专栏——全民健康助力全面小康
浅析计算机体层成像技术在全民健康中的作用
引言
医学影像设备是现代医院必不可少的组成部分，为疾病的诊断提供重要依据。受益于国民经济的快速发展和居民健康意识的提升，大型影像设备逐步普及，基层医院的疾病诊断水平也不断提升。医学影像设备主要包括数字X线成像、数字减影血管造影、乳腺X线成像、数字胃肠机、计算机体层成像（Computed Tomography，CT）、磁共振成像、核医学类以及超声和内镜等。其中，CT机的普及情况较理想，CT检查也已成为临床常规的检查手段。本文以CT为例，探讨医学影像设备在全民健康中的作用。
1 CT技术助力全民健康
自1972年第1台CT机诞生以来，CT技术迅猛发展，已成为临床常规检查手段之一。因其几乎涉及每一个系统和脏器，故对健康体检与疾病筛查有很高价值，且对《“健康中国2030”规划纲要》[1]中强调的“强化慢性病筛查和早期发现，针对高发地区重点癌症开展早诊早治工作，推动癌症、脑卒中、冠心病等慢性病的机会性筛查”等工作的开展有重要的推进作用。
1.1 健康体检与疾病筛查
健康体检是预防疾病及疾病筛查的有效手段之一。健康体检可以了解自身健康状况，实现早期疾病筛查，及时干预甚至终止疾病的发生发展。CT检查方便迅速、密度分辨率高、解剖关系明确、可定量测量分析，对实现疾病的“早发现、早诊断、早治疗”起重要作用。近年来，国内越来越多单位使用胸部低剂量CT对50岁以上体检者进行早期肺癌的筛查。肺结节筛查等人工智能系统的运用也很好地辅助医师诊断，使得诊断效率大大提高。此外，CT检查具有普及性高、对肺部炎症灵敏度高等特点，在新冠肺炎的鉴别诊断中发挥了极其重要的作用，不仅帮助医生迅速判断患者是否有肺炎，而且能够确定炎症的范围和程度。CT诊断已作为目前新冠肺炎诊断及疗效评估的重要依据。
1.2 重大疾病防治
随着生活水平的提高以及人口老龄化的发展，心血管疾病、癌症、中枢神经系统疾病已成为影响全民健康的重要因素，而CT检查在心脏成像、血管成像、中枢神经系统疾病诊断等方面都有着独特优势。凭借多层螺旋CT时间分辨率高、扫面范围宽的特点，心血管成像已广泛应用于临床；冠状动脉CT血管成像能够清晰地显示心脏支架情况及斑块软硬情况，是诊断冠心病最有效的手段之一[2]；三维血管重建技术全面地显示血管腔内、腔外和管壁病变，便于医师了解患者血管是否存在狭窄、畸形，以及评价患者血管的侧支循环状况[3]。此外，CT检查对脑梗死病变的范围及预后也有着重要的价值，可以显示早期脑梗死的影像学特点，精准地呈现颅脑横断面解剖结构和脑组织结构的变化[4]。
1.3 急性创伤与急危重症诊断
急性创伤包括击打伤、车祸伤等[5]，急危重症通常指患者脏器功能的衰竭。上述患者通常伤情复杂、病情变化快，抢救前需及时、准确诊断，如果诊治不及时，可能对患者生命安全构成直接威胁[6]。目前市场主流的64层螺旋CT已真正实现短时、大范围、高分辨率扫描的采集。同时多种图像后处理技术的存在，使得医师能迅速明确患者各脏器受损程度与范围，为疾病的抢救、治疗打好基础，大大提高了急性创伤及急危重症的诊断效率，为患者的生存争取了宝贵的时间。
2 “健康中国”推动CT技术发展
2.1 CT设备的普及
国务院印发《“健康中国2030”规划纲要》[1]推行“健康中国”建设的行动纲领；《关于推进分级诊疗制度建设的指导意见》 提出建立“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的分级诊疗模式；《乡镇卫生院服务能力评价指南（2019年版）》更将配备CT作为A类乡镇卫生院的硬性标准之一。一系列政策的支持，拉动了CT采购的需求，尤其是全国基层市场的需求。其次，人口老龄化速度加快和人们健康意识提高，促进了医疗服务的需求，影像检查设备的需求也在同步增加。随着医改政策的支持以及国民对健康服务要求的不断提高，我国CT市场需求不断增长，常规CT检查已普及到社区卫生服务中心和乡镇医疗机构，极大地推动了影像设备的临床应用，提高了基层医院的疾病诊断水平，使得全民健康成为可能。
