X 光如何看穿你的頸椎、腰椎病_風聞

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－文字稿－

低頭玩手機！長時間久坐！你是否每天下班回家，都覺得肩頸僵硬！腰痠背痛！

別再苦苦支撐了！快去醫院，照 X 光、掃 CT ，看看你的頸椎、腰椎到底出了什麼問題！

人體的脊椎，從上到下共有 33 塊骨頭，靠椎間盤、肌肉、韌帶連接而成，周圍還緊緊依附着血管和神經。

健康的脊椎會在頸、胸、腰、骶四處微微彎曲，增強整體韌性，支撐軀幹。而長期低頭彎腰，很容易造成頸椎、腰椎的曲度變直最終壓迫血管或神經。

X 光可以快速看出你的脊椎是直是彎。

這是一台 X 光機，其中最重要的部件是 X 光球管，外殼是熔點高、絕緣強度大的鉬組硬質玻璃，內部真空，並分成兩極，通電時，電壓差可達 150kV。

在陰極的這個位置，裝有鎢制燈絲，單獨接入 6~12V 的低壓電，像燈泡一樣發光發熱並放出高能電子，温度越高，電子越多。

在兩極電壓差的影響下，電子將從陰極快速撞擊在由錸鎢合金製成的陽極靶盤上，因為減速，電子損失的動能就會轉化成“制動輻射”。

此外，陽極靶盤上的原子，其本身低能級的內層電子會被陰極發出的電子撞飛，這時高能級的外層電子就會往裏躍遷，填補空位，損失的能量就會轉化成“特徵輻射”。

在這裏，兩種輻射就是 X 光，波長在 0.01~10nm 之間，會從陽極靶盤 6~17.5° 的斜面射到球管外面。

而陽極靶盤在電機驅動下，每分鐘可轉一萬圈，以免電子持續轟擊在一點上，損壞盤面。

球管外循環流動着散熱油，一起封裝在鉛製管套內，防止輻射外泄，只留一個窗口放出 X 光。

X 光能穿透人體，但體內不同密度的組織會讓 X 光不同程度地衰減，最終投影在探測器上。

其中，低密度的脂肪，因為衰減的少，在 X 光片上偏黑，而高密度的骨骼或其他鈣化組織則偏白，在 X 光片上也最明顯。

我們先看頸椎，從第二椎體的齒狀突上緣至第七椎體下緣連線，畫出一個弓形。正常情況下，弓頂在第五椎體上緣，且到連線的距離約 7~17mm 。

距離過小就意味着曲度變直，乃至更嚴重的反弓。

不論頸椎、腰椎，曲度變直都可能伴隨其他病變，比如韌帶鈣化、骨質增生、椎間隙過窄。

椎間隙過窄，就很可能有椎間盤病變。但椎間盤不是骨骼，在 X 光片上看不到，要想確診最好再做 CT——計算機斷層掃描。

這是一台 CT 機，在掃描架中有一個 X 光球管，對面則是一排探測器。當掃描架繞着人體旋轉一圈，X 光也照了一圈，經計算機處理後就能得到截面圖。

這個過程看上去簡單，但其實需要非常複雜的計算。

當 X 光從一個角度照射人體，只能得到 X 光經過所有組織衰減後的投影，我們無法確定不同組織對 X 光分別衰減了多少，也就無法區分各個組織有多厚以及在哪個位置。

所以用 CT 照完一圈後，只能得到這樣一個圖像，稱為正弦圖（Sinogram），橫座標上不同的位置就對應着不同角度獲得的投影。

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要想還原正弦圖，最直接的方法是反投影。

我們看一個簡單的例子。畫面上有兩個方塊，用 X 光從橫、豎、斜向照射後會得到三個投影。

我們先把橫向的投影延伸到整個畫面，再疊加上豎向、斜向的反投影，不斷疊加其他角度的反投影，就可以大致看到原始的兩個方塊。

但有個問題，方塊周圍原本沒有東西的區域也被高亮了，一旦反投影複雜圖案就會出現光暈，邊界模糊，這稱為“星狀偽跡”。

所以在反投影前最好先濾波，簡單來説，單個角度的投影可以轉化成波形圖，代入一個函數使波形圖中高峯兩側出現負值的低谷，在反投影時就表現為越亮的區域兩側越暗，這樣在多角度反投影后，方塊周圍就基本不會有星狀偽跡。

同樣，對於複雜圖案，濾波反投影后也能還原出更清晰的邊界。

需要注意，CT 截面重建的核心數學原理是拉東變換和傅里葉切片定理，過程非常曲折，你可以在我們的微信公眾號後台回覆“ CT ”獲取相關資料。

有了 CT 圖像，我們就可以看到椎間盤形態。這是一個正常的椎間盤。

而其他這些 CT 則分別顯示椎間盤外圍纖維環鈣化、左後旁中央型突出、椎間盤膨出壓迫椎管。

X 光和 CT 雖然可以快速看穿你的頸椎、腰椎病，但也伴隨着輻射。脊椎單次 X 光的輻射劑量可達 1.5mSv ，單次 CT 可達 6mSv。

不過根據國際放射防護委員會的研究，成人單次劑量在 50mSv 以下，在統計上未發現顯著的致癌風險。

需要注意，身材越胖，X 光衰減也越多，所以為了獲取清晰的圖像，醫生可能會在安全範圍內稍微提高劑量，如果你特別擔心這點輻射的話，最好還是減肥吧。