CT（Computed Tomography）检查是现代一种先进的医学影像检查技术，也称计算机断层（CT）扫描，它组合了一系列从身体周围不同角度拍摄的X光图像，并运用计算机进行处理，以创建体内骨骼、血管和软组织的横截面图像(切片)。CT扫描影像可获得比普通X光片更详细的信息。

CT扫描可用于以可视化的方式检查人体的几乎所有部位，诊断疾病或损伤以及计划医学、外科或放射治疗。中枢神经系统、头颈部、胸部、心脏、腹部及盆部以及骨骼肌肉系统疾病，都适用CT检查进行辅助诊断。

CT检查包括CT平扫、CT增强扫描以及CT造影扫描等几种类型。检查前要做好相应准备，根据扫描身体部位的不同，检查操作既有通用规范，又有特定要求。CT检查可能引致某些不良反应，主要由碘对比剂引起，包括副反应和肾毒性。严重肝肾功能损害、重症甲状腺疾患以及孕妇等不宜做CT扫描。

CT检查设备由扫描部分、计算机系统、图像显示和存储系统等部分组成。CT图像是由一定数目像素组成的灰阶图像，既是数字图像，也是重建的断层图像，具有较高的密度分辨力。

1971年CT机第一次用于人体扫描，在以后的几十年，CT机历经迭代，几乎每隔10年就会有一次大变革。CT机已从能谱CT或双能CT系统向内置光谱功能的系统发展。

CT增强扫描检查并非每个人均合适，对碘造影剂过敏，严重肝、肾功能损害，重症甲状腺疾病一般不做CT增强扫描检查；急性脑外伤、脑卒中、药物过敏、哮喘、肾衰、心肺功能不全的患者、1岁以下小儿及高龄老人，由于机体功能弱，增加了造影剂过敏的概率，所以要慎重进行CT增强扫描检查。具体情况需要医生进行综合评估和判断。

孕妇不宜做CT检查。尽管来自CT扫描的辐射不太可能伤害宝宝，但医生可能会推荐另一种检查方式，如超声波或MRI，以避免宝宝受到辐射。

CT检查包括平扫、增强扫描和CT造影几种类型。

平扫（ plain scan , non-contrast scan ）又称为普通扫描或非增强扫描，是指不用对比剂增强或造影的扫描。扫描方位多采用横断层面，检查颅脑以及头面部病变有时可加用冠状层面扫描。

增强扫描（ enhancement scan ）指血管内注射对比剂后再行扫描的方法。目的是提高病变组织同正常组织的密度差，以显示平扫上未被显示或显示不清的病变，通过病变有无强化及强化类型，有助于病变的定性。根据注射对比剂后扫描方法的不同，可分为常规增强扫描、动态 CT 增强扫描( dynamic CT enhancement scan )、延迟增强扫描、双期或多期增强扫描等方式。

动态增强扫描指注射对比剂后对某一选定层面或区域、在一定时间范围内进行连续多期扫描，主要用于了解组织、器官或病变的血液供应状况。特殊 CT 增强检查方法，包括双能 CT 检查和灌注成像。双能 CT 检查可通过后处理软件对图像进行进一步分析，在肿瘤病理类型、分化程度、血管成像等方面进行分析。后者灌注成像实际上为一种特殊的动态扫描，是指在静脉注射对比剂的同时对选定的层面进行连续多次动态扫描，以获得该层面内每一体素的时间﹣密度曲线，然后根据曲线利用不同的数学模型计算出组织血流灌注的各项参数，并通过色阶赋值形成灌注图像，以此来评价组织器官和病变的灌注状态。

