醫(yī)療設(shè)備CT機的基本構(gòu)造及工作原理

1、醫(yī)療設(shè)備CT 機的基本構(gòu)造及工作原理計算斷層攝影（computed tomography），簡稱ct , 是電子計算機和x 線相結(jié)合，應(yīng)用到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的重大突破，它使傳統(tǒng)的x 線診斷技術(shù)進(jìn)入了計算機處理、電視圖像顯示的新時代。因此ct 發(fā)明者h(yuǎn)ounsfield 榮獲了諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。 1971年第一臺ct 制成，僅應(yīng)用于顱腦檢查，效果良好。1974年制成全身ct ，檢查擴大到胸、腹、脊柱及四肢。ct 顯示橫斷圖像，避免重疊；密度分辨率高，圖像清晰；方法簡便、迅速、無創(chuàng)傷、無痛苦、無危險。所以得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了醫(yī)學(xué)影像學(xué)的發(fā)展。第一節(jié) ct機基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、ct 機的基本結(jié)構(gòu)包括掃描部分、

2、計算機系統(tǒng)，圖像顯示與記錄系統(tǒng)和中央控制臺（圖71）。 圖71 ct 機的基本構(gòu)造二、ct 機的工作原理ct 機掃描部分主要由x 線管和不同數(shù)目的控測器組成，用來收集信息。x 線束對所選擇的層面進(jìn)行掃描，其強度因和不同密度的組織相互作用而產(chǎn)生相應(yīng)的吸收和衰減。探測器將收集到x 線信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺?jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（a d converter）轉(zhuǎn)換成數(shù)字，輸入計算機儲存和處理，從而得到該層面各單位容積的ct 值（ct number），并排列成數(shù)字矩陣（digital matrix ）（圖72）。這些數(shù)字可儲存于硬磁盤（hard disk）、軟磁盤（floppy ）和磁帶（magnetic tape,

3、mt）中，也可用打印機印用。數(shù)字矩陣經(jīng)數(shù)模（d/a）轉(zhuǎn)換器在監(jiān)視器上轉(zhuǎn)為圖像，即為該層的橫斷圖像。圖像可用多幅照相機攝于膠片上，供讀片、存檔和會診用。三、ct 機的發(fā)展和類型ct 機按其適用范圍分為頭顱ct 機和全身ct 機。ct 機的發(fā)展常用代（g eneration）來表示。 第一代ct 機采取旋轉(zhuǎn)平移方式（rotate/translate mode）進(jìn)行掃描和收集信息。首先x 線管和相對應(yīng)的探測器作第一次同步平行移動。然后，環(huán)繞患者旋轉(zhuǎn)1度并準(zhǔn)備第二次掃描。周而復(fù)始，直到在180度范圍內(nèi)完成全部數(shù)據(jù)采集。由于采用筆形x 線束和只有12個探測器，所采數(shù)據(jù)少，因而每掃一層所需時間長，圖像質(zhì)量

4、差。第二代ct 機是在第一代ct 的基礎(chǔ)上發(fā)展而來。x 線束改為扇形，探測器增多至30個，擴大了掃描范圍，增多了采集的數(shù)據(jù)。因此，旋轉(zhuǎn)角度由1o 增至23o ，縮短了掃描時間，圖像質(zhì)量有所提高，但仍不能完全避免患者生理運動所引起的偽影（artifact ）第三代ct 機的主要特點是控測器激增至300800個，并與相對的x 線管只作旋轉(zhuǎn)運動（rotate/rotate mode）。因此，能收集較多的數(shù)據(jù)，掃描時間在5s 以內(nèi)，使偽影大為減少，圖像質(zhì)量明顯提高。第四代ct 機的特點是控測器進(jìn)一步增加，高達(dá)10002400個并環(huán)狀排列而固定不動，只有x 線管圍繞患者旋轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)固定式（rotate/

5、stationary mode）。它和第三代機的掃描切層都薄，掃描速度都快，圖像質(zhì)量都高。第五代ct 特點是掃描時間縮短到50ms ，因而解決了心臟掃描。其中主要結(jié)構(gòu)是一個電子槍，所產(chǎn)生的電子束（electron beam）射向一個環(huán)形鎢靶，環(huán)形排列的探測器收集信息。四、ct 圖像ct 圖像由某一定數(shù)目的由黑到白不同灰度的小方塊組成，每一方格為圖像的最小單位稱為像素（pixel ）（圖74）。ct 值是以數(shù)值來說明組織影像密度的高低，但不是絕對值。而是以水為標(biāo)準(zhǔn)，其他組織與水比較的相對值?，F(xiàn)用亨氏單位（h ），即以水的ct 值為oh ，空氣為1000h ，骨為1000h 的2000個等級。人體各種組織均包括在2000個等級之內(nèi)（圖75）。一般x 線照片的黑片對比度是固定的，但ct 機監(jiān)視器的黑白即灰度可以通過調(diào)節(jié)窗位（window level ）和窗寬（window width）而改變。窗位是指圖像顯示所指的ct 值范圍的中心。例如觀察腦組織常用窗位為35h ，而觀察骨質(zhì)則用300600h 。窗寬指顯示圖像的ct 值范圍。例如觀察腦的窗寬用10