第五章-CT設(shè)備

1、第五章第五章X線計算機體層線計算機體層成像設(shè)備成像設(shè)備醫(yī)學影像設(shè)備學醫(yī)學影像設(shè)備學重要知識點重要知識點CT設(shè)備的基本組件及工作原理設(shè)備的基本組件及工作原理1檢測器及數(shù)據(jù)處理裝置工作原理檢測器及數(shù)據(jù)處理裝置工作原理2螺旋螺旋CT和多層和多層CT工作原理工作原理3CT設(shè)備應用質(zhì)量保證基礎(chǔ)知識設(shè)備應用質(zhì)量保證基礎(chǔ)知識4 CT圖像可直觀病變的外形、輪廓、范圍，甚至圖像可直觀病變的外形、輪廓、范圍，甚至其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，從而得到明確的定位和定性診斷。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，從而得到明確的定位和定性診斷。CT圖像清晰，密度分辨率高圖像清晰，密度分辨率高 CT檢查操作簡單、安全、屬于檢查操作簡單、安全、屬于“無損傷性無損

2、傷性診斷診斷”方法。方法。CT的局限性的局限性u 對顱腦和腹部實質(zhì)性腦器檢查效果較佳，對消對顱腦和腹部實質(zhì)性腦器檢查效果較佳，對消化道檢查就不適宜了?；罊z查就不適宜了。u CT圖像可直觀病變的外形、輪廓、范圍，甚至圖像可直觀病變的外形、輪廓、范圍，甚至其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，從而得到明確的定位和定性診其內(nèi)部結(jié)構(gòu)等，從而得到明確的定位和定性診斷。斷。CT的局限性的局限性u 但因其病變部位、大小、性質(zhì)、病程長短、病但因其病變部位、大小、性質(zhì)、病程長短、病人胖瘦和配合情況及人胖瘦和配合情況及CT掃描機固有性能等諸多掃描機固有性能等諸多因素，其檢查結(jié)果也有不理想時，也會有漏診，因素，其檢查結(jié)果也有不理想時，也

3、會有漏診，誤診。誤診。u 為提高其準確性，必須緊密結(jié)合臨床和一些其為提高其準確性，必須緊密結(jié)合臨床和一些其它檢查。它檢查。概概 述述一、一、X線線CT掃描設(shè)備的發(fā)展簡史掃描設(shè)備的發(fā)展簡史 CT：Computed Tomographyl CT掃描機在掃描機在20世紀世紀70年代初推出是數(shù)學運算的年代初推出是數(shù)學運算的進步和高速數(shù)學電子計算機發(fā)展的結(jié)果。進步和高速數(shù)學電子計算機發(fā)展的結(jié)果。l 早在早在1917年奧地利數(shù)學家雷當（年奧地利數(shù)學家雷當（J.Radon）就）就提出二維或三維的物體從各個方向上投影取得數(shù)提出二維或三維的物體從各個方向上投影取得數(shù)據(jù)，用數(shù)學計算方法可以計算出一張重建圖像。據(jù)，

4、用數(shù)學計算方法可以計算出一張重建圖像。隨后，科學家們從各個方面進行研究均在不同領(lǐng)隨后，科學家們從各個方面進行研究均在不同領(lǐng)域取得成功。域取得成功。 l 1963年美國塔夫脫大學物理學年美國塔夫脫大學物理學教授柯馬克（教授柯馬克（A.M.Cormack）在一篇文章中詳細敘述了他做在一篇文章中詳細敘述了他做的實驗及計算方法。他是正確的實驗及計算方法。他是正確應用圖像重建數(shù)學的第一人，應用圖像重建數(shù)學的第一人，從而為從而為CT圖像重建算法打下了圖像重建算法打下了基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 以人體組織對以人體組織對X線的線性吸收系數(shù)為線的線性吸收系數(shù)為物理參量，用物理參量，用X線投影作為人體組織線投影作為人體組織對

5、對X線線性吸收系數(shù)的線積分，研究線線性吸收系數(shù)的線積分，研究出重建圖像的數(shù)學方法。出重建圖像的數(shù)學方法。 A.M.Cormackl 19671970豪斯菲爾德博士豪斯菲爾德博士（G.N.Hounsfield）提出體層成像）提出體層成像的具體方法，世界上第一臺用于臨的具體方法，世界上第一臺用于臨床的床的CT掃描機在掃描機在1971年由英國年由英國EMI研究實驗室的研制成功，研究實驗室的研制成功，1972年在年在RSNA上宣布，宣告上宣布，宣告XT誕生。誕生。l 1974年美國年美國George-town大學醫(yī)大學醫(yī)學中心的學中心的Ledly研制成第一臺全身研制成第一臺全身CT掃描機。掃描機。 1

6、979年諾貝爾生理和醫(yī)學獎年諾貝爾生理和醫(yī)學獎 1972年年CT發(fā)明人發(fā)明人 Housfield先生先生 各代各代CT掃描機收集數(shù)據(jù)方式掃描機收集數(shù)據(jù)方式 第一代第一代CT掃描機掃描機 數(shù)據(jù)采集是基于數(shù)據(jù)采集是基于X線管和探測器作線管和探測器作平平移加旋轉(zhuǎn)（移加旋轉(zhuǎn)（T/R）的的掃描方式掃描方式,直線直線筆形束掃描，掃描過程：筆形束掃描，掃描過程：u X線管和探測器同步做直線平移運線管和探測器同步做直線平移運動，獲得動，獲得240個透射測量數(shù)據(jù)后，個透射測量數(shù)據(jù)后，停止平移；停止平移；uX線管和探測器圍繞人體旋轉(zhuǎn)線管和探測器圍繞人體旋轉(zhuǎn)1度，度，然后重復上述平移運動，平移運動然后重復上述平移運

7、動，平移運動方向與上次相反，在獲得方向與上次相反，在獲得240個透個透射測量數(shù)據(jù)后，停止平移，重復上射測量數(shù)據(jù)后，停止平移，重復上述過程，直到旋轉(zhuǎn)述過程，直到旋轉(zhuǎn)180。 u第一代第一代CT效率非常低，掃描時間長，通常效率非常低，掃描時間長，通常需要需要35分鐘，重建一幅圖像的時間為分鐘，重建一幅圖像的時間為5分分鐘，專用人體頭顱成像。鐘，專用人體頭顱成像。各代各代CT掃描機收集數(shù)據(jù)方式掃描機收集數(shù)據(jù)方式 第二代第二代CT掃描機掃描機 數(shù)據(jù)采集是基于數(shù)據(jù)采集是基于X線管和探測線管和探測器作器作平移加旋轉(zhuǎn)（平移加旋轉(zhuǎn)（T/R）的的掃掃描方式描方式,直線直線多路筆形束掃描多路筆形束掃描（或（或連續(xù)

8、扇形連續(xù)扇形X線束線束），探測），探測器的數(shù)量增加（器的數(shù)量增加（3-30），每次），每次旋轉(zhuǎn)的角度也可增大（旋轉(zhuǎn)的角度也可增大（3-30）總掃描時間縮短（）總掃描時間縮短（20-90s）。）。 要求每個探測器的性能和靈敏要求每個探測器的性能和靈敏度必須一致，避免產(chǎn)生投影數(shù)度必須一致，避免產(chǎn)生投影數(shù)據(jù)誤差。據(jù)誤差。各代各代CT掃描機收集數(shù)據(jù)方式掃描機收集數(shù)據(jù)方式第三代第三代CT掃描機掃描機 數(shù)據(jù)采集是基于數(shù)據(jù)采集是基于X線管和探測線管和探測器作器作旋轉(zhuǎn)（旋轉(zhuǎn)（R/R）的掃描方式的掃描方式,采用具有較寬扇形角（采用具有較寬扇形角（30 45）脈沖發(fā)射的扇形）脈沖發(fā)射的扇形X線束線束（連續(xù)旋轉(zhuǎn)脈沖

