01 CT 的簡介 Introduction of CT

CT scan 全名叫做 Computed Tomogram Scan，中文是「電腦斷層掃描」。

有些地方英文叫做 Computer Assisted Tomogram Scan，意思是電腦輔助斷層掃描，簡稱 CAT Scan。譬如電視影集「急診室的春天」裡面，就常聽到醫護人員喊叫安排 CAT Scan，念做 cat scan。我曾經看過有的影集，螢幕上的中文赫然出現「貓掃描」。

發明 CT 的人，得了諾貝爾獎。也使得神經科及神經外科蓬勃發展。在 CT 以前的時代，醫師靠 X 光，只能看到頭骨跟空氣的構造。很多診斷要靠臨床 Physical examination ，然後猜看看。很多時候，神經外科醫師把頭蓋骨打開，挖不到東西，才知道猜錯了。

後來加上血管攝影，以及所謂的 Pneumo-encephalogram （把空氣打到頭顱裡面，看看空氣的位置來判斷腦的問題）。診斷精確了，但是這兩項檢查都是麻煩死了，病人危險，醫師也累。

CT 的出現，使我們能夠真正看到腦部的構造，是個革命性的發明。也是腦神經科與腦神經外科真正的起步。病人很舒服，醫師也很舒服。以前沒有人要走神經外科，從此以後，大家都搶著走，因為是「新興行業」。

那麼 CT 到底是什麼東西？

CT 是 X 光的 Tomogram，利用 X 光，加上電腦計算，所做出來的掃描圖。因為是 X 光，所以 CT 產生的副作用跟 X 光幾乎完全一樣。懷孕的婦人，不應接受 CT 的檢查。

在瞭解 CT 的原理以前，我們先談談 X 光的穿透力。X 光對各種物質的穿透力不一樣。鉛板可以完全阻隔 X 光。而空氣則毫無阻擋能力。這種穿透的容易度，跟物質的密度有關，我們稱鉛板的密度很高，而空氣的密度很低。如果要把這種密度「數值化」，我們就有個東西叫做「CT number」。

CT number

下表是各種物質的 CT number，列在越上層的是密度越高的物質，越下層密度就越低。

底下這個數值是放諸海外皆準的標準值，最好背起來，否則最少也要知道個順序。  

一般的 CT 片，都把 window level 訂在大約 40，也就是大腦灰質的 CT number。這樣大腦的灰質就顯示成中間色，也就是灰色。而 CT number 比灰質大的，在 CT 片上就顯示成白色，密度越大就越白。我們稱為 Hyper-dense。CT number 比大腦灰質小的就顯示成黑色，密度越小就越黑，我們稱為 Hypo-dense。

Window Level 是什麼？他是類似影像軟體裡面的中間色 midtone 的值，決定顯示要白一點還是黑一點的標準。如果定得很高，那麼大部分的構造就變的黑色，很多解剖就區分不出來。但是如果我們要看骨頭而已，不想區分大腦的構造，那麼就可以想辦法調整 Window 讓顯示黑一點，我們稱為 bone window。詳細以後再談，現在先不要管。

表上最上面的是骨頭，密度最高，CT number 的值很大，在 CT 片裡面是最白的。其次是血塊，密度不小，也是呈現白色的。

表的最底層是空氣，密度很低，CT number 的值很小，CT 片裡是最黑的。其次是脂肪，也是黑的。

這沒什麼特別，因為傳統的 X 光上，骨頭也是白的，空氣也是黑的。

　 有人可能會問，金屬的穿透性最差，比骨頭密度還要高，為什麼表上沒有？因為金屬的密度高的太高了，不列在裡面，X 光根本穿透不過去，你可以想像成他的 CT number 是無限大。在 X 光上是白色的，而在 CT 上，「無限大」的值，會讓電腦計算錯誤，只會造成線性的干擾，沒有辦法呈像。

如果骨頭跟血塊都是白的，那在 CT 上怎麼分辨？我們剛才提到，一般 CT 是把 Window Level 訂在大腦灰質的 CT number 上。如果我們把 Window Level 放在骨頭與血塊的 CT number 之間，那麼骨頭的 CT number 比所定的灰色 Level 要高，就會呈現白色，而血塊比所定的灰色 Level 要低，所以這時就會呈現成黑色。這就是我們以後要談的 Bone Window。

當然，你可以在 CT 機器的電腦螢幕上，直接用滑鼠去看該點的 CT number，這樣也可以知道是骨頭還是血塊。

下圖是 Window Level 灰色訂在大腦灰質時，各種物質呈現黑或白的情形。

  簡易的原理說明

X 光穿透整個頭顱，經過頭骨，穿過腦部然後穿過對面的頭骨，得到的影像是穿透力的總和，我們在 X 光上看到的大部分只能分辨「頭骨」。那麼科學家如何把整個的穿透力的總和拆解出來，頭骨的歸頭骨腦部的歸腦部呢？這就是利用電腦計算的功能了。

