CT技術到口腔CBCT的發展歷程

本期，我們將帶大家了解CT技術如何經過百余年發展，衍生出口腔CBCT。

二維X射線成像到三維CT成像

X光發現不久，科學家們開始不滿足于X光射線下的二維重疊影像，開始研究如何利用X射線獲得沒有背景疊加的斷層圖像（英文中稱為Tomography）。對這一目標的研究持續了半個多世紀，終于在1972年，英國科學家亨斯費爾德（Hounsfield，現在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原型機對一位患有腦部腫瘤的女性患者進行掃描，并在英國放射學年會上公布他的研究，宣告了CT （Computed Tomography）的誕生。

在之后的10-20年間，各大公司爭相加入了開發CT掃描儀的隊伍中。掃描范圍從腦部擴展到全身，圖像質量也有顯著的提升，但系統基本構造以及核心部件技術原理一直未有根本變化。直到1988年，借助滑環技術，世界上第一臺螺旋CT （Spiral Computed Tomography） 誕生。它顛覆了斷層CT的掃描方式，成為此后數十年CT技術的主要代表產品之一。

原始的斷層CT掃描時要求患者保持靜止，掃描過程中盡量避免運動。而螺旋CT則恰恰相反，在掃描過程中，托著患者的檢查床勻速地向掃描孔內推進，X線管連續地圍繞患者旋轉，形成一條螺旋線軌跡。

螺旋式掃描能獲得掃描范圍內所有組織的信息，避免了斷層CT掃描時容易遺漏小病灶的弊端，掃描速度更快，成像也更精準清晰；它的誕生因此被認為是CT技術發展的一次革命。

“大影像”與“小影像”，全科CT與?？艭T

在螺旋CT誕生前后，CT技術的發展逐漸產生兩個顯著分支，即俗稱的“大影像”與“小影像”。其中“大影像”分支繼續采用傳統CT的架構，即躺式檢查床與閉環檢查圓孔，通過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，因而可以覆蓋全身包括心臟、頭部血管等對成像速度以及低密度對比度要求很高的區域。這類CT就是我們傳統認知中大部分醫院影像科采用的CT，因為所得圖像幾乎在各個科室都可用于診斷，又被稱為全科CT。

在這條發展路徑上，上世紀90年代誕生了多排螺旋CT （Multi-slice CT，或者稱為Multi-detector CT），它采用多排探測器，單次旋轉可以同時采集多層投影數據。掃描覆蓋范圍更大，掃描時間縮短，且分辨率更高，可以得到更好的三維重建圖像。直到現在，多排螺旋CT仍然是醫學影像領域的主流成像設備之一。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器技術）以及雙源CT，近年來又研發成功光子計數CT，進一步提高了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，動輒上千萬元的采購價格讓眾多中小醫院及診所望而卻步；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由于其閉環圓孔結構，不能用于腦血管科邊手術邊成像的場合；又如，乳腺癌早期篩查要求成像分辨率在100微米以下，達到此要求的全科CT不僅造價更為昂貴，而且輻射劑量急劇增加；再如，患者保持正常站立姿勢成像時才能獲得負重情況下膝關節的內部結構，而全科CT采用躺式檢查床，無法完成負重成像。

因此，在不同科室中，針對不同病灶，抑或針對不同臨床應用的?？艭T在過去的三十年間得到長足發展。它們雖然采用了相似的核心部件，但是系統結構靈活多變，形成了必不可少又豐富多彩的“小影像”領域。

CBCT與口腔CBCT

為了保持機械的靈活多變，?？艭T放棄了全科CT中經典的閉環圓孔設計，而采用開放式結構，為保證患者安全，機架旋轉速度較慢（通常1周10秒以上，而全科CT可達1秒4周）。為保證數據采集總耗時不過多增加，采用大面積平板探測器就成了自然的選擇。由于大面積平板探測器接收X光源產生錐形X射線束，因此基于平板探測器的?？艭T也被稱為CBCT （Cone-beam CT，錐形束CT）?？谇豢剖荂BCT技術最早獲得廣泛臨床應用的科室之一，因此，在口腔從業者普通認知中，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比度低，但圖像質量足夠滿足口腔臨床需要。而且大多數CBCT設備都配有獨立的牙齒閱片軟件，內置多種功能，輔助醫生進行醫學診斷，讓診療更加專業，提高治療和手術的安全性和成功率。

自1995年世界上第一款CBCT問世以來，CBCT被大量運用于口腔醫學領域。2010年前后，CBCT開始進入我國市場，并迅速得到普及，成為廣大口腔機構的影像設備的首選。許多已經配備螺旋CT的大型公立醫院也開始購入更實用的CBCT設備。目前，CBCT在口腔醫學領域有著廣泛的臨床應用，包括：口腔頜面外科、牙周、牙體牙髓、正畸和種植等等。

關于有方醫療

圖像質量是制約CBCT技術臨床應用的最大瓶頸。有方醫療在?？艭T領域有深厚的科研積累，致力于推出新一代CBCT技術，力爭讓用戶在享有“小影像”設備便捷實惠的同時，獲得可與“大影像”媲美的CT圖像質量。以最近推出的雙源大視野口腔CBCT——派CT為例，我們集成了多項原創技術以提升CBCT圖像質量到國際一流水平。

派CT集30余項專利為一身，更有多項全球和業內首創技術加持——全球首臺搭載雙射源的大視野CBCT，全球首臺運用滑環技術的CBCT，業內首臺頂部開放的坐式CBCT；此外，派CT還搭載了業內頂尖的偽影校正算法；有方自主研發的高清低冗重建技術能在保證圖像高分辨率的同時極大減少重建時間，輻射劑量降低75%。

可以說，派CT真正意義做到了“快掃描，高精度，大視野，低輻射”，實現了口腔CBCT的跨代革新！

看完了這篇文章，相信你已經對口腔CBCT在整個CT大家族中的位置有了較為清楚的認識。傳統螺旋CT適用于全身掃描，CBCT在口腔醫學領域有著更多優勢和更廣泛的臨床應用。

來源：有方醫療科技