9、寬扇束掃描），（連續(xù)旋轉(zhuǎn)脈沖寬扇束掃描），總掃描時間縮短（總掃描時間縮短（35s），），掃描采用往復運動的方式實現(xiàn)掃描采用往復運動的方式實現(xiàn)交替層面掃描，避免電纜的過交替層面掃描，避免電纜的過度纏繞。度纏繞。各代各代CT掃描機收集數(shù)據(jù)方式掃描機收集數(shù)據(jù)方式第四代第四代CT掃描機掃描機u 探測器更多（探測器更多（600-1500個或更個或更多）緊密排成圓環(huán)，分布在多）緊密排成圓環(huán)，分布在360,掃描時探測器固定不動，掃描時探測器固定不動，只有只有X線管圍繞患者做線管圍繞患者做360旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（S/R），旋轉(zhuǎn)速度加快，扇，旋轉(zhuǎn)速度加快，扇形角更大，總掃描時間縮短（形角更大，總掃描時間縮短（1-5s）

10、。）。u 對散射線敏感，加小準直，降對散射線敏感，加小準直，降低了探測器的幾何效率，增加患低了探測器的幾何效率，增加患者輻射劑量。在臨床應用的不多。者輻射劑量。在臨床應用的不多。第五代第五代CT掃描機掃描機 X線管和探測器都是靜止的線管和探測器都是靜止的（S/R），為了獲為了獲得心臟等動態(tài)器官的高分辨率圖像，消除得心臟等動態(tài)器官的高分辨率圖像，消除運動偽影，掃描時間縮短致毫秒級，運動偽影，掃描時間縮短致毫秒級，1983年前后出現(xiàn)了兩種類型的高速掃描機：年前后出現(xiàn)了兩種類型的高速掃描機：超高速電子束超高速電子束CT掃描機（掃描機（EBT）動態(tài)空間重現(xiàn)機（動態(tài)空間重現(xiàn)機（DST）各代各代CT掃描機

11、收集數(shù)據(jù)方式掃描機收集數(shù)據(jù)方式第五代第五代CT掃描機掃描機超高速電子束超高速電子束CT掃描機掃描機EBT： 超高速超高速CT（UFCT）也稱電子束）也稱電子束CT（EBCT），它用電子），它用電子束的方法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的束的方法產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X線源，極大地提高了掃描速度。線源，極大地提高了掃描速度。四個緊挨的環(huán)狀鎢靶，兩排探測器陣列，探測器固定在兩個分開的圓環(huán)上，四個緊挨的環(huán)狀鎢靶，兩排探測器陣列，探測器固定在兩個分開的圓環(huán)上，130KV的高壓使電子槍產(chǎn)生電子束的高壓使電子槍產(chǎn)生電子束加速，聚焦的作用是使加速，聚焦的作用是使電子束聚成一個指定的焦點（電子束聚成一個指定的焦點（1mm1.2mm），再由電磁

12、），再由電磁偏轉(zhuǎn)線圈使電子束按規(guī)定的角度偏轉(zhuǎn)，射向偏轉(zhuǎn)線圈使電子束按規(guī)定的角度偏轉(zhuǎn)，射向4個固定個固定環(huán)靶，環(huán)靶，環(huán)靶半徑為環(huán)靶半徑為90cm，圍成，圍成210圓周。圓周。當電子束轟擊鎢環(huán)靶時即產(chǎn)生當電子束轟擊鎢環(huán)靶時即產(chǎn)生X線，經(jīng)準直后成扇形線束線，經(jīng)準直后成扇形線束穿過掃描部位，照射野為穿過掃描部位，照射野為47cm。在鎢環(huán)靶對面有兩排探測。在鎢環(huán)靶對面有兩排探測器陣列，固定在器陣列，固定在兩個分開的圓環(huán)兩個分開的圓環(huán)上，圓環(huán)半徑為上，圓環(huán)半徑為67.5cm，圍成圍成210圓周。第一個環(huán)上有圓周。第一個環(huán)上有864個探測器，第二個環(huán)上個探測器，第二個環(huán)上有有432個探測器。當電子束轟擊一個

13、鎢環(huán)靶時，可以掃描出個探測器。當電子束轟擊一個鎢環(huán)靶時，可以掃描出兩個層面圖像，當電子束同時轟擊兩個層面圖像，當電子束同時轟擊4個鎢環(huán)靶時，可以掃描個鎢環(huán)靶時，可以掃描出出8個層面圖像。個層面圖像。 X線穿過掃描部位后被靜止的高靈敏固體探測器（閃爍晶線穿過掃描部位后被靜止的高靈敏固體探測器（閃爍晶體和硅光電二極管）陣列接收，接收的數(shù)據(jù)經(jīng)預處理后由光體和硅光電二極管）陣列接收，接收的數(shù)據(jù)經(jīng)預處理后由光纜送至計算機，利用卷積快速富里葉變換重建圖像。纜送至計算機，利用卷積快速富里葉變換重建圖像。 *超高速超高速CT除具有心臟疾病的診斷功能外，除具有心臟疾病的診斷功能外，還具備一般還具備一般CT功能。

14、它有三種掃描方式：功能。它有三種掃描方式： 1. 單靶單層面掃描方式；單靶單層面掃描方式；2. 單靶多層面連續(xù)掃描方式；單靶多層面連續(xù)掃描方式；3. 多靶多層面掃描方式；多靶多層面掃描方式； 多靶多層面是超高速多靶多層面是超高速CT最大優(yōu)點。在一切不動的情況下，一最大優(yōu)點。在一切不動的情況下，一次掃出次掃出8個層面的圖像僅需個層面的圖像僅需0.46秒。秒。 特點：基于電子束掃描技術(shù)；沒有作機械掃描的部件；數(shù)據(jù)特點：基于電子束掃描技術(shù)；沒有作機械掃描的部件；數(shù)據(jù)采集的方法不同于常規(guī)采集系統(tǒng)。采集的方法不同于常規(guī)采集系統(tǒng)。螺旋螺旋CT螺旋螺旋CT掃描中掃描中,X線管在單一方向上連續(xù)旋轉(zhuǎn)線管在單一方

15、向上連續(xù)旋轉(zhuǎn),在在X線管線管連續(xù)旋轉(zhuǎn)中放射連續(xù)旋轉(zhuǎn)中放射X線，同時病人躺在掃描床上，其床線，同時病人躺在掃描床上，其床面縱向的勻速移動。面縱向的勻速移動。X線相對于病人的移動描述病人線相對于病人的移動描述病人身體形成螺旋線形軌跡，故稱身體形成螺旋線形軌跡，故稱螺旋掃描螺旋掃描又稱容積掃描，又稱容積掃描，屬于第三代屬于第三代CT。 滿足：滿足：依靠依靠滑環(huán)技術(shù)滑環(huán)技術(shù)使使X線管能連續(xù)地沿著一個方向線管能連續(xù)地沿著一個方向轉(zhuǎn)動；病床能做同步勻速直線運動；使用大功率、高轉(zhuǎn)動；病床能做同步勻速直線運動；使用大功率、高熱容量和散熱率的高頻熱容量和散熱率的高頻X線發(fā)生裝置；具有螺旋加權(quán)線發(fā)生裝置；具有螺旋