CT造影是指对某一器官或结构进行造影再行扫描的方法，它能更好地显示结构和发现病变。CT造影分为CT血管造影和CT脊髓及关节造影等几种。

CT血管造影（CT angiography , CTA）采用静脉团注的方式注人含碘对比剂80~100ml，当对比剂流经靶区血管时，利用多层螺旋 CT 进行快速连续扫描，再行多平面及三维 CT 重组获得血管成像的一种方法，其最大优势是快速、无创，可多平面、多方位、多角度显示动脉系统、静脉系统，观察血管管腔、管壁及病变与血管的关系。该方法操作简单、易行，一定程度上可取代有创的血管造影，CTA 的诊断效果已类似 DSA ，可作为筛查动脉狭窄与闭塞、动脉瘤、血管畸形等血管病变的首选方法。

CT 脊髓造影指在椎管脊髓蛛网膜下腔内注射非离子型水溶性碘对比剂5~10ml后，让患者翻动体位，使对比剂混匀后，再行 CT 扫描，以显示椎管内病变。 CT 关节造影指在关节内注入气体（如空气、CO2）或不透 X 线的对比剂后，进行 CT 扫描，可更清晰观察关节的解剖结构，如关节骨端、关节软骨、关节内结构及关节囊等。这些检查技术多已被 MRI 检查所取代。

碘对比剂的不良反应主要包括副反应和肾毒性。

常规血管内对比剂的排泄，90％以上的量是经过肾脏排出的。其主要的影响是使肾脏的负担加重，对于肾功能正常的患者来讲，很少因对比剂的应用产生不良反应。但是，对于那些本来肾功能就有损害的患者就有可能发生对比剂性肾中毒，而且对比剂的用量越大，注药前肾小球滤过率越低，发生对比剂肾中毒的危险性越高。肾功能不全的患者尽量避免使用血管内对比剂，必须用时，应该注意尽量减少对比剂剂量。

针对对比剂不良反应，注药过程中要密切观察患者体征与反应，一旦发生不良反应，应立即停止注药，并根据对比剂不良反应的程度，进行相应处理。

CT设备由扫描部分、计算机系统、图像显示和存储系统以及后处理工作站组成。

在 CT 发明和应用的历史进程中，其发展大致可分为两个阶段，即从 CT 发明到螺旋 CT 出现的非螺旋 CT 阶段，以及从螺旋 CT 投入临床使用到多层螺旋 CT 时代。第一阶段的意义是改变了医用 X 射线的诊断方式，而第二阶段则是在第一阶段的基础上发展和丰富了横断层 X 线诊断的手段。第一阶段 CT 设备仅保留了历史意义，第二阶段 CT 设备正在使用。

与非螺旋 CT 相比，单层螺旋 CT 设备结构主要是利用了滑环技术，去除了 CT 球管与机架相连的电缆，球管探测器系统可连续旋转，并改变了以往非螺旋 CT 的馈电和数据传导方式，使 CT 扫描摆脱了逐层扫描的模式，从而提高了 CT 扫描和检查的速度。由于螺旋 CT 扫描时检查床连续单向运动，球管焦点围绕患者旋转的轨迹类似一个螺旋管形，故称为螺旋扫描。

由于螺旋 CT 采集的数据是连续的，所以可在扫描区间的任意位置重建图像。通过采用不同的重建增量，可确定相邻被重建图像的间隔或层面重叠的程度。重建增量与被重建图像的质量有关，即不同程度的重叠重建，可使三维等后处理图像的质量改善。

4层螺旋 CT 的探测器材料采用了辐射转换效率高的稀土陶瓷闪烁晶体，与光电二极管一起共同组成探测器阵列，辐射的总转换效率可达到99%。与单层螺旋 CT 相比，旋转一周扫描覆盖的范围比单层螺旋扫描有所增加，每旋转一周的扫描时间也缩短至0.5秒，纵向分辨率也有所提高。

16层螺旋 CT 在2002年的北美放射年会上被推出，其最大的改变是探测器阵列的排数和总宽度增加，并且机架旋转一周的扫描速度也相应缩短为0.42秒，最短为0.37秒。2003年后各大 CT 机生产厂商相继推出了64层螺旋 CT 产品，其主要变化是滑环旋转一周的速度提高（最短0.33秒），一次扫描层数增加和覆盖范围加大，另外图像质量和各向同性的分辨率又有提高。2007年的北美放射学年会，多家厂商宣布推出128层、256层以及320/640层多层螺旋 CT 扫描仪。

