《破碎的忒伊亚》森田

1、第一章 夜幕渐渐

　　前言
　　ＣＴ是一种反物质，它也可以说成是物质的一种倒转的体现形式。
　　对于地球来讲，ＣＴ是陌生的，但在太空中却存在着许多由它构成的流星、慧星和小行星。
　　ＣＴ原子由带负电的原子核和带正电的电子组成。这是一种肉眼不能看见的差别，但也是一种致命的差别。ＣＴ物质看起来与普通的物质别无二致——只要二者不碰触到一起。一旦碰触发生，两种物质正好相反的电荷互相抵销，相反的粒子发生爆炸，释放出巨大的能量。著名的爱因斯坦方程式曾演示过这种能量释放比率。和这种彻底的反应比起来，铀裂变就像是划燃一根安全火柴一样微不足道。然而，仍然有人想要控制住这种巨大的能量。像布莱恩和德雷克一类的太空工程师梦想着制造出ＣＴ机器来开采和冶炼ＣＴ矿石，用以建造ＣＴ发电站。
　　ＣＴ是不可触碰的，理论上，用物质建成用以支撑ＣＴ工具的安全底盘是不可能成功的。只有一点是肯定的，ＣＴ流星群对于星际航行构成了巨大的威胁。
　　——摘自《宇航员手册》中保罗·安德斯上校所著的《高层太空卫队》第一章

　　第一章太空前沿
　　伊斯奈斯港是忒伊亚型上唯一有人迹的地方。它位于一座山峰的顶端，周围有一层薄薄的人造空气环绕。
　　这个港口小镇俗丽喧嚣，到处都是飘泊不定的冒险者，但它却是高层空间托管政府所辖的所有远逸小行星的首府。
　　2190年3月的一个早晨，安吉·诺尔克乘坐行星号飞船从地球返回伊斯奈斯港。
　　这以前，她花了整整四年时间在□□攻读太空工程学学士学位。
　　现在她又回到了托管区，不但获得了新的学位，而且带着她那大胆的梦想——建造ＣＴ底盘。
　　诺尔等了很久时间才轮到她走出飞船。
　　她站在通道口，身材瘦高，有着明亮的蓝眼睛及一头漆黑的头发，显得很年轻。
　　在她身前，是一长队劳工，他们正推推搡搡地走向海关及移民部门的官员。
　　她不由有些不耐烦起来，忍不住满怀希望地四处张望，想要找到自己认识的人。
　　她的家尚在两千万公里外的一颗名叫奥巴尼亚的小行星上，很少有飞船去那儿。
　　她盼着父亲会来接她回家。
　　许多飞船像银色尖塔一样林立在山顶周围，但却没有麦奇那艘破旧的，名叫“再见，简”的飞船的影儿。

　　她有点烦躁，闭上了眼睛进入了自己脑中的世界。
　　打算好好回顾自己的计划，并且加以完善。

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　　CT是用X射线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描，由探测器接收透过该层面的X射线，转变为可见光后，由光电转换变为电信号，再经模拟/数字转换器转为数字，输入计算机处理。

　　图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体，称之为体素。

　　扫描所得信息经计算而获得每个体素的X射线衰减系数或吸收系数，再排列成矩阵，即数字矩阵，数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。

　　经数字/模拟转换器把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块，即像素，并按矩阵排列，即构成CT图像。

　　所以，CT图像是重建图像。每个体素的X射线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。

　　CT的工作程序是这样的：它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同，应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量，然后将测量所获取的数据输入电子计算机，电子计算机对数据进行处理后，就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像，发现体内任何部位的细小病变。