16、加權(quán)算法軟件；選用計算速度快、存儲容量大的計算機系算法軟件；選用計算速度快、存儲容量大的計算機系統(tǒng)。統(tǒng)。螺旋螺旋CT掃描機具有優(yōu)點：掃描機具有優(yōu)點：1. 掃描速度快：通常掃描速度快：通常1秒內(nèi)可旋轉(zhuǎn)秒內(nèi)可旋轉(zhuǎn)360，從，從而有效地縮短了掃描時間。而有效地縮短了掃描時間。2. 連續(xù)掃描和連續(xù)采集數(shù)據(jù)可獲得容積數(shù)據(jù)，連續(xù)掃描和連續(xù)采集數(shù)據(jù)可獲得容積數(shù)據(jù)，后處理中可重建任意位置的層面像和高質(zhì)后處理中可重建任意位置的層面像和高質(zhì)量的三維重建圖像。量的三維重建圖像。3. 快速無層間隔掃描，可以充分發(fā)揮造影劑快速無層間隔掃描，可以充分發(fā)揮造影劑的對比增強作用。的對比增強作用。各代各代X X線線CTCT掃描

17、機的特點掃描機的特點 二、二、CTCT設(shè)備的發(fā)展趨勢設(shè)備的發(fā)展趨勢1972年年2013年（年（640螺旋螺旋CT）硬件的發(fā)展趨勢：硬件的發(fā)展趨勢：提高掃描速度提高掃描速度提高圖像質(zhì)量：提高圖像質(zhì)量：X線源特性和探測器性能；掃描數(shù)目和線源特性和探測器性能；掃描數(shù)目和速度；圖像重建的算法；數(shù)據(jù)表達和顯示方法。速度；圖像重建的算法；數(shù)據(jù)表達和顯示方法。降低劑量降低劑量縮小體積縮小體積簡化操作簡化操作提高工作效率提高工作效率二、二、CTCT設(shè)備的發(fā)展趨勢設(shè)備的發(fā)展趨勢1972年年2013年（年（640螺旋螺旋CT）硬件的發(fā)展趨勢：硬件的發(fā)展趨勢：研制和生產(chǎn)新型的高效探測器研制和生產(chǎn)新型的高效探測器CT

18、設(shè)備與其他設(shè)備的整合設(shè)備與其他設(shè)備的整合CT設(shè)備與放射治療設(shè)備的整合設(shè)備與放射治療設(shè)備的整合二、二、CTCT設(shè)備的發(fā)展趨勢設(shè)備的發(fā)展趨勢1972年年2013年（年（640螺旋螺旋CT）硬件的發(fā)展趨勢：硬件的發(fā)展趨勢：研制和生產(chǎn)新型的高效探測器研制和生產(chǎn)新型的高效探測器CT設(shè)備與其他設(shè)備的整合設(shè)備與其他設(shè)備的整合CT設(shè)備與放射治療設(shè)備的整合設(shè)備與放射治療設(shè)備的整合二、二、CTCT設(shè)備的發(fā)展趨勢設(shè)備的發(fā)展趨勢軟件功能的發(fā)展趨勢軟件功能的發(fā)展趨勢血管成像血管成像三維圖像重建三維圖像重建CT引導下的介入治療引導下的介入治療仿真內(nèi)鏡仿真內(nèi)鏡放療計劃放療計劃第二節(jié)第二節(jié) CT成像系統(tǒng)成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)

19、據(jù)采集系統(tǒng)計算機和圖像計算機和圖像重建系統(tǒng)重建系統(tǒng)圖像顯示、記圖像顯示、記錄和存儲系統(tǒng)錄和存儲系統(tǒng)第二節(jié)第二節(jié) CT成像系統(tǒng)成像系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)一、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是從是從X線產(chǎn)生，經(jīng)過濾過，準直穿過掃描部線產(chǎn)生，經(jīng)過濾過，準直穿過掃描部位，準直，探測器收集成為電信號，經(jīng)位，準直，探測器收集成為電信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，送至計算機。轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，送至計算機。系統(tǒng)的組成包括系統(tǒng)的組成包括X線線高壓發(fā)生器、高壓發(fā)生器、X線管、準線管、準直器、濾過器、探測器、掃描機架、病床和直器、濾過器、探測器、掃描機架、病床和前置放大器及接口電路前置放大器及接口電路等。等。（一）（一）X線發(fā)生裝置線發(fā)

20、生裝置X線線CT掃描機用的掃描機用的X線管與普通診斷線管與普通診斷X線線機用的機用的X線管結(jié)構(gòu)一樣，有固定陽極線管結(jié)構(gòu)一樣，有固定陽極X線管和線管和旋轉(zhuǎn)陽極旋轉(zhuǎn)陽極X線管。但由于連續(xù)掃描時間長，線管。但由于連續(xù)掃描時間長，X線管的線管的額定功率和熱容量要大額定功率和熱容量要大。固定陽極固定陽極X線管線管固定陽極固定陽極X線管用于第一、第線管用于第一、第二代二代CT掃描機。因其掃描時掃描機。因其掃描時采用筆形線束或小角度扇形采用筆形線束或小角度扇形線束線束，對，對X線管瞬時功率要求線管瞬時功率要求不很高，但掃描時間長，散不很高，但掃描時間長，散熱需用循環(huán)冷卻油方法。熱需用循環(huán)冷卻油方法。旋轉(zhuǎn)陽極

21、旋轉(zhuǎn)陽極X線管用于第線管用于第三、第四代三、第四代CT掃描機。掃描機。因其掃描時采用因其掃描時采用廣角扇廣角扇形線束形線束，連續(xù)工作時間，連續(xù)工作時間較短，對瞬時功率要求較短，對瞬時功率要求很高，必須采用瞬時功很高，必須采用瞬時功率和熱容量高的旋轉(zhuǎn)陽率和熱容量高的旋轉(zhuǎn)陽極極X線管。最大功率為線管。最大功率為100kW，最高熱容量，最高熱容量8MHU。將。將X線管管套線管管套與油循環(huán)、風冷卻的熱與油循環(huán)、風冷卻的熱交換器組成一體。交換器組成一體。在在CT掃描機中，掃描機中，X線管的工作方式有：連續(xù)工線管的工作方式有：連續(xù)工作方式和脈沖工作方式。對作方式和脈沖工作方式。對X線量和質(zhì)的要求線量和質(zhì)的

22、要求就是要很穩(wěn)定。為此，高壓穩(wěn)定性要求很高，就是要很穩(wěn)定。為此，高壓穩(wěn)定性要求很高，在高壓發(fā)生器裝置中彩高精度閉環(huán)控制方式，在高壓發(fā)生器裝置中彩高精度閉環(huán)控制方式，如智能劑量管理技術(shù)控制高壓的發(fā)生。如智能劑量管理技術(shù)控制高壓的發(fā)生。（二）準直器及濾過器（二）準直器及濾過器準直器準直器是限制是限制X線束成為窄束線束成為窄束X線束，只能射入相對的探測線束，只能射入相對的探測器，其作用：器，其作用： 降低患者表面輻射劑量降低患者表面輻射劑量 減少進入探測器的散射線減少進入探測器的散射線 限定成像的空間范圍（決定限定成像的空間范圍（決定掃描層厚）掃描層厚）準直器準直器 準直器有兩種：準直器有兩種： X

23、線管準直器（前準直器）線管準直器（前準直器） 控制控制X線束在人體長軸平行方線束在人體長軸平行方向上的寬度，從而控制了橫截向上的寬度，從而控制了橫截面成像的掃描厚度；面成像的掃描厚度； 探測器準直器（后準直器）探測器準直器（后準直器） 使探測器只接受垂直入射探測使探測器只接受垂直入射探測器的射線束，盡量減少來自其器的射線束，盡量減少來自其它方向的散射線的干擾，提高它方向的散射線的干擾，提高探測器的測量精度。探測器的測量精度。濾過器濾過器 濾過器的作用濾過器的作用：l 吸收波長較長的低能吸收波長較長的低能X線，濾過后使射線平均能線，濾過后使射線平均能量升高，射線變硬；量升高，射線變硬；l 使穿過

