医学影像设备学-CT设备.pptVIP

第十二章 CT设备 第一节 概述 一、发展简史 1971年,英国工程师亨斯费尔德(Hounsfield): CT机的分代: 第一代CT机:X线为单束,探测器数有单个或几个,运动方式平移加旋转,扫描时间长数分钟,头部. 第二代CT机:X线为多束,探测器数有数个或几十个,运动方式平移加旋转,扫描时间数十秒,全身. 第三代CT机:X线为扇形,探测器数有几百个扇形排列,运动方式旋转+旋转,扫描时间长数秒钟. 第四代CT机:X线为扇形,探测器数有数百到几千个呈圆周状排列,提高了图像质量.运动方式为旋转. 第五代CT机:电子束CT超高速型CT机(UFCT).扫描无机械旋转维护费用高. （一）第一代CT（平移+旋转扫描方式） 第一代CT由X线管和1-2个探测器（detector）组成。 X线束穿过和探测器同步直线平移运动。 获得透射数据后，X线管和探测器环绕中心旋转1°，做上次相反的直线扫描运动。 获得数据后，再旋转1°，重复上述过程直到180°，采集到数据组成的平行投影值，即完成了数据的采集过程。 第一代CT（平移+旋转扫描方式） （二）第二代CT（平移+旋转扫描方式） 第二代CT X线束改为扇形线束，由一只X线管和3~30个晶体探测器组成。 由呈扇形排列的多个探测器，每次平移后的旋转角由1°提高到扇面角度，扫描时间减至18s。为了提高图像质量采用240°、360°平移加旋转扫描，比第一代CT各项指标有提高，已具备了做全身CT检查的条件。 第二代CT主要缺点是：在扫描过程时间长，由于病人的生理运动，易产生伪影。 第二代CT（平移+旋转扫描方式） （三）第三代CT（旋转-旋转扫描方式） 第三代CT的扇形角较宽（30°~45°），探测器增加到300~1000个逐个依次无空隙排列。 扫描时，X线管和探测器无直线平移运动，仅做围绕病人进行连续旋转运动即可。扫描时间可更短。 优点：结构较简单，使用操作方便，可获得较理想的CT图像。 缺点：需对相邻探测器的灵敏度差异进行校正，相邻探测器的性能差异将产生同心环形伪影。 第三代CT（旋转-旋转扫描方式） （四）第四代CT（旋转-静止扫描方式） 第四代CT具有更多（600~4800个，分布在360°的圆周上）探测器。扫描时X线管做围绕病人一周的旋转运动，而探测器则固定不动。 扇形线束角度也较大，扫描速度可达1~5s。 其工作原理和第三代CT没有本质的区别，仅是第三代CT的一个变形。 第四代CT（旋转-静止扫描方式） （五）第五代CT（静止-静止扫描方式） 第五代CT由一个电子束X线管、由864个固体探测器构成216°的阵列固定环内和一个数据采样、图像处理、数据显示的计算机系统组成。 每个固体探测器作为一个数据采集单元。它由一个X线—可见光转换晶体、一个光—电转换硅二极管和一个前置放大器构成。 第五代CT适用于心脏，查易动病人检查，是一种新型的CT。其缺点是造价昂贵。 电子束CT 第五代CT（静止-静止扫描方式） 电子束CT 双源CT 各代CT比较 二、现状与发展趋势 滑环技术（slipring） 螺旋扫描技术（helical scan） 多层面螺旋扫描技术：2层CT、4层CT、8层、16层、32层、64层CT…… 容积扫描（volume Scan） 平板探测器CT机：锥形CT扫描机（cone beam CT）。 排(层)的发展: 单排CT →双排CT→64排CT→平板（锥形）CT 锥形CT机面临的难点是： ①克服锥形线束伪影（cone beam artifact）； ②改进图像重建算法； ③提高大量数据的处理速度； ④提高平板探测器的性能； ⑤克服机械结构限制。 容积扫描 锥形CTTHREE-DIMENSIONAL 第二节 CT工作原理 X线CT扫描机能对人体进行横断体层成像，将各种组织对X线的吸收系数以数字（CT值）表示出来。 X线CT扫描机与常规X线体层摄影的原理和成像方法也完全不同，它没有纵向体层摄影时上下层模糊影像对目标体层的影响，被检查层各点CT值经数学方法重建出来的图像。 投影像 X线投影 一、线衰减系数μ 将X线束穿过人体一横断层面则对面的探测器可获得该层面的信息。借助于各组织对X线具有不同衰减系数的特征来实现还原为该层面的图像。X线在人体被衰减的程度，按组织对X线的衰减系数μ和组织厚度D以指数函数关系发生变化其式为: 或 式中：I0入射X线强度；I为穿过病人衰减后的强度；D为组织厚度，μ为线性衰减系数。 沿X线束穿过的人体各组织密度一般是非均一的。认为是由大量各不相同的密度单元体所组成。单元体厚度为ΔD，单元体被分割得越细小，其体内密度越接近一致. 二