医学ct影像设备与应用

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1、第5章医学CT影像设备与应用5.1CT影像设备简述5.2医学CT影像设备成像系统5.3螺旋CT5.4多排螺旋CT5.5CT影像设备新技术进展与应用5.1CT影像设备简述5.1.1CT影像设备发展概况5.1.2CT影像设备功能5.1.3CT影像设备主要性能指标5.1.2CT影像设备功能CT每扫描一次，即可得到一个方程，经过若干次扫描，即得到一联立方程。经过计算机运算（傅立叶转换、反投影法等）可以解出这一联立方程，从而求出每个体素的X线吸收系数或衰减系数，将其排列成数字矩阵（digitalmatrix），数字矩阵经过数字/模拟转换器（D/A）把数字矩阵中的每个数字转变为由黑到白不同灰度

2、的小方块，即像素（pixel），也按矩阵排列，即构成了CT图像。1．CT成像的基本原理高压发生器X线球管人体模型探测器群操作控制台多幅激光照相机电子计算机模数转换器内外存储器CRT显示器CT影像设备的基本结构与工作原理流程5.1.2CT影像设备功能CT机主要分以下三部分：即①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）;②计算机系统（数据储存、运算等）;③图像显示和存储、照相系统。2．CT影像设备的组成与功能5.1.2CT影像设备功能①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）:扫描机架（gantry）内安装有X线系统、图像采集、X线过滤器、系统准直器等，其中X线球管和数据采集系统（dataacqu

3、isitionsystem，DAS）最为重要。扫描机架的孔径与倾斜范围也是两项重要的应用指标，目前多数扫描机架的孔径为70cm，倾斜角度通常为±12°～±30°。CT扫描系统的扫描机架与扫描床扫描机架内部结构5.1.2CT影像设备功能①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）:X线球管是CT影像设备的心脏部分，由阴极、阳极和真空玻璃或金属管组成，其类型可分为固定阳极和旋转阳极两种。固定阳极X线球管主要应用于单束和多束形的扫描机中，其焦点是矩形的，主要用于第1、2代CT机中；旋转阳极X线球管主要用在扇束旋转扫描机中，故在第3、4代CT机中多采用此种X线球管；5.1.2CT影像设备功能目前，

4、CT多采用2个焦点交替工作，大大延长了X线球管的寿命，其曝光次数由原来的2万次达到25～50万次以上。2003年末Siemens公司推出所谓的零兆阳极热容量的概念，代表球管为Straton电子束控金属球管，是以0.37秒速度进行机架旋转的球管,可以实现亚毫米满负荷扫描。Straton电子束控金属球管外形CT的数据采集系统（DAS）作用是测量X射线束，并将这些数据编码成二进制数据，送往计算机进行运算。探测器（detector）是DAS系统中重要的部件，其主要功能有：①接受透过病人检查部位的X射线；②将接收到的X线转换成模拟形式的电子信号；③将模拟信号放大；④将模拟信号转换成数字信号（

5、通过A/D转换器）。②计算机系统:CT和MRI等临床大型医疗设备均使用的是小型计算机。CT的计算机系统包括主计算机和阵列计算机两部分。主计算机控制CT整个系统的正常工作。其主要的功能有：①扫描监控，并将CT扫描得到的数据进行存储；②CT值的校正；③图像的重建控制与图像后处理；④CT机自身故障的诊断与分析。②计算机系统:阵列处理器（ArrayProcessor,AP）：本身不能独立工作，它与主计算机相连，在其控制下进行高速的数据运算以完成CT扫描的庞大数据量的处理与运算。Philips16排MSCT影像设备的AP柜CPU3.06GHzHardDisk146GB③图像显示与存储：CT图

6、像的显示：由操作台上的CRT屏显示，目前多层螺旋CT多配有高性能的工作站（workstation），也可以在工作站的显示屏上显示。CT图像的记录系统：系统硬盘、外部存储器等构成。CT图像的外部存储器包括磁带、合式磁带、光盘、磁光盘、软盘以及各种照相机等。5.1.3CT影像设备主要性能指标CT影像设备可应用于许多领域，如：应用在工业上可以进行无损检测；应用在农业上可以测量树木的年轮、虫蛀或含水情况；应用在地球物理方面可以进行地球资源的勘探、地震的预测以及地质结构的确定等。在医学上，目前的CT影像设备几乎可以应用于人体各个部位的检查，在临床疾病的诊断和治疗中发挥越来越重要的作用。1．X

7、线球管的热容量与散热率热容量的单位MHU，X线球管的热容量越大，表示可承受的工作电流越大，连续工作的时间也越长；散热率的单位是kHU，散热率越高，说明X线球管的性能越好。如：TOSHIBA公司的Aquilion16排MSCT的X线球管热容量达到7.5MHU，散热率达到1386KHU/min；而GE公司的64排LightSpeedVCT的X线球管热容量达到8.0MHU,散热率超过2100KHU/min。2．探测器的数量探测器是位于X线球管和计算机系统之间重要的数据检测部