心脏功能学CT成像技术的研究及应用现状

张 坤，李亮府，范俊生（通讯作者）

（呼和浩特市第一医院医学影像科 内蒙古 呼和浩特 010030）

心脏是维持人体血液循环的重要器官，如果心脏失去功能，就会导致人体的血液循环出现问题，进而引发多种疾病，使人体受到巨大的伤害，病情严重时，还会威胁人们的生命。因此，心脏疾病需要及时发现和治疗，否则后果不堪设想。心脏相对于其他器官，既脆弱又重要，所以若医生没有十足的把握和对患者心脏疾病的详细了解，是无法根据患者表面的情况对患者进行治疗的。就此现状，CT成像技术能将患者的心脏情况通过图片的方式呈现出来，让医生通过观察能得到患者的病情状况，从而帮助患者进行康复治疗，这样极大地提高了患者的治愈率，给心脏功能不全的患者带来了极大的方便[1]。因此，心脏功能学CT成像技术的研究及应用现状需要更多的医生去了解学习，让更多的人看到我国医学的发展与进步，使更多的患者从中得到较好的治疗，这才是医学不断发展的重要意义。

1 心脏功能学CT成像技术的功能与原理

1.1 功能

心脏功能学是一个庞大的概念，其中蕴含着很多心脏功能的疾病，并且各个心脏功能的疾病状况各不相同，每个症状都有不同的表现，这是心脏功能学的特点，也是心脏类疾病的特征。因此，心脏功能出现问题时，患者需要格外注意，如果不及时治疗，就会对生命造成极大的威胁。由此可见心脏对人体的重要性。心脏功能学作为一个系统的、复杂的医学学问，需要医生经过系统的学习，才能掌握其中的关键，促使医生运用合理的治疗方式来对患者进行治疗，从而减缓患者的病情，给患者带来实质性的治疗，是心脏功能学研究的目的与意义[2]。临床上，医师对心脏功能的研究是为了总结和研发出对患者更好的治疗方法，让患者通过最好的方式来恢复正常。因此，心脏功能学的总结与研究就是为了给患者找到更好的治疗方法，提高治愈率。而CT成像技术主要是针对心脏功能学中的冠心病患者所采用的治疗方式，这种技术主要是让医生根据患者的状况，制定好的治疗方案，来帮助患者进行恢复的技术，对冠心病患者的临床决策和预后评估起着至关重要的作用，这便是CT成像技术在心脏功能学中重要的功能。

1.2 原理

CT成像技术的基本原理就是运用X线束对人体有一定厚度的部位进行扫描，然后通过进入身体层面的X线，将扫描过后的信息由探测器接收转换的过程，探测器将X线转化为可见光，然后由光电转换器转变成电信号，再通过转换器转换为信号，通过计算机处理成图像展现出来。在这个过程中，被选定进行图像形成的层面会被划分成若干个体积相同的长方体图形，这些被称为体素[3]。这些体素与扫描所得的信息经过计算相互结合，使每个体素的X线不断吸收或衰减系数，从而促使其再进行排列，排列成矩阵后，数字矩阵便可存储在磁盘或电脑当中，然后通过数字转换器把数字矩阵中的数字转换成为黑白不等的小方块，即形成基础图片的像素，然后按照相应的矩阵排列，便会形成CT图像。

2 CT成像技术的发展过程与应用现状

2.1 CT成像技术发展的过程

1972年在人们发明了头颅CT之后的几年里，CT技术得到了快速的发展，扫描部位延伸，不再是单单只能扫描头部；直到20世纪末21世纪初，CT技术又得到了很大改进，科研者促使螺旋CT技术向多层螺旋CT发展，让此项技术得到了极大升级，也促使此技术运用到了临床医学上面，增加了CT技术的医疗价值[4]。在这30多年的时间里，CT技术的硬件和软件设施都得到了极大的提升，促使CT技术进行了较大的革命，CT技术的发展突飞猛进，从而促进了医学水平的进步，给医疗带来了方便。

2.2 CT成像技术在心脏功能学中的应用

心脏作为人体最重要的器官之一，其性质特殊，一旦发生问题，我们很难观察。CT技术的出现，对心脏功能学类的疾病有了很大的帮助。首先，心脏成像技术对设备的探测器、数据采集系统以及系统图像的重建和X线球管都有了很高的要求，如果这些基础条件无法满足，就会影响最后的成像效果，这是CT技术和设备的特点。MDCT心脏成像技术是CT临床应用的重要技术，它可以使医生通过CT观察到心脏器官的解剖细节图和病变后的模样，这是CT技术的优势[5]。扫描重建的方法主要分为两种方式：一种是单扇区重建法，另一种是多扇区重建法，两种方法在成像技术上有本质性的区别[6]。单扇区重建法是利用回顾性电门控制，从而得到相应的螺旋扫描投影的原始数据，然后利用半重建技术进行影像的重建；而多扇区重建法则是利用心电门控制时期的信息，去探索不同心率的周期以及不同列探测器的信息，这种采集同一期但角度不相同的半重建原始数据所建造图像的方法便是多扇区重建法。这两种技术最大的区别就在于它们的分辨率受不同因素的影响，从而导致呈现的图像和技术不同[7]。单扇区重建法重建时只有X线管的旋转速度决定分辨率，而多扇区重建法则大不相同，它的分辨率不仅受到X线管速度的影响，而且也受到扫描速度与心率匹配的影响，它可以为我们提供高达44ms的高图像时间分辨率，同时还可以根据不同的心率周期来进行心脏图像的重建，所以此CT检测方式不易受到心率波动的影响，从而影响CT成像的质量[8]。但是由于此技术对时间控制要求较高，所以一般情况下还是会对CT成像技术造成一定的影响。

3 快速发展中的两种心脏功能学CT成像技术

心脏功能学中需要对冠心病患者进行相应的临床决策和预后评估，这时基于CT成像技术上的心肌血流储备分数测量（FFR-CT）和CT心肌灌注成像技术（CTP），成为目前心脏功能学CT技术中的两个发展迅速且关注量较大的技术[9]。FFR-CT技术对于冠状动脉缺血性病变的诊断有良好的效果，其诊断结果也得到了很多人的认可，很受医生的喜爱。与此同时FFR-CT技术受众范围也很广，使很多患者因此收益，所以FFR-CT技术需要我们不断地研究与其他技术相结合，才能促进其更好的发展，让其出现在更多的领域，造福人类。相比之下，CTP技术的功能则比较局限，其只能检测因血管狭窄、血流受限引起的心肌灌注缺失的检查，虽然功能单一，但是检查效果却是很多技术无法比拟的，这便是CTP技术的优势。这两种技术相对CT成像技术的发展，还处于落后状态[10]。因此，这两种技术需要科学家不断研究与改进，让其不断提升，才能使更好的CT成像技术不断地向前，为人类提供更大的方便。

4 结论

CT成像技术是应用于一些我们生活中无法通过眼睛观察到事物内部情况的一种图像技术，这项技术可以很好地运用到医学当中，观察患者的身体状况。心脏作为我们人体重要的血液循环器官，其重要性可想而知。因此，通过科研人员和医院的不断努力，CT技术成功地运用到了对心脏功能的检查当中，不论是医院还是患者都可以通过CT图像来观察心脏功能的问题并了解病情。另外此项技术的运用，还解决了医生难以观察心脏的问题，为医生提供了极大的方便。