CT的基本結(jié)構(gòu)和成像原理

1、普普 通通 CTCT 第一節(jié)第一節(jié) 基本構(gòu)造基本構(gòu)造掃描系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)其他設(shè)備應(yīng)用軟件 CT機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（一）掃描系統(tǒng)（一）掃描系統(tǒng) 掃描機(jī)架 檢查床 X線高壓發(fā)生器 X線管 準(zhǔn)直器 濾過器 探測(cè)器 模數(shù)轉(zhuǎn)換器準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器 準(zhǔn)直器是一種限制準(zhǔn)直器是一種限制X X線光束的孔徑光欄，它由大小合適的長(zhǎng)方形或圓形的鉛片或線光束的孔徑光欄，它由大小合適的長(zhǎng)方形或圓形的鉛片或由彼此相對(duì)移動(dòng)可調(diào)的由彼此相對(duì)移動(dòng)可調(diào)的 鉛條帶構(gòu)成。鉛條帶構(gòu)成。 作用是大幅度減少散射線的干擾，提高圖像質(zhì)量，決定掃描厚。作用是大幅度減少散射線的干擾，提高圖像質(zhì)量，決定掃描厚。 CTCT掃描機(jī)中準(zhǔn)直器分為二種：一種是掃描機(jī)中準(zhǔn)直器

2、分為二種：一種是X X線管側(cè)準(zhǔn)直器；另一種是探測(cè)器側(cè)準(zhǔn)直器，線管側(cè)準(zhǔn)直器；另一種是探測(cè)器側(cè)準(zhǔn)直器，兩個(gè)準(zhǔn)直器必須精確地對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)準(zhǔn)直器必須精確地對(duì)準(zhǔn)。探測(cè)器 X線檢測(cè)器是將X線光子變成電流信號(hào)的一種裝置，常用的有高壓氙氣電室檢測(cè)器和閃爍晶體檢測(cè)器等。目前普遍采用固態(tài)稀土陶瓷探測(cè)器，它集合了上述兩種探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)。（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是CT成像系統(tǒng)的核心裝置，它具有采集數(shù)據(jù)處理、高速數(shù)學(xué)運(yùn)算、圖像重建、圖像評(píng)價(jià)、圖像存儲(chǔ)、系統(tǒng)控制、人-機(jī)對(duì)話等功能（三）其他設(shè)備（三）其他設(shè)備磁盤機(jī)和相關(guān)存儲(chǔ)媒介操作臺(tái)其它輔助設(shè)備（四）應(yīng)用軟件（四）應(yīng)用軟件基本功能軟件：掃描、照相、圖像儲(chǔ)存和清

3、盤特殊功能軟件：動(dòng)態(tài)掃描、快速連續(xù)掃描、定位掃描、高分辨率掃描、虛擬內(nèi)窺鏡、CT心臟成像、職能血管分析軟件等。第二節(jié)第二節(jié) 成像原理成像原理大致可分三個(gè)過程 數(shù)據(jù)采集 圖像重建 圖像顯示CT的工作原理高壓發(fā)生器 高電壓 球管 X-ray 人體探測(cè)器 A/D轉(zhuǎn)換器 計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)重建 顯示器 人體斷層掃 描圖像螺旋CT概念概念螺旋掃描技術(shù)是掃描過程中，螺旋掃描技術(shù)是掃描過程中，X X線球管環(huán)繞病人作線球管環(huán)繞病人作連續(xù)連續(xù)360360圓周運(yùn)動(dòng)，持續(xù)發(fā)射圓周運(yùn)動(dòng)，持續(xù)發(fā)射X X線。同時(shí)掃描床線。同時(shí)掃描床以勻速移動(dòng)，探測(cè)器連續(xù)采集數(shù)據(jù)。由于上述程以勻速移動(dòng)，探測(cè)器連續(xù)采集數(shù)據(jù)。由于上述程序是同步進(jìn)行