双源 CT 是2005年推出的新型 CT 扫描仪，它的基本结构秉承了64层 CT 的设计，仅在 X 线管和探测器系统作了大胆的创新，由沿袭使用的一个 X 线管、一组探测器系统，改变成了双 X 线管和双探测器系统，使 CT 的检查无论从扫描的速度和扫描仪的功能定位（可利用两种不同的辐射能做一些功能性的检查，以往 CT 基本只能做形态学的检查）都大大前进了一步。

双源 CT 的两个 X 线管可同时工作，也可分别使用。当心脏成像、双能减影和全身大范围扫描时，可采用两个 X 线管同时工作，而一半的扫描仅有一组 X 线管探测器系统工作。当用于心脏成像时，相对于64层螺旋 CT 可减少一般的扫描时间，另外，在心脏图像重建的方法中，除降低机械扫描时间外，还可采用多扇区重建方法提高时间分辨率。

能谱 CT 为2008年推出的一种新型 CT ，基本配置为64排的探测器阵列，扫描机架旋转一周的最短时间为0.35秒，但其在 X 射线管、探测器材料和高压发生器上作了重大的改进，配以该机的专用成像软件，可实现能谱成像。在临床应用方面，能谱成像可生成101种单能谱辐射，并形成两种基物质图像，对人体多种组织进行分析，还可用于体内金属植入物伪影的有效去除。另外，采用改进的迭代重建方法，使 CT 成像的剂量得以进一步降低。256层 CT 和双源 CT 也可兼有能谱成像功能。

CT是用X线束对人体检查部位一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面上各个不同方向的人体组织的X线，经模/数转换输入计算机，通过计算机处理后得到扫描断层的组织衰减系数的数字矩阵，再将矩阵内的数值通过数/模转换，用黑白不同的灰度等级在荧光屏上显示出来，即构成CT图像。根据检查部位的组织成分和密度差异，CT图像重建要使用合适的数学演算方式，常用的有标准演算法、软组织演算法和骨演算法等。图像演算方式选择不当会降低图像的分辨率。

CT 图像是经数字转换的重建模拟图像，是由一定数目从黑到白不同灰度的像素（pixel）按固有矩阵排列而成。这些像素的灰度反映的是相应体素（voxel）的 X 线吸收系数。如同 X 线图像， CT 图像亦是用灰度反映器官和组织对 X 线的吸收程度。如含气的肺组织吸收 X 线少，在 CT 图像上呈黑色影像，即低密度影像；肌肉或脏器等软组织，吸收中等剂量的 X 线，呈灰色影像，即中等密度影像；骨组织含钙量高，吸收 X 线多，呈白色影像，即高密度影像。

CT 图像的密度分辨力（密度 分辨率）相当于常规 X 线图像的10~20倍。因此，人体不同的软组织虽然对 X 线的吸收差异小，但在 CT 图像上亦可形成对比，这是 CT 图像的优点。所以， CT 能清楚显示由软组织构成的器官，如脑、纵隔、肝、胰、脾、肾及盆腔等器官，并可在良好图像背景上确切显示出病变影像，这种病灶的检出能力是常规 X 线图像难以达到的。然而，CT 装置不同，所选择的显示技术不同，像素的大小和矩阵数目亦就不同。虽然像素越小，矩阵数目越多，构成的图像越细致，空间分辨力（spatial 分辨率）就越高，但总体而言， CT 图像组成的基本单位即像素仍显较大，故空间分辨力不及常规 X 线图像。然而， CT 图像的高密度分辨力所产生的诊断价值仍远远超过空间分辨力不足带来的负面影响。