24、濾過器和受檢部位的射線能量分布達到均使穿過濾過器和受檢部位的射線能量分布達到均勻硬化。勻硬化。l 減少信號強度差。減少信號強度差。（三）（三）探測器是將探測器是將X線能量轉(zhuǎn)換為電信號的部件，線能量轉(zhuǎn)換為電信號的部件，是由性能完全相同的探測組件排列而成。每是由性能完全相同的探測組件排列而成。每個探測組件對應著一束個探測組件對應著一束X線束，如果由線束，如果由N個探個探測組件，一次就可同時獲得測組件，一次就可同時獲得N個投影數(shù)據(jù)。個投影數(shù)據(jù)。 （三）（三）探測器的特性探測器的特性高探測高探測效率效率、短、短響應時間響應時間、穩(wěn)定性穩(wěn)定性好和寬好和寬動態(tài)范圍動態(tài)范圍。1. 檢測效率：檢測效率：指探測

25、器從指探測器從X線束吸收能量的百分數(shù)。對線束吸收能量的百分數(shù)。對X線光子的俘獲能力、吸收能力和轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕哪芫€光子的俘獲能力、吸收能力和轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕哪芰?，通常用照射到探測器上并形成電信號的光子的百力，通常用照射到探測器上并形成電信號的光子的百分數(shù)來表示。影響探測器效率的因素有：分數(shù)來表示。影響探測器效率的因素有：幾何效率幾何效率和和吸收效率吸收效率。是二者的乘積，。是二者的乘積，50%90%之間。之間。幾何效率：幾何效率：探測器能獲得穿過受檢體的透射探測器能獲得穿過受檢體的透射X線光線光子的能力。由空間包括探測器本身的寬度、靜止的子的能力。由空間包括探測器本身的寬度、靜止的準直器或一個探測

26、器與相鄰探測器之間的間隔決定。準直器或一個探測器與相鄰探測器之間的間隔決定。 探測器窗口寬度探測器窗口寬度w/（探測器窗口寬度（探測器窗口寬度w+相鄰兩探測器之間的間隔相鄰兩探測器之間的間隔d）吸收效率：吸收效率：指輻射進入探測器并被吸收的指輻射進入探測器并被吸收的X線光子的百分數(shù)。與探測器類型、探測器厚線光子的百分數(shù)。與探測器類型、探測器厚度及相鄰兩個探測器之間的間隔有關(guān)。度及相鄰兩個探測器之間的間隔有關(guān)。 總效率：總效率：是幾何效率與吸收效率的總和。一是幾何效率與吸收效率的總和。一般在般在50%80%之間之間2.穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：指探測器的重復性和還原性，從某一瞬指探測器的重復性和還原性，從

27、某一瞬時到另一瞬時探測器的一致性和還原性，時到另一瞬時探測器的一致性和還原性，CT的探測的探測器需經(jīng)常進行校準以保證其穩(wěn)定性。器需經(jīng)常進行校準以保證其穩(wěn)定性。 3.響應時間：響應時間：指探測器接收、記錄和輸出一個信號指探測器接收、記錄和輸出一個信號所需的時間，即探測到一個信號恢復到能探測下一所需的時間，即探測到一個信號恢復到能探測下一信信號所需的時間。應非常短（微秒級），避免余信信號所需的時間。應非常短（微秒級），避免余輝或信號堆積等問題的出現(xiàn)；輝或信號堆積等問題的出現(xiàn)；4.準確性與線性：準確性與線性： 探測器對衰減系數(shù)和測量的準確性。探測器對衰減系數(shù)和測量的準確性。 輸入輸入X線強度與檢測器

28、的輸出信號成正比關(guān)系。線強度與檢測器的輸出信號成正比關(guān)系。5.一致性：一致性：對于相同的對于相同的X線輸入，各探測器單元線輸入，各探測器單元輸出相同。輸出相同。6.動態(tài)范圍：動態(tài)范圍：指探測器能夠測量到的最大信號與指探測器能夠測量到的最大信號與能被識別的最小信號之比，通常在能被識別的最小信號之比，通常在106:1。CT掃描機中常用探測器掃描機中常用探測器利用光電效應的探測器，稱為固體探利用光電效應的探測器，稱為固體探測器（閃爍晶體探測器和稀土陶瓷探測器（閃爍晶體探測器和稀土陶瓷探測器）。測器）。收集氣體電離電荷的探測器，稱為氣收集氣體電離電荷的探測器，稱為氣體探測器。體探測器。氣體探測器氣體探

29、測器氣體探測器的工作原理是基于氣體探測器的工作原理是基于電離作用電離作用。通過測量。通過測量電離電流的大小來測量出入射電離電流的大小來測量出入射X線的強度。線的強度。結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：它是上下夾面由絕緣體構(gòu)成，封裝在氣體它是上下夾面由絕緣體構(gòu)成，封裝在氣體容器中，構(gòu)成一系列單獨的容器中，構(gòu)成一系列單獨的氣體電離室，氣體電離室，電離室電電離室電極由鎢片分構(gòu)成，多組電極將氣體容器分隔成多個極由鎢片分構(gòu)成，多組電極將氣體容器分隔成多個電離室，每組電極上加直流加速電壓。鎢片還起到電離室，每組電極上加直流加速電壓。鎢片還起到收集電子的作用。氣體（氙氣）壓力高達收集電子的作用。氣體（氙氣）壓力高達2030個大個

30、大氣壓，轉(zhuǎn)換率為氣壓，轉(zhuǎn)換率為35%45%。 入射的入射的X線使電離室內(nèi)氣體電離，產(chǎn)生正負離子在加速電線使電離室內(nèi)氣體電離，產(chǎn)生正負離子在加速電壓作用下形成電流，并由個中心收集電極引線連接到相壓作用下形成電流，并由個中心收集電極引線連接到相應的前置放大器，通過前置放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集應的前置放大器，通過前置放大器放大后送入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。各單元的電離室是相互連通的一個整體，處于同系統(tǒng)。各單元的電離室是相互連通的一個整體，處于同一氣壓、密度、純度，一致性好。一氣壓、密度、純度，一致性好。 對系統(tǒng)漂移進行校正，保持良好的線性和穩(wěn)定性。對系統(tǒng)漂移進行校正，保持良好的線性和穩(wěn)定性。 工作方式分為：工

31、作方式分為：比例計數(shù)型比例計數(shù)型和和電離室型電離室型。區(qū)別是。區(qū)別是電極兩端所加的直流電壓不同，工作區(qū)域不同。電極兩端所加的直流電壓不同，工作區(qū)域不同。P114氣體電離室探測器外表結(jié)構(gòu)氣體電離室探測器外表結(jié)構(gòu)氣體探測器氣體探測器 穩(wěn)定性高穩(wěn)定性高 一致性好一致性好 響應時間短響應時間短 沒有余輝沒有余輝 價格便宜價格便宜 要恒溫保證氣體壓力要恒溫保證氣體壓力 檢測效率相對低，幾檢測效率相對低，幾何效率高，總效率大何效率高，總效率大致相似。致相似。 要高要高mAs來獲得足夠來獲得足夠強的信號強的信號缺點缺點優(yōu)點優(yōu)點固體探測器固體探測器 閃爍探測器閃爍探測器和和稀土（貴金屬）陶瓷探測器稀土（貴金屬