我用簡單的方式來解說一下原理。

我們把病人的頭部放入 CT 的掃描隧道內。機器的 X 光放射管跟一般 X 光不一樣，不是固定的，而是繞著頭顱轉一圈。

如果有個 2x2 的方格，每一格以變數 A1，A2，B1，B2 來代表。我給你方程式，仿照 X 光旋轉時，X 光透視各個角度所經過的方格的總和。橫的，斜的，縱的一共會得到 6 個總和方程式。

橫的 A1+A2=8; B1+B2=8;  縱的 A1+B1=4;  A2+B2=12; 斜的  A1+B2=6;  A2+B1=10;  

由六個方程式，你有辦法解出 A1=1; A2=7 ; B1=3 ;B2=5 嗎？

我也沒有嘗試解看看，只是這是 CT 的原理，也就是 C 代表的 Computer 要做的事。不是我的事。

分成四格大概做不了什麼事。我們把機器的平面劃分成 32x32 個格子。頭顱放在裡面。

當放射管放出 X 光時，接收器會接收到穿透力的總和。譬如從上到下照射，有 32 個縱列，我們得到第一個方程式 a1+a2+a3+........+a32=sum_a  。第二個方程式 b1+b2+b3+....+b32=sum_b。等等 32 個縱列的方程式。當接收器，繞圈圈轉一個角度時，接收器又會得到很多的總和方程式。這樣圍著頭顱繞一圈會得出非常非常多的總和方程式。那些方程式太多太複雜是不可能用人工來解的，我們把所有的方程式丟給電腦去「解」。電腦會計算出來 32x32=1024 個變數的值。這就是各個格子的 CT number。我們把 CT number 換成黑白的灰階，填到格子裡面，畫出圖片。就得到底下這個圖。

這張圖，一共有 32x32=1024 個格子。這就是 CT 的原理。

電腦要解出有 1024 個變數的方程式也很費時間，得到上面這樣的圖片，神經外科醫師要偷笑了。因為他已經可以看到顱內出血，可以把病人抓去開刀了。

進一步的機器可以計算更多更複雜的方程式。譬如 64x64 的格子的話，就會看到：

上圖的情形大概是 20 年前的模樣。那實，我們已經興奮死了。現在的電腦太高級了，解析度也好太多了。目前我們這部機器是 1024x1024 。

  切片的概念

有家屬問，CT 片子上怎麼會有 12 個頭。哪一個頭才是他兒子的？怎麼有的頭有眼睛有的沒有？有的頭很大，有的頭很小？

一個最重要的觀念就是，CT 是 Tomogram 斷層片，也就是說，影像是「切面影像」。這好像是廢話。如果沒有這個觀念，底下都不用再談了。

CT 對頭部的掃描，就好像切橘子一樣。

我們把橘子當頭顱。從橘子外表看不到裡面有沒有爛掉，所以切片來檢查看看。一片一片切，一顆橘子切成 12 片。當然，首尾的橘子切片跟中間的切片，看起來會是不一樣的。我們一個切片一個切片來看看，這顆橘子有沒有地方爛掉或長蟲了。

從橘子的切片，是不是可以看到很多「裡面」的構造？是不是也好像看到了頭皮，頭骨，腦迴，跟很多內部的構造呢？如果這個橘子有地方爛掉了，仔細檢查這些切片應該檢查得出來。如果我們是用 3mm 的厚度切一片橘子，爛掉的地方是 7mm 那麼大，那麼可能有好幾片橘子切片都會看到爛的地方。當然如果爛掉的地方只有 1mm，那麼就看運氣了，有可能恰好切到，也有可能沒有切到，也就檢查不出來了。其實，CT 也是一樣，小於一公分的病變，有時 CT 也會恰好沒切到。

我們如果是從橘子的尾巴開始切的。如果看到爛的地方是比較後面的那幾片，那麼我們知道是橘子「頭」爛掉了。如果是最先的第 3 或是第 4 片就看到爛掉的地方，那麼我們就知道是橘子「尾」爛掉了。如果我們有三片看到爛掉的地方，那麼爛掉的範圍大概是 3mm 厚度的三倍，就是大概有 9mm 的大小爛掉了。

這樣的道理來看頭顱切片，是不是很簡單？

如果從橘子的切片，你分得出哪裡是橘子皮，哪裡是橘子肉，那麼你應該看得出 CT 片子哪裡是頭骨哪裡是腦部了。

  Gantry 切片的角度

如果老闆交代把橘子切片，要切正，你大概知道怎麼下刀，才算是「切正」。

那麼頭顱呢？你第一刀要切在哪裡，才算是標準？當然怎麼切都無妨，你的切面還是看得到各種構造。但是我們還是希望大家切的方向統一，這樣每個人看 CT 片時，會比較習慣，也比較好判讀。這個掃描的方向我們稱為 Gantry。

CT 一般是以 OM line (Orbito-Meatus line），即眼眶中心點與耳道的連線，做第一張掃瞄。這個方向跟標準的 Skull AP 是一樣的，所以可以參照 Skull AP 跟 CT 來看解剖。 標準的作法是每往上一公分做一次掃瞄，就像切一片橘子。（有些時候會細切，可能每 3mm 掃瞄一次）。外面醫院的片子，通常在左上角第一張圖會放上 Scout film，畫出掃瞄的方向，也讓我們可以對照哪一張 CT 小圖是切在哪一個部位。