　　相关参数
　　CT值
　　某物质的CT值等于该物质的衰减系数与水的吸收系数之差再与水的衰减系数相比之后乘以分度因素。物质的CT值反映物质的密度，即物质的CT值越高相当于物质密度越高。
　　即CT值=α×（μm-μw）/μw
　　α为分度因数，其取值为1000时，CT值的单位为亨氏单位（Hu）。人体内不同的组织具有不同的衰减系数，因而其CT值也各不相同。按照CT值的高低分别为骨组织，软组织，脂肪，水，气体，水的CT值为0Hu左右。
　　空间分辨率，密度分辨率，时间分辨率
　　前者指影像中能够分辨的最小细节，中者指能显示的最小密度差别，后者指机体活动的最短时间间距。
　　层厚与层距
　　前者指扫描层的厚度，后者指两层中心之间的距离。
　　部分容积效应
　　由于每层具有一定的厚度，在此厚度内可能包括密度不同的组织，因此，每一像素的CT值，实际所代表的是单位体积内各种组织的CT值的平均数，故不能反映该组织的真实CT值。
　　窗宽与窗位
　　由于正常或异常的组织具有不同的CT值，范围波动在－1000～+1000Hu范围内，而人类眼睛的分辨能力相对有限，因此欲显示某一组织结构的细节时，应选择适合观察该组织或病变的窗宽以及窗位，以获得最佳的显示。
　　FOV
　　分扫描野(SFOV)和显示野（DFOV）两种，扫描野是X线扫描时的范围，显示野是数据重建形成的图像范围，扫描野大于显示野。
　　KV、mAs
　　即管电流、管电流量，决定X线的硬度和光子数量的两种参数，增大KV值可以使X线的穿透力增加，增大mAs则增加辐射量，所以面对不同年龄，不同体型的病人时，需要选择对应的检查选项。
　　矩阵
　　CT矩阵用于重建图像，有256x256，512x512等几种，常用的是512x512,矩阵。
　　噪声
　　一个均匀物体被扫描。在一个确定的ROI（感兴趣区）范围内，每个像素的CT值[HU]并不相同而是围绕一个平均值波动，CT值的变化就是噪音。轴向（断层）图像的CT值呈现一定的涨落。即是说CT值仅仅作为一个平均值来看，它可能有上下的偏差，此偏差即为噪音。噪音是由辐射强度来决定的。也即是由达到探测器的X-Ray量子数来决定的。强度越大，噪音越低。图像噪音依赖探测器表面之光子通量的大小。它取决于X线管的管电压，管电流，予过滤及准直器孔径等。重建算法也影响噪音。
　　SNR
　　即信噪比，信号与招噪声的比值，适当减少噪声能使图像变得更佳。

　　CT图像是由一定数目由黑到白不同灰度的像素按矩阵排列所构成。这些像素反映的是相应体素的X线吸收系数。不同CT装置所得图像的像素大小及数目不同。大小可以是1.0×1.0mm，0.5×0.5mm不等；数目可以是256×256，即65536个，或512×512，即262144个不等。显然，像素越小，数目越多，构成图像越细致，即空间分辨力（spatial resolution）高。CT图像的空间分辨力不如X线图像高。
　　CT图像是以不同的灰度来表示，反映器官和组织对X线的吸收程度。因此，与X线图像所示的黑白影像一样，黑影表示低吸收区，即低密度区，如含气体多的肺部；白影表示高吸收区，即高密度区，如骨骼。但是CT与X线图像相比，CT的密度分辨力高，即有高的密度分辨力（density resolution）。因此，人体软组织的密度差别虽小，吸收系数虽多接近于水，也能形成对比而成像。这是CT的突出优点。所以，CT可以更好地显示由软组织构成的器官，如脑、脊髓、纵隔、肺、肝、胆、胰以及盆部器官等，并在良好的解剖图像背景上显示出病变的影像。
　　X线图像可反映正常与病变组织的密度，如高密度和低密度，但没有量的概念。CT图像不仅以不同灰度显示其密度的高低，还可用组织对X线的吸收系数说明其密度高低的程度，具有一个量的概念。实际工作中，不用吸收系数，而换算成CT值，用CT值说明密度。单位为Hu（Hounsfield unit）。
　　水的吸收系数为10，CT值定为0Hu，人体中密度最高的骨皮质吸收系数最高，CT值定为+1000Hu，而空气密度最低，定为-1000Hu。人体中密度不同和各种组织的CT值则居于-1000Hu到+1000Hu的2000个分度之间。
　　CT图像是层面图像，常用的是横断面。为了显示整个器官，需要多个连续的层面图像。通过CT设备上图像的重建程序的使用，还可重建冠状面和矢状面的层面图像，可以多角度查看器官和病变的关系。

　　优势
　　CT检查对中枢神经系统疾病的诊断价值较高，应用普遍。对颅内肿瘤、
　　几个部位的CT图像
　　几个部位的CT图像
　　脓肿与肉芽肿、寄生虫病、外伤性血肿与脑损伤、脑梗塞与脑出血以及椎管内肿瘤与椎间盘脱出等病诊断效果好，诊断较为可靠。因此，脑的X线造影除脑血管造影仍用以诊断颅内动脉瘤、血管发育异常和脑血管闭塞以及了解脑瘤的供血动脉以外，其他如气脑、脑室造影等均已少用。螺旋CT扫描，可以获得比较精细和清晰的血管重建图像，即CTA，而且可以做到三维实时显示，有希望取代常规的脑血管造影。
　　CT对头颈部疾病的诊断也很有价值。例如，对眶内占位病变、鼻窦早期癌、中耳小胆指瘤、听骨破坏与脱位、内耳骨迷路的轻微破坏、耳先天发育异常以及鼻咽癌的早期发现等。但明显病变，X线平片已可确诊者则无需CT检查。