32、）陶瓷探測器閃爍探測器閃爍探測器 閃爍探測器閃爍探測器是利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)生閃爍熒光是利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)生閃爍熒光的特性來探測射線的裝置。的特性來探測射線的裝置。 閃爍探測器是由閃爍晶體和與其耦合的光電轉(zhuǎn)換閃爍探測器是由閃爍晶體和與其耦合的光電轉(zhuǎn)換器件（光電倍增管或光電二極管）組成。器件（光電倍增管或光電二極管）組成。X線照在線照在閃爍晶體上，晶體產(chǎn)生熒光，熒光直接射入光電倍閃爍晶體上，晶體產(chǎn)生熒光，熒光直接射入光電倍增管或光電二極管，將可見熒光再轉(zhuǎn)換為電流信號。增管或光電二極管，將可見熒光再轉(zhuǎn)換為電流信號。 光電倍增管式光電倍增管式 光電二極管式光電二極管式閃爍探測器閃爍探測器光電倍

33、增管光電倍增管是一種光電轉(zhuǎn)換器件，電真空器件，是一種光電轉(zhuǎn)換器件，電真空器件，截面為圓形或六角形。由光電陰極、聚焦極、多截面為圓形或六角形。由光電陰極、聚焦極、多個倍增極和一個陽極組成。個倍增極和一個陽極組成。 光電陰極光電陰極產(chǎn)生光電效應，接受光子而釋放出光電子。材產(chǎn)生光電效應，接受光子而釋放出光電子。材料：銀氧銫陰極、碲銣銫陰極和鎵砷陰極等堿性材料作成料：銀氧銫陰極、碲銣銫陰極和鎵砷陰極等堿性材料作成光敏面；光敏面；倍增極倍增極由能夠發(fā)射二次電子的固體材料組成，對由能夠發(fā)射二次電子的固體材料組成，對光電陰極射來的光電子數(shù)目大約可增加光電陰極射來的光電子數(shù)目大約可增加100萬倍；萬倍；陽極陽

34、極是是最后收集電子并輸出電信號的電極。最后收集電子并輸出電信號的電極。 光電倍增管光電倍增管使用時陽極通過高電阻接地，光電陰使用時陽極通過高電阻接地，光電陰極接約極接約-700-2000V的負高壓。各倍增極由高壓的負高壓。各倍增極由高壓直流電源通過分壓電阻給出一級比一級高的電壓。直流電源通過分壓電阻給出一級比一級高的電壓。l 晶體產(chǎn)生的光強度正比于吸收的晶體產(chǎn)生的光強度正比于吸收的X線能量；線能量；l 光電陰極釋放的光電子數(shù)正比于照在其上面的光電陰極釋放的光電子數(shù)正比于照在其上面的熒光強度。熒光強度。 光電二極管式閃爍探測器光電二極管式閃爍探測器光電二極管結(jié)構(gòu)與光電倍增管基本相同。光電二極管結(jié)

35、構(gòu)與光電倍增管基本相同。優(yōu)勢：優(yōu)勢：體積較小，可提高空間分辨力，幾何效率較體積較小，可提高空間分辨力，幾何效率較高；所用高；所用X線劑量相對較低線劑量相對較低缺陷：缺陷：余輝較大；易受溫度影響；一致性比氣體檢余輝較大；易受溫度影響；一致性比氣體檢測器差測器差 閃爍晶體閃爍晶體普遍是鉈激活碘化鈉晶體，透明度和發(fā)普遍是鉈激活碘化鈉晶體，透明度和發(fā)光度都很高。極易潮解。另外還有氟化鈣、鍺酸光度都很高。極易潮解。另外還有氟化鈣、鍺酸鉍、鎢酸隔和由稀土氧化物構(gòu)成的陶瓷材料，鎢鉍、鎢酸隔和由稀土氧化物構(gòu)成的陶瓷材料，鎢酸隔轉(zhuǎn)換效率和光子俘獲效率為酸隔轉(zhuǎn)換效率和光子俘獲效率為99%，動態(tài)范圍，動態(tài)范圍106

36、：1，陶瓷稀土氧化物的閃爍效率比鎢酸隔大，陶瓷稀土氧化物的閃爍效率比鎢酸隔大三倍。目前帶有光電倍增管的閃爍探測器被帶有三倍。目前帶有光電倍增管的閃爍探測器被帶有固態(tài)光電二極管放大器的閃爍晶體探測器代替。固態(tài)光電二極管放大器的閃爍晶體探測器代替?？蓽p小探測器的體積?？蓽p小探測器的體積。 產(chǎn)生的余輝較大，易受溫度影響。產(chǎn)生的余輝較大，易受溫度影響。稀土（貴金屬）陶瓷檢測器稀土（貴金屬）陶瓷檢測器 用摻雜稀土金屬的透明光學陶瓷來替代傳統(tǒng)的閃爍晶體，用摻雜稀土金屬的透明光學陶瓷來替代傳統(tǒng)的閃爍晶體，與光電二極管配合構(gòu)成的探測器。與光電二極管配合構(gòu)成的探測器。特點：特點： X線利用率可達線利用率可達99

37、% 光電轉(zhuǎn)換率高光電轉(zhuǎn)換率高 與光電二極管的響應范圍匹配最好與光電二極管的響應范圍匹配最好 余輝更小余輝更小 穩(wěn)定性更高穩(wěn)定性更高 容易進行較小分割，制成密集檢測器陣列容易進行較小分割，制成密集檢測器陣列氣體探測器與固體探測器比較氣體探測器與固體探測器比較 溫度特性：溫度特性：固體探測器的信號與溫度關(guān)系固體探測器的信號與溫度關(guān)系不大；不大； 噪聲：噪聲：氣體探測器有，固體探測器無；氣體探測器有，固體探測器無； 飽和現(xiàn)象：飽和現(xiàn)象：氣體探測器存在；氣體探測器存在； 散射線準直：散射線準直：固體探測器用后準直器；固體探測器用后準直器； 劑量利用率：劑量利用率：固體探測器無盲層。固體探測器無盲層。多

38、排探測器多排探測器 多層多層CT（MSCT）是指通過一周可以同時）是指通過一周可以同時得多層圖像的得多層圖像的CT，多采用稀土陶瓷探測器，多采用稀土陶瓷探測器制成。制成。 排：排：Z軸方向探測器的排數(shù)軸方向探測器的排數(shù) 層：是一周可成像的層數(shù)層：是一周可成像的層數(shù) 對稱型與非對稱型對稱型與非對稱型 探測器類型：探測器類型： 等寬型等寬型(對稱型對稱型)及非等寬型及非等寬型(非對非對稱型稱型)。 多層螺旋多層螺旋CT的層厚：的層厚：探測器陣列探測器陣列Z軸方向探測單元軸方向探測單元的最小寬度的最小寬度決定所能獲取的最薄層厚，也可根據(jù)探?jīng)Q定所能獲取的最薄層厚，也可根據(jù)探測器的不同組合，得到多種不同

39、層厚的圖像。測器的不同組合，得到多種不同層厚的圖像。圖2 GE16層螺旋CT探測器結(jié)構(gòu)圖160.625mm161.25mm160.625mm161.25mm160.75mm161.5mm160.75mm161.5mm飛利浦飛利浦/西門子西門子16層層GE16層層非等寬型探測器層面厚度的選擇非等寬型探測器層面厚度的選擇（四）數(shù)據(jù)測量裝置（四）數(shù)據(jù)測量裝置組成：組成：前置放大器、對數(shù)放大器、積分器、多前置放大器、對數(shù)放大器、積分器、多路轉(zhuǎn)換器、路轉(zhuǎn)換器、A/D轉(zhuǎn)換器、接口電路等組成。轉(zhuǎn)換器、接口電路等組成。 作用：作用：將探測器輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)放大、對數(shù)放大、將探測器輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)放大、對數(shù)放大、積分、