4、的，序是同步進(jìn)行的，X X線球管對(duì)病人而言，經(jīng)歷了一線球管對(duì)病人而言，經(jīng)歷了一個(gè)螺旋性路徑，故被稱為螺旋掃描個(gè)螺旋性路徑，故被稱為螺旋掃描CTCT（Spiral CT)Spiral CT)第一節(jié) 基本構(gòu)成 掃描機(jī)架 檢查床 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)螺旋CT的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)采用了滑環(huán)技術(shù)采用了滑環(huán)技術(shù)采用大容量的采用大容量的X X射線管射線管使用定位精確的掃描床使用定位精確的掃描床大容量的機(jī)器硬盤大容量的機(jī)器硬盤滑環(huán)技術(shù)以銅制成滑環(huán)，作為靜止部分，導(dǎo)電碳刷在滑環(huán)以銅制成滑環(huán)，作為靜止部分，導(dǎo)電碳刷在滑環(huán)上運(yùn)動(dòng)上運(yùn)動(dòng).通過碳刷和滑環(huán)的接觸導(dǎo)電得以使機(jī)架能作單向通過碳刷和滑環(huán)的接觸導(dǎo)電得以使機(jī)架能作單向的連續(xù)旋轉(zhuǎn)的連續(xù)

5、旋轉(zhuǎn).根據(jù)傳遞電壓的不同分低壓滑環(huán)和高壓滑環(huán)。根據(jù)傳遞電壓的不同分低壓滑環(huán)和高壓滑環(huán)。高壓滑環(huán)滑環(huán)部分傳遞的是滑環(huán)部分傳遞的是X X線高壓發(fā)生器線高壓發(fā)生器的輸出電壓。高壓發(fā)生器在機(jī)架外，的輸出電壓。高壓發(fā)生器在機(jī)架外，其產(chǎn)生的高壓通過電纜傳輸?shù)交h(huán)，其產(chǎn)生的高壓通過電纜傳輸?shù)交h(huán)，而后輸送給而后輸送給X X線管。線管。要求：成本高，銅環(huán)與碳刷之間傳要求：成本高，銅環(huán)與碳刷之間傳遞的是高壓，技術(shù)要求高。遞的是高壓，技術(shù)要求高。低壓滑環(huán)滑環(huán)部分傳遞的是滑環(huán)部分傳遞的是X X線高壓發(fā)生器的輸入線高壓發(fā)生器的輸入電壓。機(jī)架外的低電壓通過低壓滑環(huán)輸電壓。機(jī)架外的低電壓通過低壓滑環(huán)輸送給機(jī)架內(nèi)的高頻高壓

6、發(fā)生器，高壓發(fā)送給機(jī)架內(nèi)的高頻高壓發(fā)生器，高壓發(fā)生器與生器與X X線球管相對(duì)固定。通過一短段電線球管相對(duì)固定。通過一短段電纜將高壓輸送給球管。纜將高壓輸送給球管。優(yōu)點(diǎn)：傳遞電壓低易處理，高壓電纜短，優(yōu)點(diǎn)：傳遞電壓低易處理，高壓電纜短，損耗小。損耗小。探測(cè)器 普通CT機(jī)探測(cè)器有幾十個(gè)，單層螺旋CT機(jī)常有300-800個(gè)，多層螺旋CT機(jī)則多達(dá)5000-30000個(gè)以上 探測(cè)器分為氣體探測(cè)器和固體探測(cè)器 單層螺旋CT在Z軸方向上只有一排探測(cè)器，多層螺旋CT機(jī)由多排探測(cè)器組成Brilliance 6464 slice, 0.625 mm40 mm coverage64 X 0.62540 mmCT技術(shù)

7、的發(fā)展源于探測(cè)器技術(shù)的發(fā)展64 slice, 0.5 mm32 mm coverage64 X 0.532 mmLightSpeed VCTAquillion 6464 slice, 0.625 mm40 mm coverage64 X 0.62540 mm螺旋CT的掃描參數(shù)掃描層厚與射線束寬度 掃描層厚是CT掃描時(shí)被準(zhǔn)直器校準(zhǔn)的層面厚度，或球管旋轉(zhuǎn)一周探測(cè)器測(cè)得Z軸區(qū)域的射線束寬度床速：是CT掃描時(shí)檢查床移動(dòng)的速度，即球管旋轉(zhuǎn)一圈檢查床移動(dòng)的距離 螺距（pitch) 定義：是X線球管旋轉(zhuǎn)360度的進(jìn)床距離與總的層面準(zhǔn)直寬度之比。 單層螺旋CT的準(zhǔn)直器寬度與層厚一致其螺距可定義為球管旋轉(zhuǎn)一周檢