CT 图像不但能从形态学上以不同的灰度来显示组织器官和病变的密度高低，而且还可以应用 X 线吸收系数的数值，来量化评估密度高低的程度，这是常规 X 线检查所无法达到的。在临床工作中， CT 密度的量化标准不用 X 线吸收系数表示，而是用 CT 值，单位为享氏单位（Hounsfield unit , HU)。因此，在描述某一组织器官或病变密度时，不但能够用高密度、中等密度或低密度来形容，亦可用它们的 CT 值来说明密度的高低程度。 由于 CT 具有较高的密度分辨力，可将密度差别小的软组织及其病变分辨出来，例如脑皮质、髓质与脑梗死灶。临床工作中，为了使 CT 图像上欲观察的组织结构和病变达到最佳显示，需根据它们的 CT 值范围，选用不同的窗技术，其包括窗位（window level ）和窗宽（window width ）。

CT 图像常规是横轴位断层图像，克服了普通 X 线检查各组织结构影像重叠的缺点，从而使各个器官组织结构得以清楚显示，明显提高了病灶的检出率。然而，断层图像不利于器官结构和病灶的整体显示，需要连续观察多帧图像，经人脑思维整合或运用图像后处理重组技术，才能形成完整的概念。

CT 横轴位断层图像是含有一定层面厚度的组织结构的重建图像。当一个扫描层面厚度内只含有一种组织时，所测量的 CT 值代表该组织的密度。但是，在一个扫描层面的厚度方向内同时含有两种或两种以上密度不同且走行与层面平行的组织时，其所显示的密度并非代表任何一种组织，所测得的 CT 值为它们的平均值，这可影响微小病变的显示和诊断。为了克服这一不利因素，可采用更薄的准直、更小的重建层厚和特殊算法进行图像重建，如高分辨力 CT 检查。CT 扫描的层厚已可小于1mm。在亚毫米薄层扫描的基础上，利用计算机软件对 CT 轴位断面图像信息进行图像重组，可获得冠状位、矢状位二维图像以及三维立体的 CT 图像。

自从1895年威廉·伦琴发现X线， X线就被广泛应用于人体器官的检查。但是，由于人体内某些器官对X线的吸收差别极小，因此X线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。于是，人们开始寻找一种新的技术来弥补常规X线的不足。

1917年，奥地利数学家约翰·柯登在首先提出了一种新的算法，使得二维或三维的物体能够通过一组测量投影数据重建单一影像。大约在1957年，阿兰·科马克（Allan M.Cormack）发明了一种计算X线在人体内的辐射特性的方法，并在1963年至1964年间在美国《应用物理学杂志》（Journal of Applied Physics）上分别发表了两篇基础科学论文，为CT的发明奠定了理论基础。高弗雷·豪斯费尔德 （Godfrey Newbold Hounsfield）于1967年产生了计算机断层成像的想法，并在1968年获得专利。1971年，豪斯费尔德制造了一台用于扫描人脑的CT机，并在伦敦郊区的一家小医院Atkinson Morley医院进行了第一次测试。最初的CT机仅用于头颅CT检查，扫描每幅头颅横轴位图像需要几分钟时间，并需要几天的时间才能完成图像重建。

1972年，诞生第二代CT机：平移-旋转式，将X线束改为扇形扩大了扫描范围。1975年，斯坦福大学教授Douglas Boyd发明第三代CT机：旋转-旋转式，控测器激增至300-800个，与相对的X线管作旋转运动。1974年，乔治城大学（Georgetown University）的Robert Ledley教授研制了可以用于全身扫描的CT设备。1978年，美国科学与工程公司（AS\u0026E）的Sadek Hilal博士、Jay Stein博士和来自贝尔实验室的 Larry Shepp 博士共同研发了第四代CT机，控测器增加至1000-2400个，并环状排列且固定不动，只有X线管围绕患者旋转。1979年，阿兰·科马克和豪斯费尔德因研究X射线断层成像与相关技术与发明荣获诺贝尔生理学或医学奖。