2.2 CT技术的发展
我国的医学影像设备起步比较晚，高端影像诊断设备发展还有些薄弱。近年来，在引进国外先进医学影像设备、提高诊断精确性的同时，国内医疗器械行业也正在蓬勃发展。《“健康中国2030”规划纲要》[1]提出高端医疗器械国产化率要大幅提高，“十四五”卫生发展规划将医疗器械的发展与创新作为重要组成部分，《中国制造2025》更是大力推动突破发展高端医疗影像设备。这一系列政策的支持，推进了国产CT设备不断地创新发展，在探测器宽度、扫描速度、分辨率等方面都有迅猛发展。探测器的宽度直接影响了Z轴分辨率[7]，其宽度的增强能有效减少螺旋伪影[8]，利于全器官灌注信息的采集。我国联影公司的320排640层uCT 960已实现16 cm的覆盖，达到世界领先水平。机架转速也已由最初的300 s降到了1 s以内。目前，通用电气的256排Revolution CT机架转速可达0.28 s/圈，而联影uCT 780机架转速也可达0.3s/圈。高分辨率的图像能够清晰显示解剖细节，便于骨关节、颅底及耳部疾病的诊断。目前，市场上主流CT机的分辨率多为512×512，但是联影uCT 780等国产设备已实现1024×1024的高分辨率。
3 CT技术发展助力医疗进步
近40余年，CT探测器不断增宽，扫描速度不断提升，低剂量成像、高分辨成像、多能谱成像、人工智能等新技术的不断突破，使得CT可检查项目增多，获取的影像信息更丰富，病人所受辐射剂量大幅减少，促进医疗水平向精准化、人性化发展。CT技术发展助力的医疗进步如下。
（1）扫描速度的提升。一方面，缩减了单次检查时间，减少病人等待时间，提高病人流通量。另一方面，解决了多项成像难题，例如，心脏扫描可以摆脱心电门控，心脏冠脉造影不受心率限制，使得房颤、心律不齐的病人也可以完成心脏检查；胸腹扫描可以摆脱呼吸门控，进行胸腹部扫描时无需屏气操作，减少运动伪影。
（2）如何在不影响图像质量的前提下降低患者被辐射剂量的问题得到社会的广泛关注，成为近年来医学影像学的研究重点[9]。目前，能谱纯化SPS II技术[10]、低70 kV[11]和Admire迭代[12]等低剂量成像技术的应用，可使一次肺部筛查的CT辐射剂量与一张胸片的剂量相当。
（3）高分辨率的图像能够清晰显示解剖细节便于客观的诊断，尤其是胸部疾病的诊断[13-14]，颌面部骨骼及周围肌肉神经的诊断[15-16]，以及骨关节病变的诊断[17-18]。高分辨率成像技术的发展，也大大地促进了微小的病变的二级预防。
（4）常规CT扫描图像对于物质密度相近的组织无法区别。多能谱CT成像利用物质对不同X射线能量的不同吸收性能来提供影像信息、分离不同能量的信息，有效地抑制射束硬化伪影和降低辐射剂量、提高图像质量，有助于小病灶和隐匿性病灶的定性和定量诊断[19]。
（5）三维成像可以任意方向、任意角度展示组织特点，在血管、骨关节重建等领域有重大意义。此外，人工智能系统可以自动对肝脏进行分段，对病灶及肝脏体积进行测量；自动对肺结节进行图像分割和筛查等。强大的后处理以及人工智能技术的应用，更加丰富了影像学信息，方便了医师的诊断。
4 总结
作为现代影像设备的杰出代表，CT检查几乎涉及人体每一个系统和脏器，成为放射诊断领域内不可缺少的一部分，对提升医学技术和诊断效果具有重要的作用。数字X线成像、数字减影血管造影、乳腺X线成像、数字胃肠机、磁共振成像、核医学类以及超声和内镜等影像设备也都在医疗领域扮演着各自不可或缺的角色，为各类疾病的发现、诊断、治疗提供技术支持，对全民健康起到了重要的推进作用。近年来，随着全面小康目标逐步实现，人们的健康意识不断加深，全民健康也越来越受到国家的重视，国内医疗器械行业也正在蓬勃发展，联影、明峰等国内企业在高端产品已取得巨大突破，为全民健康提供重要保障。同时，CT技术的发展与创新也进一步助力了医疗水平的进步。
[1]“健康中国2030”规划纲要[A].全国中医药治未病养生康复学术交流大会暨期刊图书编辑与信息专业委员会2016年年会论文选集[C].北京:中国中医药研究促进会,2016.
