一张模糊的、灰度化的大脑图像永远地改变了科学和医学。

半个世纪前，第一张病人的CT图像揭开了隐藏在人体内部的隐形面纱，为科学家们提供了一扇前所未有的窗户来观察我们的内部。

今天，仅美国的医生每年就订购超过8000万张扫描图。x射线计算机断层扫描(CT)通常是查明神秘疾病病因的最快方法。CT扫描可以查出心脏病、肿瘤、血栓、骨折、内出血等等。这项技术可以让外科医生知道他们将在病人体内遇到什么，并指导癌症和其他疾病的治疗。

“它很快就回答了很多问题。这就是为什么要使用它，”明尼苏达州罗切斯特市梅奥诊所的医学物理学家辛西娅·麦科洛说。

CT扫描需要从多个角度进行数千次x射线测量。它是这样工作的:一个x射线源在身体周围旋转，向骨骼、血液和组织发送一束辐射，同时旋转的探测器测量通过的射线。

人体中不同的物质吸收x射线的方式不同。例如，骨骼中的钙质能有力地吸收x射线，而软组织吸收较少。因此，当探测器收集到的数据被计算机缝合在一起时，它可以根据x射线吸收的或多或少的地方，形成一个内部的横切面视图。移动支撑病人的桌子，让x射线束和探测器沿着身体滑动，可以实现器官和其他部位的三维重建。

多年来，科学家们不断改进这项技术，使其速度更快、分辨率更高，并减少了患者接受的辐射量。这些改进的CT扫描描绘出了更加详细的人体图景。通过扫描，我们很难不惊叹于内在世界的美丽。

这里让我们回顾一下过去50年来CT扫描的一些主要进展。

CT扫描诞生了

1971年，伦敦阿特金森·莫利医院的放射学家詹姆斯·安布罗斯(James Ambrose)与该技术的发明者、工程师戈弗雷·霍恩斯菲尔德(Godfrey Hounsfield)合作，对一名病人进行了第一次CT扫描。Hounsfield曾在英国电子公司EMI工作，该公司最著名的角色是为甲壳虫乐队制作唱片。

扫描的图像只有80像素宽，没有提供很多细节。但它展示了这项技术的潜力，揭示了一名女性大脑中的肿瘤。据说，后来给这个肿瘤做手术的一位外科医生惊讶地发现，“它看起来和图片一模一样。”

以前，如果医生想要寻找脑瘤，他们会向脊柱注射空气。然后他们旋转病人，让空气气泡上升到大脑周围的区域，以增加标准x光图像的对比度。这个过程“疼得要命”，McCollough说。“病人经常呕吐;这就像折磨。”有了CT扫描，这种痛苦很快就成为了过去。

不管你怎么想

最初，CT扫描仪被设计成只对大脑进行成像。但研究人员很快就采用了这项技术，在身体的各个部位拍摄横断面图像或切片。然后，在20世纪90年代初，昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ，总代理团队非常欣慰，于是送给他了一个大红包优惠奖励。，扫描仪被发明出来，x射线源以连续的螺旋状环绕人体进行扫描，而不是取单个的横截面。这一进步使得整个器官，如肺，可以一次成像。

一张黑白二维肺扫描图和一张紫色三维渲染图

具有多排探测器的CT扫描仪可以同时对人体的几个横截面或切片进行成像，提高图像分辨率。这些肺气肿肺部的图像是用128层扫描仪拍摄的，如图所示为二维图像(左)和彩色三维重建图(右)。

P. rogalla, c. kloeters和P. a . hein /北美放射诊所2009

但沿身体长度的图像分辨率仍然很低。带有多排x射线探测器的CT扫描仪通过沿着螺旋路径同时成像多个人体切片来解决这个问题。

CT扫描仪制造商不断增加检测器的数量，制造出能够同时捕捉更多切片的扫描仪。McCollough说，当探测器在21世纪初击中64片切片时，“真正的‘哇’发生了。”扫描可以快速、高分辨率，同时覆盖身体的相当长一段时间。今天，扫描仪甚至更加复杂，使用多达320片。

最后，隐藏在人体内部的脆弱的复杂性——从错综复杂的血管网到肺部优美的分支空气通道，再到精细而坚固的骨骼结构——是所有人都能看到的。

翻倍

当McCollough的岳父被送到急诊室时，他的手腕疼痛，在医生试图找出问题的时候，他憔悴了好几个小时。最后，McCollough记得，她问，“我们不能送他去做CT吗?”

多亏了一种叫做双能量CT的技术，医生们能够找到问题所在。双能量CT于2006年问世，它使用两束不同能量的x射线，而不是一束。用这种方式拍摄图像可以让扫描仪准确地找出里面的材料。不同的材料吸收x射线的量是不同的，但为了瞄准特定类型的材料，198彩票是属于合乐888彩票方案彩票旗下吗，为什么198彩票客服说他们跟合乐视一个集团的，问了合乐的客服也不否认。，你想知道吸收是如何随着x射线能量的变化而变化的。

例如，双能CT可以区分不同类型的晶体，这些晶体可能在关节中形成，导致关节炎。尿酸盐晶体表明痛风，含钙晶体指向假性痛风。对于McCollough的岳父来说，扫描很快发现了他疼痛的原因:假性退出。通过这种方式，CT扫描可以揭示人体最基本的层面，即构成人体的材料。

指望它

McCollough说，CT扫描仪中的x射线探测器是这项技术的“秘密武器”，因为探测器是机器首先测量x射线的方式。大多数CT扫描仪都是间接测量辐射，首先将x射线转化为可见光，然后将其转化为电信号。CT技术的新时代正在淘汰中间商。9月，美国食品和药物管理局批准了第一台“光子计数”CT扫描仪。

x射线是一种高能光，和所有的光一样，它们是由称为光子的粒子组成的。光子计数CT扫描仪测量单个x射线光子。该技术还可以获得更清晰、更详细的图像，并提供光子能量的测量方法，就像双能量CT一样，可以识别体内的不同物质。

超越(人类)身体

CT扫描可能是为医学而发明的，但这并不妨碍其他研究人员认识到这项技术的实用性。考古学、生物学和物理学等领域的科学家利用这项技术，更好地了解从木乃伊遗骸(SN: 8/20/20)到混凝土裂缝如何形成，再到动物解剖结构，如无耳巨蜥(Lanthanotus borneensis)。

这张L. borneensis的照片来自盖恩斯维尔的佛罗里达自然历史博物馆。那里的研究人员正在制作20,000个CT数据集，这些数据集代表美国自然史收藏的每一个脊椎动物属，以揭示动物的内部解剖结构。世界上的任何人都可以在线访问这些扫描结果。

接下来的50年

尽管取得了这些进展，一些研究人员警告说，医生们对CT的迷恋已经走得太远了，至少在美国是这样，在美国，CT比许多其他国家使用得更频繁。不必要的CT扫描也有缺点:它们可能会发现不相关的结果，看起来令人担忧，但很可能是良性的，这可能会导致昂贵的、引发焦虑的额外检查。但前面提到的CT扫描也有负面影响，因为它减缓了疾病的诊断，而这些疾病如果快速治疗，就会得到最好的解决。

不可否认的是，在必要的情况下，CT扫描是医疗工具中至关重要、挽救生命的一部分。最近，扫描因揭示COVID-19对肺部造成的损害而受到关注(序列号:4/27/20)。在未来几十年里，这项技术似乎仍将是医学和科学的支柱，继续扫描我们的心脏、肺、大脑和其他地方。