1983年，诞生第五代CT机—电子束CT，并应用于临床。电子束CT机由电子束扫描替代了X线管与检测器的机械扫描，因而扫描速度提高近百倍，解决了心脏扫描等问题。1989年，Willi Kalender 提出螺旋CT扫描的临床应用思想，促进了CT技术的发展，开拓了容积扫描理论并将其应用于实践。CT探测器从单个探测单元、单排至多排，再到各种面阵探测器，使得CT扫描向大覆盖范围、薄层、高分辨、高速度等高性能方向发展。面阵探测器接收锥形束投影真正实现了容积扫描，成为CT技术发展的一大方向。

1989~1998年为螺旋CT机及血管CT机时代，滑环技术的应用使得CT的X线装置可以连续旋转，使得CT机能通过一次屏气完成整个器官的连续性扫描，并实现了动脉期成像和CT血管造影检查。1999~2008年为多层螺旋CT机时代及心脏CT机时代。2002年，16层螺旋CT机推出，2003年进化到64层螺旋CT机，2005年CT 机生产厂商发展出了双能CT机，2007年，多家厂商推出128层、256层以及320/640层多层螺旋CT扫描仪，2008年推出能谱CT机。256层CT和双源CT也可兼有能谱成像功能。

在2022年心血管计算机断层扫描协会（SCCT）会议上展出的GE Revolution CT系统展示了CT领域的发展方向。这套新系统具有AI 增强功能，可实现方案自动化并帮助减少剂量，每次旋转具有160毫米的解剖覆盖范围，并在一次扫描期间使用不同能量之间的快速 kV 切换提供光谱成像。先进的CT技术发展包括：

光子计数是CT市场真正的游戏规则改变者，已吸引越来越多的关注。光子计数CT技术极大地提高了图像质量、改善了组织特征并减少了所需的造影剂和辐射剂量。光子计数还将不同 kV 能量检测到的光子进行分类，使所有扫描本质上都是光谱CT扫描。这使得放射科医生能够查看不同kV级别的图像，以区分和分析图像中的不同特征，因此不需要多次重复扫描患者。 另外，碘、钙、金属和尿酸的组成等元素也可以增强或从图像中调出，这有助于更好地观察小肾结石或心肌缺血、中风和肺栓塞等问题中的碘灌注。

能谱CT或双能CT系统已经存在十多年了，但因工作流程中的额外成本和额外步骤而无法广泛采用。 美国所有主要CT供应商都已提供具有内置光谱功能的CT系统。西门子股份公司于2021年推出了第一个光子计数商业化系统，其他几家供应商也正在开发该系统。

多层螺旋CT为市场主流CT。伴随着影像技术的发展，CT排数与层数不断增加。多排多层CT的优势在于成像速度更快，可减少运动伪影，以及对心脏血管等运动脏器成像效果更好。图像层厚更小，减少部分容积效应，图像更加清晰准确。发达国家的CT市场曾经盛行的64排扫描仪系统已被更高排数与层数的系统所取代，例如128至160个切片的系统。单层螺旋CT，X射线环绕人体旋转一周，可产生一层人体的“切片”，依此类推，因此多层螺旋CT系统也可称为高切片系统。在美国和西欧，即使是256个及以上的高切片系统也得到了更多的采用。

人工智慧（AI）已广泛应用于CT检查，包括智能调度、规划自动化CT方案、提供更高图像质量的新型图像重建、加快工作流程、图像分析和自动量化等方面。 扫描仪上使用的人工智能则有助于更好地将患者定位在手术台上，从而减少重检次数。

开发冷阴极X射线管可大大减少CT和其他基于X射线的系统的重量和材料，使系统更易于维护，并大大减小系统的尺寸和成本。冷X射线源可能会成为一个主要的游戏规则改变者，因为它们比传统X射线源更轻、更小、更快且更便宜。冷X射线源已取得了进展，例如使用碳纳米管。 碳纳米管X射线源被认为是具有革命性的新型X射线源。碳纳米管冷阴极的X射线源的光子效率远高于传统的热阴极，具有可控发射、高时间和空间分辨率、低功耗且易于集成等诸多优势，为CT设备带来技术上的革命性突破。