40、多路轉(zhuǎn)換器及積分、多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換后輸送至計算機。轉(zhuǎn)換后輸送至計算機。探測器探測器前前 置置放大器放大器對對 數(shù)數(shù)放大器放大器積分器積分器多多 路路轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器A/D數(shù)數(shù) 據(jù)據(jù)傳傳 送送計算機計算機l前置放大器：前置放大器：將探測器輸出的信號進行預先放大，將探測器輸出的信號進行預先放大，用高輸入阻抗的前置放大器進行放大和阻抗變換，用高輸入阻抗的前置放大器進行放大和阻抗變換，置于探測器旁邊，安置在旋轉(zhuǎn)機架上。置于探測器旁邊，安置在旋轉(zhuǎn)機架上。l對數(shù)放大器：對數(shù)放大器：對入射對入射X線強度線強度I0和穿過掃描部位的和穿過掃描部位的X線強度線強度I進行對數(shù)換算。進行對數(shù)換算。l積分器：積分器：

41、每次采集（即每個脈沖）的信號積分起每次采集（即每個脈沖）的信號積分起來計算光子總和，積分器的功能是給出一個輸出來計算光子總和，積分器的功能是給出一個輸出電壓，此電壓代表在每次采集或脈沖期間接收到電壓，此電壓代表在每次采集或脈沖期間接收到的信號累計。在停留期間內(nèi)，積分器將電荷經(jīng)過的信號累計。在停留期間內(nèi)，積分器將電荷經(jīng)過多路轉(zhuǎn)換移至多路轉(zhuǎn)換移至A/D轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器。l 多路轉(zhuǎn)換器：多路轉(zhuǎn)換器：多路積分器輸出信號經(jīng)多路混合器混多路積分器輸出信號經(jīng)多路混合器混合成一路，使用共同的合成一路，使用共同的16位以上的位以上的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。數(shù)字信號。l A/D轉(zhuǎn)換器：轉(zhuǎn)換器：將連續(xù)

42、模擬時域信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字將連續(xù)模擬時域信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡x散的數(shù)字信號。雙積分式和逐次逼近式。信號。雙積分式和逐次逼近式。l 接口電路：接口電路：實現(xiàn)將實現(xiàn)將A/D得到的數(shù)據(jù)通過控制的方式，得到的數(shù)據(jù)通過控制的方式，按照一定的規(guī)律傳遞給計算機和圖像重建系統(tǒng)。按照一定的規(guī)律傳遞給計算機和圖像重建系統(tǒng)。 CT掃描機的最大部件是一個大的結(jié)構(gòu)框架，它的大小掃描機的最大部件是一個大的結(jié)構(gòu)框架，它的大小因采集數(shù)據(jù)方式，掃描部位和各個生產(chǎn)廠家不同而異。因采集數(shù)據(jù)方式，掃描部位和各個生產(chǎn)廠家不同而異。組成：組成： 旋轉(zhuǎn)部分：旋轉(zhuǎn)部分：X線管及其冷卻系統(tǒng)、準直器及控制系統(tǒng)、濾過線管及其冷卻系統(tǒng)、準直器及控制系統(tǒng)、濾

43、過器、探測器、數(shù)據(jù)處理裝置、滑環(huán)部分、高壓發(fā)生器；器、探測器、數(shù)據(jù)處理裝置、滑環(huán)部分、高壓發(fā)生器； 固定部分：固定部分：旋轉(zhuǎn)支架、旋轉(zhuǎn)控制電機及其伺服系統(tǒng)、機架主旋轉(zhuǎn)支架、旋轉(zhuǎn)控制電機及其伺服系統(tǒng)、機架主控電路板等?？仉娐钒宓?。（五）機架（五）機架 機架內(nèi)有一個放置架，上裝機架內(nèi)有一個放置架，上裝X線高壓發(fā)生器和線高壓發(fā)生器和X線管，線管，同時帶有濾過器、準直器、探測器及數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸同時帶有濾過器、準直器、探測器及數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸裝置。大功率旋轉(zhuǎn)陽極裝置。大功率旋轉(zhuǎn)陽極X線管運行產(chǎn)生的熱量由油線管運行產(chǎn)生的熱量由油-空氣冷卻的熱交換器冷卻?？諝饫鋮s的熱交換器冷卻。 X線高壓發(fā)生器均為高頻逆變式，安

44、置在旋轉(zhuǎn)掃描線高壓發(fā)生器均為高頻逆變式，安置在旋轉(zhuǎn)掃描架上并緊靠架上并緊靠X線管，高壓發(fā)生器能提供線管，高壓發(fā)生器能提供3060kW不不同定額的功率，管電壓及管電流均可有不同的選值。同定額的功率，管電壓及管電流均可有不同的選值。（五）機架（五）機架機機 架架CT機架必須能夠作偏離垂直平面的前后傾斜，滿足不機架必須能夠作偏離垂直平面的前后傾斜，滿足不同患者進行不同檢查的需要，通常傾斜角在同患者進行不同檢查的需要，通常傾斜角在 12 30之間。掃描孔徑一般在之間。掃描孔徑一般在6575mm。（六）掃描床（六）掃描床掃描床由床面和床底座構(gòu)成。床面通常用能滿掃描床由床面和床底座構(gòu)成。床面通常用能滿足體

45、重超重病人壓強和吸收足體重超重病人壓強和吸收X線少的碳素纖維板制線少的碳素纖維板制成，并能在縱行方向上人工或自動移動，床底座內(nèi)成，并能在縱行方向上人工或自動移動，床底座內(nèi)有控制床底座升降和床面縱向移動的機械和電的部有控制床底座升降和床面縱向移動的機械和電的部件，給病人上、下床提供方便和掃描全身各部位。件，給病人上、下床提供方便和掃描全身各部位。由控制升降和水平移動的兩個電機組成。由控制升降和水平移動的兩個電機組成。二、計算機和圖像重建系統(tǒng)二、計算機和圖像重建系統(tǒng) CT掃描機的整個系統(tǒng)是用計算機管理的，通掃描機的整個系統(tǒng)是用計算機管理的，通常采用通用計算機作為主（控）計算機執(zhí)行系統(tǒng)管常采用通用計

46、算機作為主（控）計算機執(zhí)行系統(tǒng)管理、任務分配和外設(shè)控制等。如控制和監(jiān)視整個掃理、任務分配和外設(shè)控制等。如控制和監(jiān)視整個掃描過程，把采集的數(shù)據(jù)送入存儲器；描過程，把采集的數(shù)據(jù)送入存儲器；CT值的校正和值的校正和擴展輸入數(shù)據(jù)；與操作者對話，控制掃描信息傳送；擴展輸入數(shù)據(jù)；與操作者對話，控制掃描信息傳送；圖像重建的程序控制；故障診斷及分析。圖像重建的程序控制；故障診斷及分析。 同時，采用專用計算機同時，采用專用計算機又稱陣列處理器（機）又稱陣列處理器（機），它在主計算機控制下執(zhí)行圖像重建和處理。它在主計算機控制下執(zhí)行圖像重建和處理。計算機的軟件計算機的軟件 基本功能軟件：基本功能軟件：是指各種是指各

