）使用他自己制作的CT原型機(jī)對(duì)一位患有腦部腫瘤的女性患者進(jìn)行掃描，并在英國(guó)放射學(xué)年會(huì)上公布他的研究，宣告了CT （Computed Tomography）的誕生。

在之后的10-20年間，各大公司爭(zhēng)相加入了開(kāi)發(fā)CT掃描儀的隊(duì)伍中。掃描范圍從腦部擴(kuò)展到全身，圖像質(zhì)量也有顯著的提升，但系統(tǒng)基本構(gòu)造以及核心部件技術(shù)原理一直未有根本變化。直到1988年，借助滑環(huán)技術(shù)，世界上第一臺(tái)螺旋CT （Spiral Computed Tomography） 誕生。它顛覆了斷層CT的掃描方式，成為此后數(shù)十年CT技術(shù)的主要代表產(chǎn)品之一。

原始的斷層CT掃描時(shí)要求患者保持靜止，掃描過(guò)程中盡量避免運(yùn)動(dòng)。而螺旋CT則恰恰相反，在掃描過(guò)程中，托著患者的檢查床勻速地向掃描孔內(nèi)推進(jìn)，X線管連續(xù)地圍繞患者旋轉(zhuǎn)，形成一條螺旋線軌跡。

螺旋式掃描能獲得掃描范圍內(nèi)所有組織的信息，避免了斷層CT掃描時(shí)容易遺漏小病灶的弊端，掃描速度更快，成像也更精準(zhǔn)清晰；它的誕生因此被認(rèn)為是CT技術(shù)發(fā)展的一次革命。

“大影像”與“小影像”，全科CT與專科CT

在螺旋CT誕生前后，CT技術(shù)的發(fā)展逐漸產(chǎn)生兩個(gè)顯著分支，即俗稱的“大影像”與“小影像”。其中“大影像”分支繼續(xù)采用傳統(tǒng)CT的架構(gòu)，即躺式檢查床與閉環(huán)檢查圓孔，通過(guò)提升核心部件性能使掃描速度更快、掃描體積更大、輻射穿透更強(qiáng)，因而可以覆蓋全身包括心臟、頭部血管等對(duì)成像速度以及低密度對(duì)比度要求很高的區(qū)域。這類CT就是我們傳統(tǒng)認(rèn)知中大部分醫(yī)院影像科采用的CT，因?yàn)樗脠D像幾乎在各個(gè)科室都可用于診斷，又被稱為全科CT。

在這條發(fā)展路徑上，上世紀(jì)90年代誕生了多排螺旋CT （Multi-slice CT，或者稱為Multi-detector CT），它采用多排探測(cè)器，單次旋轉(zhuǎn)可以同時(shí)采集多層投影數(shù)據(jù)。掃描覆蓋范圍更大，掃描時(shí)間縮短，且分辨率更高，可以得到更好的三維重建圖像。直到現(xiàn)在，多排螺旋CT仍然是醫(yī)學(xué)影像領(lǐng)域的主流成像設(shè)備之一。2000年后又誕生了能譜CT（采用快速高壓切換光源或雙層探測(cè)器技術(shù)）以及雙源CT，近年來(lái)又研發(fā)成功光子計(jì)數(shù)CT，進(jìn)一步提高了CT圖像的分辨率并降低了輻射劑量。

雖然全科CT功能日臻完善，但也有著根本缺陷。首先，動(dòng)輒上千萬(wàn)元的采購(gòu)價(jià)格讓眾多中小醫(yī)院及診所望而卻步；其次，它并不能完全滿足某些科室的特殊臨床需要。例如，全科CT由于其閉環(huán)圓孔結(jié)構(gòu)，不能用于腦血管科邊手術(shù)邊成像的場(chǎng)合；又如，乳腺癌早期篩查要求成像分辨率在100微米以下，達(dá)到此要求的全科CT不僅造價(jià)更為昂貴，而且輻射劑量急劇增加；再如，患者保持正常站立姿勢(shì)成像時(shí)才能獲得負(fù)重情況下膝關(guān)節(jié)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，而全科CT采用躺式檢查床，無(wú)法完成負(fù)重成像。