8、查床移動(dòng)的距離與層厚的比值。即 pitch=床進(jìn)速度（mm/周）/層厚（mm） 多層螺旋CT使用多排探測(cè)器，其層厚不是準(zhǔn)直器的寬度，故計(jì)算時(shí)應(yīng)注意。如準(zhǔn)直器寬度為161.5=24mm,球管旋轉(zhuǎn)一周，檢查床移動(dòng)24mm的掃描方式中，實(shí)際掃描層厚為1.5mm，用準(zhǔn)直器總寬度計(jì)算，螺距為1 常規(guī)螺旋掃描的螺距用1，即床速與層厚相等，如病灶較小，螺距可小于，如病灶較大，螺距可大于1 重建層距被重建的相鄰兩層橫斷面之間長(zhǎng)軸方向的距離 重建層厚指重建圖像的實(shí)際厚度電子束CT 又稱超高速又稱超高速CTCT，電子槍發(fā)射電子束，在高度真空管中聚焦線圈電子槍發(fā)射電子束，在高度真空管中聚焦線圈使電子束聚集，并由偏轉(zhuǎn)

9、線圈使之偏移，轟擊四個(gè)平行的鎢靶使電子束聚集，并由偏轉(zhuǎn)線圈使之偏移，轟擊四個(gè)平行的鎢靶產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的X X線源，并用兩組排列成曲面的探測(cè)器陣列來采集數(shù)線源，并用兩組排列成曲面的探測(cè)器陣列來采集數(shù)據(jù)，每層掃描時(shí)間最短據(jù)，每層掃描時(shí)間最短5050msms，每秒最多可掃描每秒最多可掃描3434層。層。 CT機(jī)的基本結(jié)構(gòu)準(zhǔn)直器準(zhǔn)直器 準(zhǔn)直器是一種限制準(zhǔn)直器是一種限制X X線光束的孔徑光欄，它由大小合適的長(zhǎng)方形或圓形的鉛片或線光束的孔徑光欄，它由大小合適的長(zhǎng)方形或圓形的鉛片或由彼此相對(duì)移動(dòng)可調(diào)的由彼此相對(duì)移動(dòng)可調(diào)的 鉛條帶構(gòu)成。鉛條帶構(gòu)成。 作用是大幅度減少散射線的干擾，提高圖像質(zhì)量，決定掃描厚。

10、作用是大幅度減少散射線的干擾，提高圖像質(zhì)量，決定掃描厚。 CTCT掃描機(jī)中準(zhǔn)直器分為二種：一種是掃描機(jī)中準(zhǔn)直器分為二種：一種是X X線管側(cè)準(zhǔn)直器；另一種是探測(cè)器側(cè)準(zhǔn)直器，線管側(cè)準(zhǔn)直器；另一種是探測(cè)器側(cè)準(zhǔn)直器，兩個(gè)準(zhǔn)直器必須精確地對(duì)準(zhǔn)兩個(gè)準(zhǔn)直器必須精確地對(duì)準(zhǔn)。探測(cè)器 X線檢測(cè)器是將X線光子變成電流信號(hào)的一種裝置，常用的有高壓氙氣電室檢測(cè)器和閃爍晶體檢測(cè)器等。目前普遍采用固態(tài)稀土陶瓷探測(cè)器，它集合了上述兩種探測(cè)器的優(yōu)點(diǎn)。（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（二）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是CT成像系統(tǒng)的核心裝置，它具有采集數(shù)據(jù)處理、高速數(shù)學(xué)運(yùn)算、圖像重建、圖像評(píng)價(jià)、圖像存儲(chǔ)、系統(tǒng)控制、人-機(jī)對(duì)話等功能（三）其他設(shè)備（三）其他設(shè)備磁盤機(jī)和相關(guān)存儲(chǔ)媒介操作臺(tái)其它輔助設(shè)備Brilliance 6464 slice, 0.625 mm40