CT技术到口腔CBCT的发展历程

　　本期，我们将带大家了解CT技术如何经过百余年发展，衍生出口腔CBCT。

　　二维X射线成像到三维CT成像

　　X光发现不久，科学家们开始不满足于X光射线下的二维重叠影像，开始研究如何利用X射线获得没有背景叠加的断层图像（英文中称为Tomography）。对这一目标的研究持续了半个多世纪，终于在1972年，英国科学家亨斯费尔德（Hounsfield，现在CT图像值的单位以他命名，称为“亨氏单位”）使用他自己制作的CT原型机对一位患有脑部肿瘤的女性患者进行扫描，并在英国放射学年会上公布他的研究，宣告了CT （Computed Tomography）的诞生。

　　在之后的10-20年间，各大公司争相加入了开发CT扫描仪的队伍中。扫描范围从脑部扩展到全身，图像质量也有显著的提升，但系统基本构造以及核心部件技术原理一直未有根本变化。直到1988年，借助滑环技术，世界上第一台螺旋CT （Spiral Computed Tomography） 诞生。它颠覆了断层CT的扫描方式，成为此后数十年CT技术的主要代表产品之一。

　　原始的断层CT扫描时要求患者保持静止，扫描过程中尽量避免运动。而螺旋CT则恰恰相反，在扫描过程中，托着患者的检查床匀速地向扫描孔内推进，X线管连续地围绕患者旋转，形成一条螺旋线轨迹。

　　螺旋式扫描能获得扫描范围内所有组织的信息，避免了断层CT扫描时容易遗漏小病灶的弊端，扫描速度更快，成像也更精准清晰；它的诞生因此被认为是CT技术发展的一次革命。

　　“大影像”与“小影像”，全科CT与专科CT

　　在螺旋CT诞生前后，CT技术的发展逐渐产生两个显著分支，即俗称的“大影像”与“小影像”。其中“大影像”分支继续采用传统CT的架构，即躺式检查床与闭环检查圆孔，通过提升核心部件性能使扫描速度更快、扫描体积更大、辐射穿透更强，因而可以覆盖全身包括心脏、头部血管等对成像速度以及低密度对比度要求很高的区域。这类CT就是我们传统认知中大部分医院影像科采用的CT，因为所得图像几乎在各个科室都可用于诊断，又被称为全科CT。

　　在这条发展路径上，上世纪90年代诞生了多排螺旋CT （Multi-slice CT，或者称为Multi-detector CT），它采用多排探测器，单次旋转可以同时采集多层投影数据。扫描覆盖范围更大，扫描时间缩短，且分辨率更高，可以得到更好的三维重建图像。直到现在，多排螺旋CT仍然是医学影像领域的主流成像设备之一。2000年后又诞生了能谱CT（采用快速高压切换光源或双层探测器技术）以及双源CT，近年来又研发成功光子计数CT，进一步提高了CT图像的分辨率并降低了辐射剂量。

　　虽然全科CT功能日臻完善，但也有着根本缺陷。首先，动辄上千万元的采购价格让众多中小医院及诊所望而却步；其次，它并不能完全满足某些科室的特殊临床需要。例如，全科CT由于其闭环圆孔结构，不能用于脑血管科边手术边成像的场合；又如，乳腺癌早期筛查要求成像分辨率在100微米以下，达到此要求的全科CT不仅造价更为昂贵，而且辐射剂量急剧增加；再如，患者保持正常站立姿势成像时才能获得负重情况下膝关节的内部结构，而全科CT采用躺式检查床，无法完成负重成像。

　　因此，在不同科室中，针对不同病灶，抑或针对不同临床应用的专科CT在过去的三十年间得到长足发展。它们虽然采用了相似的核心部件，但是系统结构灵活多变，形成了必不可少又丰富多彩的“小影像”领域。

　　CBCT与口腔CBCT

　　为了保持机械的灵活多变，专科CT放弃了全科CT中经典的闭环圆孔设计，而采用开放式结构，为保证患者安全，机架旋转速度较慢（通常1周10秒以上，而全科CT可达1秒4周）。为保证数据采集总耗时不过多增加，采用大面积平板探测器就成了自然的选择。由于大面积平板探测器接收X光源产生锥形X射线束，因此基于平板探测器的专科CT也被称为CBCT （Cone-beam CT，锥形束CT）。口腔科是CBCT技术最早获得广泛临床应用的科室之一，因此，在口腔从业者普通认知中，CBCT甚至已成为口腔CBCT的代名词。相较于全科CT，口腔CBCT成本低、体积小、分辨率高、辐射剂量低，虽然伪影多且软组织对比度低，但图像质量足够满足口腔临床需要。而且大多数CBCT设备都配有独立的牙齿阅片软件，内置多种功能，辅助医生进行医学诊断，让诊疗更加专业，提高治疗和手术的安全性和成功率。

　　自1995年世界上第一款CBCT问世以来，CBCT被大量运用于口腔医学领域。2010年前后，CBCT开始进入我国市场，并迅速得到普及，成为广大口腔机构的影像设备的首选。许多已经配备螺旋CT的大型公立医院也开始购入更实用的CBCT设备。目前，CBCT在口腔医学领域有着广泛的临床应用，包括：口腔颌面外科、牙周、牙体牙髓、正畸和种植等等。

　　关于有方医疗

　　图像质量是制约CBCT技术临床应用的最大瓶颈。有方医疗在专科CT领域有深厚的科研积累，致力于推出新一代CBCT技术，力争让用户在享有“小影像”设备便捷实惠的同时，获得可与“大影像”媲美的CT图像质量。以最近推出的双源大视野口腔CBCT——派CT为例，我们集成了多项原创技术以提升CBCT图像质量到国际一流水平。

　　派CT集30余项专利为一身，更有多项全球和业内首创技术加持——全球首台搭载双射源的大视野CBCT，全球首台运用滑环技术的CBCT，业内首台顶部开放的坐式CBCT；此外，派CT还搭载了业内顶尖的伪影校正算法；有方自主研发的高清低冗重建技术能在保证图像高分辨率的同时极大减少重建时间，辐射剂量降低75%。

　　可以说，派CT真正意义做到了“快扫描，高精度，大视野，低辐射”，实现了口腔CBCT的跨代革新！

　　看完了这篇文章，相信你已经对口腔CBCT在整个CT大家族中的位置有了较为清楚的认识。传统螺旋CT适用于全身扫描，CBCT在口腔医学领域有着更多优势和更广泛的临床应用。

　　来源：有方医疗科技