因此，在不同科室中，針對(duì)不同病灶，抑或針對(duì)不同臨床應(yīng)用的專科CT在過(guò)去的三十年間得到長(zhǎng)足發(fā)展。它們雖然采用了相似的核心部件，但是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)靈活多變，形成了必不可少又豐富多彩的“小影像”領(lǐng)域。

CBCT與口腔CBCT

為了保持機(jī)械的靈活多變，專科CT放棄了全科CT中經(jīng)典的閉環(huán)圓孔設(shè)計(jì)，而采用開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，為保證患者安全，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度較慢（通常1周10秒以上，而全科CT可達(dá)1秒4周）。為保證數(shù)據(jù)采集總耗時(shí)不過(guò)多增加，采用大面積平板探測(cè)器就成了自然的選擇。由于大面積平板探測(cè)器接收X光源產(chǎn)生錐形X射線束，因此基于平板探測(cè)器的?？艭T也被稱為CBCT （Cone-beam CT，錐形束CT）?？谇豢剖荂BCT技術(shù)最早獲得廣泛臨床應(yīng)用的科室之一，因此，在口腔從業(yè)者普通認(rèn)知中，CBCT甚至已成為口腔CBCT的代名詞。相較于全科CT，口腔CBCT成本低、體積小、分辨率高、輻射劑量低，雖然偽影多且軟組織對(duì)比度低，但圖像質(zhì)量足夠滿足口腔臨床需要。而且大多數(shù)CBCT設(shè)備都配有獨(dú)立的牙齒閱片軟件，內(nèi)置多種功能，輔助醫(yī)生進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷，讓診療更加專業(yè)，提高治療和手術(shù)的安全性和成功率。

自1995年世界上第一款CBCT問(wèn)世以來(lái)，CBCT被大量運(yùn)用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。2010年前后，CBCT開(kāi)始進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，并迅速得到普及，成為廣大口腔機(jī)構(gòu)的影像設(shè)備的首選。許多已經(jīng)配備螺旋CT的大型公立醫(yī)院也開(kāi)始購(gòu)入更實(shí)用的CBCT設(shè)備。目前，CBCT在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的臨床應(yīng)用，包括：口腔頜面外科、牙周、牙體牙髓、正畸和種植等等。

關(guān)于有方醫(yī)療

圖像質(zhì)量是制約CBCT技術(shù)臨床應(yīng)用的最大瓶頸。有方醫(yī)療在專科CT領(lǐng)域有深厚的科研積累，致力于推出新一代CBCT技術(shù)，力爭(zhēng)讓用戶在享有“小影像”設(shè)備便捷實(shí)惠的同時(shí)，獲得可與“大影像”媲美的CT圖像質(zhì)量。以最近推出的雙源大視野口腔CBCT——派CT為例，我們集成了多項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)以提升CBCT圖像質(zhì)量到國(guó)際一流水平。

派CT集30余項(xiàng)專利為一身，更有多項(xiàng)全球和業(yè)內(nèi)首創(chuàng)技術(shù)加持——全球首臺(tái)搭載雙射源的大視野CBCT，全球首臺(tái)運(yùn)用滑環(huán)技術(shù)的CBCT，業(yè)內(nèi)首臺(tái)頂部開(kāi)放的坐式CBCT；此外，派CT還搭載了業(yè)內(nèi)頂尖的偽影校正算法；有方自主研發(fā)的高清低冗重建技術(shù)能在保證圖像高分辨率的同時(shí)極大減少重建時(shí)間，輻射劑量降低75%。

可以說(shuō)，派CT真正意義做到了“快掃描，高精度，大視野，低輻射”，實(shí)現(xiàn)了口腔CBCT的跨代革新！

看完了這篇文章，相信你已經(jīng)對(duì)口腔CBCT在整個(gè)CT大家族中的位置有了較為清楚的認(rèn)識(shí)。傳統(tǒng)螺旋CT適用于全身掃描，CBCT在口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有著更多優(yōu)勢(shì)和更廣泛的臨床應(yīng)用。

來(lái)源：有方醫(yī)療科技