因為每個病人都這樣固定方向切，所以我們醫院目前已經不放這張影像了。

注意：這個標準是開始的人定的，可能是想跟 skull AP 照射的方向一樣，判讀可以參考，也沒什麼道理說這樣切比較好。MRI 同樣是切片的掃描，標準的掃描方向硬是訂得跟 CT 不一樣，害我們沒有辦法把 CT 完全跟 MRI 的片子完全對照。

有些醫院很隨興，他也不照標準的 gantry 切法，轉院過來的病人 CT 片，看得很不習慣。

有時候急診的 CT 因為某些原因，頭沒有辦法擺得很標準，那麼 CT 片的判讀也要費點勁。
 

   拼湊成立體

有沒有想過把橘子的切片再重組回去？然後想看看，爛掉的地方從外面看，應該是在哪裡？大概沒有，切面看到爛掉了，就直接扔垃圾桶了。

如果 CT 片看到一個血塊，要開刀把血塊清除，那麼應該鋸開頭顱的哪一個部位呢？

我是神經外科醫師，常常要做底下的這個練習，讓我們來學習做看看。

我們利用 Gantry 的片子來拼湊立體。譬如你看到底下的 CT 片，第一張小圖是 OM line 算起來的第三張到第八張小圖。裡面有五張看得到白色血塊，在左邊的腦部。因為 CT 是 1 公分做一個切片，所以我們可以知道血塊大概是直徑 5 公分大小。但是位置在哪裡呢？

我們從左上角小圖開始看血塊。圖上，血塊大概是頭顱前後徑的中央，長度大概是前後徑的四份之一。我們把 gantry 那張片子拿來從底下算來第三條線，我們把剛剛判讀的血塊位置跟寬度劃上去，於是在那條線的中央的位置劃上去一條大約頭顱四分之一的粗線。

然後看下一張小圖。這是往上一公分的掃瞄圖。這次血塊比較寬，大概是頭顱前後徑的三份之一，位置也還是中央片後方一點點。我們再一次把 gantry 那張圖往上的那條線，把結果劃上去。再看下一張圖，往上一公分也同樣做這樣的動作。我們一邊看一邊把每一張掃瞄的圖畫到 Gantry 的圖上，就會劃出像下圖一樣的圖片。

那麼我們知道，拼湊成立體圖後，血塊是在病人聶葉的腦部。就如上圖所顯示的那樣。如果要開刀，就是開那裡啦。等你熟悉電腦斷層以後，就不一定要這麼麻煩了。不過，我們開刀時，還是常常要這樣畫畫看，然後設計頭顱要鋸開哪裡比較好。

如果看那張 CT 判斷是「額葉」或是「小腦」出血，那麼表示你還不懂得立體拼湊的概念，才會差那麼多。
 

  片子上的其他記號

剛剛我們說血塊因為橫跨五張小圖，所以估計血塊高大概有五公分。那麼長跟寬呢？不能拿一般的尺來量，因為 CT 是縮小圖。一般 CT 片上會有個五公分的刻度尺。那是縮小的刻度尺，要用那個尺量。

另外我們還要注意 R 這個記號。表示是右邊。一般來說，只要你把 CT 片放正，你的左手邊就是病人的右邊。但是看錯邊是非常不可原諒的錯誤，常會造成無法挽救的遺憾，所以還是要注意。尤其是病人不是平躺，而是 coronal CT 時，可能左右會相反。

記號 P 表示病人的後方。這點通常比較無所謂，如果不看記號，人有時會把左右搞混，但是很少人會把病人的臉跟後腦搞混的。

底下列出其他技術上的記號，不懂也無所謂，你不想看也不會怎樣。

我們從左上角，右上角，左下角，右下角依次陳述。

5152138  -  病人的病例號碼。
7/ - 第七張掃描片子。如果這個片子是打顯影的，那麼會寫成 7/CE，表示 contrast enhancement 的第七張。
+75.0mm - 離機器的原點距離 ＋75.0mm
+18.5 D - 掃描放射線傾斜的角度 18.5 度
MR=1.2 - Magnify Ratio 1.2
(256, 256) - 機器的座標
 
 

CCF - 病人姓名
99.06.25 09:16:51.4  - 檢查日期及時間
120KV/300mAs - 檢查時 X 光的強度條件
/M - 備註
 

WL=46 - Window Level 灰階裡面 CT number 46 訂為中間灰色
WW=100 - Window Width 灰階亮與暗的寬度包含的 CT number 值
7659:7 - 機器儲存資料的病人代號
Xvision/GX - 機器廠牌名稱
 

7074 - 機器檢查的病人代號
817-2 - 床號
80Y.M - 病人的臨床資料

1.5s - Spiral CT 一圈需要的秒數
S/10 - Spiral CT 每一格的厚度
SU/HF/VFF - Supine / Head First / View From Foot
FC20/ORG/ - 機器儲存各種設定條件 package 的代號
CHENG CHING HOSPITAL - 醫院名稱

台中澄清醫院 腦神經外科 林啟光 編寫

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