47、種CT掃描機均需具有的掃描機均需具有的掃描功能、診斷功能，顯示和記錄功能，掃描功能、診斷功能，顯示和記錄功能，圖像處理功能及故障診斷功能等軟件圖像處理功能及故障診斷功能等軟件專用功能軟件專用功能軟件 ：動態(tài)掃描軟件動態(tài)掃描軟件 快速連續(xù)掃描軟件快速連續(xù)掃描軟件定位掃描軟件定位掃描軟件 目標掃描軟件目標掃描軟件平滑過濾軟件平滑過濾軟件 三維圖像重建軟件三維圖像重建軟件高分辨力高分辨力CT軟件軟件 定量骨密度測定軟件定量骨密度測定軟件氙氣增強氙氣增強CT掃描軟件掃描軟件圖像顯示、記錄和存儲系統(tǒng)圖像顯示、記錄和存儲系統(tǒng) 由計算機和圖像重建系統(tǒng)提供的數(shù)字圖像，由計算機和圖像重建系統(tǒng)提供的數(shù)字圖像，通過

48、通過D/A轉(zhuǎn)換器后，顯示在監(jiān)視器屏上供轉(zhuǎn)換器后，顯示在監(jiān)視器屏上供診斷用，存儲在光盤、診斷用，存儲在光盤、PACS上供以后需上供以后需要時調(diào)用，永久性地記錄在膠片上。要時調(diào)用，永久性地記錄在膠片上。CT掃掃描機必須配置圖像顯示部件，記錄和存儲描機必須配置圖像顯示部件，記錄和存儲部件。部件。第三節(jié)第三節(jié) 螺旋螺旋CTCT第一代至第四代第一代至第四代CT掃描機都是有機架外高壓發(fā)生器通過掃描機都是有機架外高壓發(fā)生器通過高壓電纜高壓電纜提供給提供給X線管產(chǎn)生線管產(chǎn)生X線需要的電能，在掃描時必須做線需要的電能，在掃描時必須做圓周的往復運動，每次掃描都需要經(jīng)過啟動、加速、均速取圓周的往復運動，每次掃描都需

49、要經(jīng)過啟動、加速、均速取樣、減速，使樣、減速，使掃描速度掃描速度難以大幅度提高，而且各種電纜長期難以大幅度提高，而且各種電纜長期往復纏繞易損壞而出故障。往復纏繞易損壞而出故障。為了實現(xiàn)連續(xù)掃描，改善圖像質(zhì)量，必須克服傳統(tǒng)的電纜為了實現(xiàn)連續(xù)掃描，改善圖像質(zhì)量，必須克服傳統(tǒng)的電纜饋電方法存在的不足。于是在饋電方法存在的不足。于是在20世紀世紀70年代后期各廠家開發(fā)年代后期各廠家開發(fā)明了滑環(huán)技術(shù)。明了滑環(huán)技術(shù)。80年代提出了螺旋年代提出了螺旋CT掃描概念掃描概念.1989年年RSNA年會上首次出現(xiàn)螺旋年會上首次出現(xiàn)螺旋CT物理性能研究和臨床應用文章。物理性能研究和臨床應用文章。螺旋掃描螺旋掃描是病人

50、以勻速通過持續(xù)單方向旋轉(zhuǎn)的是病人以勻速通過持續(xù)單方向旋轉(zhuǎn)的X線線管的掃描野來實現(xiàn)，運動物體的管的掃描野來實現(xiàn)，運動物體的X線掃描產(chǎn)生的路徑是線掃描產(chǎn)生的路徑是掃描床運動速度的函數(shù)，掃描路徑形成一條螺旋線掃描床運動速度的函數(shù)，掃描路徑形成一條螺旋線,采采集到的數(shù)據(jù)稱為螺旋數(shù)據(jù)。集到的數(shù)據(jù)稱為螺旋數(shù)據(jù)。增加了床移增量和所需重建圖像間隔的選擇；增加了床移增量和所需重建圖像間隔的選擇；層厚選擇主要根據(jù)成像部位和掃描目的而設(shè)計；層厚選擇主要根據(jù)成像部位和掃描目的而設(shè)計；螺旋掃描采集的是容積數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量與重建方螺旋掃描采集的是容積數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量與重建方法相關(guān)；法相關(guān)； 解決螺旋解決螺旋CT掃描中存在的原

51、始數(shù)據(jù)采集不對稱現(xiàn)掃描中存在的原始數(shù)據(jù)采集不對稱現(xiàn)象。象。常用的方法是利用螺旋常用的方法是利用螺旋CT掃描的原始投影數(shù)據(jù)掃描的原始投影數(shù)據(jù)的相鄰點內(nèi)用線性的相鄰點內(nèi)用線性內(nèi)插法內(nèi)插法進行校正，合成需要成像進行校正，合成需要成像層面的完整投影數(shù)據(jù)，再行層面的完整投影數(shù)據(jù)，再行卷積后反投影卷積后反投影重建。重建。線性內(nèi)插法線性內(nèi)插法 360 線性線性內(nèi)插：內(nèi)插：噪聲低噪聲低17%18%，層面靈，層面靈敏度曲線增寬，降低敏度曲線增寬，降低Z軸分辨力；軸分辨力； 180 線性線性內(nèi)插：內(nèi)插： 噪聲增加噪聲增加12%29%， Z軸軸分辨力高。分辨力高。二、螺旋掃描裝置二、螺旋掃描裝置運用封閉導電滑環(huán)來代

52、替機架運動器件的運用封閉導電滑環(huán)來代替機架運動器件的供電和數(shù)據(jù)電纜，使數(shù)據(jù)采集可以通過持供電和數(shù)據(jù)電纜，使數(shù)據(jù)采集可以通過持續(xù)單方向多周次旋轉(zhuǎn)來獲取；續(xù)單方向多周次旋轉(zhuǎn)來獲取；應用了高頻技術(shù)將高壓發(fā)生器制作得很小，應用了高頻技術(shù)將高壓發(fā)生器制作得很小，并與并與X線管組合，一起固定在機架內(nèi)，隨機線管組合，一起固定在機架內(nèi)，隨機架旋轉(zhuǎn)而同步運動。架旋轉(zhuǎn)而同步運動。 二、螺旋掃描裝置二、螺旋掃描裝置 滑環(huán)滑環(huán)：用一個圓形寬用一個圓形寬帶狀封閉的銅條制成的帶狀封閉的銅條制成的同心環(huán)和一個碳刷代替同心環(huán)和一個碳刷代替電纜的一種導電結(jié)構(gòu)。電纜的一種導電結(jié)構(gòu)。 滑環(huán)技術(shù)滑環(huán)技術(shù)：用一個用一個滑環(huán)和碳刷代替電

53、纜，滑環(huán)和碳刷代替電纜，滑環(huán)在轉(zhuǎn)動時一直與碳滑環(huán)在轉(zhuǎn)動時一直與碳刷保持良好的接觸，經(jīng)刷保持良好的接觸，經(jīng)碳刷和滑環(huán)完成向碳刷和滑環(huán)完成向X線線管供電和信號的傳遞。管供電和信號的傳遞。 滑環(huán)與滑環(huán)與X X線管、檢測系統(tǒng)結(jié)合在一起，組成線管、檢測系統(tǒng)結(jié)合在一起，組成旋轉(zhuǎn)部件；旋轉(zhuǎn)部件；機架上的靜止部分利用電刷和旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)機架上的靜止部分利用電刷和旋轉(zhuǎn)的滑環(huán)緊密接觸，實現(xiàn)動靜兩部分的電路連接。緊密接觸，實現(xiàn)動靜兩部分的電路連接。 按照環(huán)上的電壓不同，又分為：按照環(huán)上的電壓不同，又分為：1 1低壓滑環(huán)：低壓滑環(huán)：用滑環(huán)技術(shù)對掃描機架以低電壓饋用滑環(huán)技術(shù)對掃描機架以低電壓饋電的方式。電的方式。外部將數(shù)百