[2]陈露苗,付峰,林闽江,等.低剂量螺旋CT血管造影结合迭代重建技术在冠心病中的应用[J].中国乡村医药,2020,27(12):42-43.
[3]赵丽娜,翟江玉,雷明,等.全脑CT灌注及动态CT血管成像对大脑中动脉狭窄患者预后的预测价值[J].解放军医药杂志,2020,32(9):66-71.
[4]贺义邦,张树桐,吴磊,等.CT及磁共振诊断中枢神经系统感染的临床探究[J].影像研究与医学应用,2020,4(19):43-45.
[5]Tozzi P,Pralong E,Gronchi F,et al.A new combined technique reducing the risk of paraplegia during thoracoabdominal aorta replacement[J].Thoracic & Cardiovascular Surgeon,2017,65(2):126-129.
[6]张益栋.多层螺旋CT诊断急性胸腹部创伤的临床价值[J].中国药物与临床,2020,20(16):2704-2705.
[7]郝涛,罗宏.CT探测器的技术特点和发展趋势[J].中国医疗设备,2008,23(1):55-57.
[8]姚艾杰,边传振,王颖.DoseRight技术下定位像的选择对儿童胸部CT检查辐射剂量及图像质量的影响[J].西部医学,2020,32(4):588-592.
[9]张振.CT低剂量技术的发展与临床应用[J].中国医疗设备,2016,31(9):87-89.
[10]杨斌,刘兴龙,赵卫,等.能谱纯化技术诊断颅内动脉瘤[J].中国医学影像技术,2014,30(3):357-361.
[11]Gawlitza J,Haubenreisser H,Meyer M,et al.Comparison of organ-specific-radiation dose levels between 70 kVp perfusion CT and standard tri-phasic liver CT in patients with hepatocellular carcinoma using a Monte-Carlo-Simulationbased analysis platform[J].Eur J Radiol Open,2016,3,95-99.
[12]Newell JD,Fuld MK,Allmendinger T,et al.Very low-dose(0.15 mGy) chest CT protocols using the COPD gene 2 test object and a third-generation dual-source CT scanner with corresponding third-generation iterative reconstruction software[J].Invest Radiol,2015,50(1):40-45.
[13]王传彬,马培旗,张庆,等.新型冠状病毒肺炎的高分辨率CT表现[J].实用放射学杂志,2020,36(6):888-892.
[14]姚庆东,张呈兵,付军,等.新型冠状病毒肺炎胸部高分辨CT表现及演变规律[J].实用医学杂志,2020,36(12):1552-1557.
[15]丁贺宇,赵鹏飞,吕晗,等.高分辨CT观察面神经管迷路段与耳蜗的解剖关系[J].中国医学影像技术,2018,34(3):331-334.
[16]胡瑞利,林彦涛,张青俊,等.高分辨率CT对慢性化脓性中耳炎听骨链破坏的评估价值[J].听力学及言语疾病杂志,2019,27(2):184-188.
[17]侯开渝,肖德贵,王锡增,等.鼻骨细微解剖结构和鼻骨骨折的高分辨率CT研究[J].中华放射学杂志,2005,39(5):527-530.
[18]孙明霞.颞骨骨折的高分辨率CT诊断[J].中国中西医结合耳鼻咽喉科杂志,2014,(6):460-462.
[19]林晓珠,沈云,陈克敏.CT能谱成像的基本原理与临床应用研究进展[J].中华放射学杂志,2011(8):798-800.
Analysis of the Role of Computed Tomography in National Health