54、伏的直流電輸入到掃描機架外部將數(shù)百伏的直流電輸入到掃描機架內(nèi)，電壓較低，由滑環(huán)經(jīng)碳刷輸送給逆變器和高頻內(nèi)，電壓較低，由滑環(huán)經(jīng)碳刷輸送給逆變器和高頻高壓發(fā)生器，再用一小段高壓電纜將產(chǎn)生高壓發(fā)生器，再用一小段高壓電纜將產(chǎn)生X線需要的線需要的電能供給電能供給X線管或?qū)⒛孀兤麟妷褐苯虞斎虢o機頭。線管或?qū)⒛孀兤麟妷褐苯虞斎虢o機頭。低壓滑環(huán)技術(shù)低壓滑環(huán)技術(shù)： 高壓發(fā)生器裝在旋轉(zhuǎn)架上，體積小，重量輕，功高壓發(fā)生器裝在旋轉(zhuǎn)架上，體積小，重量輕，功率大，采用中、高頻逆變技術(shù)。率大，采用中、高頻逆變技術(shù)。優(yōu)點：優(yōu)點：對絕緣要求不高，安全、穩(wěn)定、可靠；對絕緣要求不高，安全、穩(wěn)定、可靠；缺點：缺點：電流很大，易產(chǎn)生電

55、弧，高壓發(fā)生器體積和電流很大，易產(chǎn)生電弧，高壓發(fā)生器體積和重量受到限制，掃描速度低，重量受到限制，掃描速度低，X線發(fā)生器的功率線發(fā)生器的功率也受到制約。低壓滑環(huán)技術(shù)是經(jīng)濟型也受到制約。低壓滑環(huán)技術(shù)是經(jīng)濟型CT的首選的首選 。 2高壓滑環(huán)：高壓滑環(huán)：用滑環(huán)技術(shù)將高壓電饋入機架內(nèi)以用滑環(huán)技術(shù)將高壓電饋入機架內(nèi)以供給供給X線管產(chǎn)生線管產(chǎn)生X線。線。機架外的高壓發(fā)生器將產(chǎn)生機架外的高壓發(fā)生器將產(chǎn)生的高電壓（的高電壓（120kV和和140kV ）經(jīng)高壓電纜和碳刷）經(jīng)高壓電纜和碳刷輸入至高壓滑環(huán)上，再經(jīng)碳刷和高壓電纜輸入給輸入至高壓滑環(huán)上，再經(jīng)碳刷和高壓電纜輸入給X線管。線管。高壓滑環(huán)技術(shù)的優(yōu)點：高壓滑環(huán)

56、技術(shù)的優(yōu)點： 高壓發(fā)生器放在機架外部，不受體積重量的限制，高壓發(fā)生器放在機架外部，不受體積重量的限制，發(fā)生器功率容易做得大，不增加旋轉(zhuǎn)機架的重量，發(fā)生器功率容易做得大，不增加旋轉(zhuǎn)機架的重量，使掃描速度更快，而且不需擔心滑環(huán)與電刷觸點電使掃描速度更快，而且不需擔心滑環(huán)與電刷觸點電流過大而引起的溫度升高問題。流過大而引起的溫度升高問題。缺點：缺點：高壓滑環(huán)易引起機架旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件、接高壓滑環(huán)易引起機架旋轉(zhuǎn)部件與靜止部件、接觸臂、電刷之間的高壓放電，還會引發(fā)高壓噪聲，觸臂、電刷之間的高壓放電，還會引發(fā)高壓噪聲，影響數(shù)據(jù)采集。影響數(shù)據(jù)采集。螺旋螺旋CTCT的特點的特點 硬件硬件X X線管：線管：管

57、電流增大，管電流增大，X X線管陽極熱容量和管殼的線管陽極熱容量和管殼的散熱性能提高。金屬陶瓷散熱性能提高。金屬陶瓷X X線管將陽極旋轉(zhuǎn)軸變線管將陽極旋轉(zhuǎn)軸變?yōu)槁菪鄣男问?，在螺旋槽和管殼間加入液態(tài)金為螺旋槽的形式，在螺旋槽和管殼間加入液態(tài)金屬帶走陽極旋轉(zhuǎn)軸上所產(chǎn)生有熱量。屬帶走陽極旋轉(zhuǎn)軸上所產(chǎn)生有熱量。 動態(tài)飛焦點、多扇面技術(shù)等，使動態(tài)飛焦點、多扇面技術(shù)等，使X X線管受熱均勻，線管受熱均勻，數(shù)據(jù)采集量增加一倍，提高了影像質(zhì)量，消除偽數(shù)據(jù)采集量增加一倍，提高了影像質(zhì)量，消除偽影，延長了影，延長了X X線管的使用壽命。線管的使用壽命。螺旋螺旋CTCT的特點的特點 硬件硬件 探測器：探測器：采用

58、稀土陶瓷探測器，提高穩(wěn)定性。采用稀土陶瓷探測器，提高穩(wěn)定性。 多排探測器提高采集速度，延長多排探測器提高采集速度，延長X X線管的壽命。線管的壽命。 機架與掃描床：機架與掃描床：易擺位，更舒適，一次擺位掃描范圍增易擺位，更舒適，一次擺位掃描范圍增大，定位精度高、平移速度平穩(wěn)，減少運動偽影。大，定位精度高、平移速度平穩(wěn)，減少運動偽影。 控制臺與計算機：控制臺與計算機：高速大容量計算機，高速大容量計算機， 實時處理和顯示圖像。實時處理和顯示圖像。螺旋螺旋CTCT的特點的特點軟件軟件 智能掃描、容積掃描、多種處理智能掃描、容積掃描、多種處理螺旋螺旋CT掃描參數(shù)掃描參數(shù) l周數(shù)：周數(shù)：一次數(shù)據(jù)采集中一

59、次數(shù)據(jù)采集中X線管旋轉(zhuǎn)的周次。線管旋轉(zhuǎn)的周次。l層厚：層厚：由準直器設(shè)定的由準直器設(shè)定的X線厚度。線厚度。l螺距：螺距：X線管旋轉(zhuǎn)一周時掃描床移動的距離稱為螺線管旋轉(zhuǎn)一周時掃描床移動的距離稱為螺距。距。l數(shù)據(jù)采集：數(shù)據(jù)采集：單次螺旋掃描中被掃描的整個體積數(shù)據(jù)。單次螺旋掃描中被掃描的整個體積數(shù)據(jù)。l 螺距系數(shù)：螺距系數(shù)：又稱又稱螺旋因子螺旋因子，螺距與掃描層厚之比，螺距與掃描層厚之比稱為螺距系數(shù)，即稱為螺距系數(shù)，即 螺旋因子螺旋因子=螺距螺距 層厚層厚 每周成像數(shù)螺距每周成像數(shù)螺距 成像間隔成像間隔 多層螺旋多層螺旋CT螺距系數(shù)以單層層厚與進床速度之比螺距系數(shù)以單層層厚與進床速度之比為依據(jù)，常用

60、的有為依據(jù)，常用的有0.5、0.75。螺旋度螺旋度為螺旋因子乘以為螺旋因子乘以100%。螺距等于層厚時，。螺距等于層厚時，螺旋因子等于螺旋因子等于1，螺旋度，螺旋度100%。螺旋螺旋CT掃描參數(shù)掃描參數(shù) l成像范圍：成像范圍：即一次采集中成像的第一層面中點與成即一次采集中成像的第一層面中點與成像的最后一層面中點之間的距離。像的最后一層面中點之間的距離。 重建長度重建長度=（掃描時間（掃描時間2）床速床速l成像間隔：成像間隔：連續(xù)兩幅重建圖像的層面中心點間的距連續(xù)兩幅重建圖像的層面中心點間的距離，即螺距除以每周成像數(shù)。離，即螺距除以每周成像數(shù)。l總成像數(shù)：總成像數(shù)：一次采集后所有重建圖像數(shù)。一次