医学影像系统原理3 课件.ppt

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1、医学影像系统原理:普通CT成像技术丁明跃华中科技大学生物医学工程系“图像信息处理与智能控制”教育部重点实验室2021/7/30一、CT的产生与发展二、CT的基本构造三、CT工作流程四、CT扫描技术五、电子束CT目录2什么是CT?CT（ComputedTomography）又称为计算机X线体层摄影。是计算机控制、X线成像、电子机械技术和数学科学相结合的产物。CT检查简便、安全、无创伤，能获得质量好、诊断价值高的图像。随相关技术的快速发展，CT机的性能越来越好，功能也越来越多，临床应用范围也越来越广，已成为临床成熟、必不可少的检查手段。3CT的产生CT的基础思路

2、基于1917年波希米亚数学家J.H.Radon用数学原理证实了可通过物体的投影集合来重建图像。1963年美国物理学家A.M.Cormack探索出了用X线投影数据重建图像的数学方法。他们共同奠定了产生CT的数学基础。1971年10月，英国工程师G.N.Hounsfield设计并扫描出第一幅具有诊断价值的头部CT图像，从而宣告世界第一台CT扫描机的研制成功。该机因由英国EMI公司生产，又称EMI扫描机。4CT的意义CT机的诞生是X线影像技术发展史上的一个里程碑。它很好地解决了X线摄影的影像重叠问题，获得了真正的人体横断面图像，而且图像密度分辨率高，尤其对软组织器

3、官，能清楚显示其解剖结构。CT机的应用开辟了医学影像诊断领域的新时代，以致Hounsfield同Cormack一起，获得了1979年的诺贝尔医学奖。CT一经问世，便进入了迅速发展的快车道。围绕缩短扫描时间、提高图像质量两个焦点问题，相关技术不断更新和改进，CT的临床应用不断扩大，使用价值也越来越大。5CT的发展阶段下面将CT的发展过程大致分为以下几个阶段。第一阶段：从CT的产生开始，到二十世纪70年代中期扇形束扫描技术的应用，实现了CT从单纯头颅扫描到全身扫描的跨越。第二阶段：上世纪80年代中期“滑环技术”的应用，实现了单层CT的快速扫描即螺旋CT。第三阶段

4、：多排探测器的应用实现了快速容积扫描即多层扫描，即多排CT。6CT的基本构造CT成像过程是通过控制台指令，使高压发生器工作而产生高压，高压使X线球管发射X线；X线束被准直后对被检体某一层面进行透射，经探测器测得透过层面X线量衰减值，经计算机处理获得一组完整数据投影，再将其转换成数字信号，传输到主计算机；由主计算机计算出该层面组织各单位容积的吸收系数，并排列成数字矩阵，而后转换成模拟信号；最后，在显示器上以不同灰阶形式显示该层面的断面图像。这一过程需要构成CT的各个系统来共同完成。CT基本构造主要包括扫描系统，计算机系统，其他附属设备和应用软件。78CT扫描系

5、统扫描系统主要由扫描机架、检查床、X线管球、高压发生器、探测器阵列、准直器及滤过器等组成。（一）扫描机架(gantry)扫描机架是X线球管、准直器、数据采集系统、机械传动装置，以及控制电路的载体，是CT数据采集的关键部分。机架扫描孔径决定成像的扫描几何，常规多为70cm。机架机械精度一定要精确，以保证采样处理所需要的精度，并且稳定性能要好，以克服高速旋转所致离心力的影响。另外，为满足成角度扫描的需要，扫描机架可倾斜20º或30º。机架内，通过滑环给管球供电，通过光电转换实现数据传输。9检查床与X线高压发生器（二）检查床检查床是病人的承载体，作用是将患者送进扫

6、描机架内，并将被检部位准确地定位到扫描的位置上。因此，检查床定位和移动速度的精度必须很高，其绝对误差不能超过0.2mm。床面能降低到最低位置，方便患者上下床。为配合定位，CT常配有投光器，托架、腰垫以及绑带等附设装备。（三）X线高压发生器高压值的变化直接影响X线能量变化，X线能量又直接影响人体各组织的吸收系数。决定扫描持续时间长短是管球的热容量及发生器的容量，高压发生器的稳定性要好，功率要高。一般为30-60KW，并附加稳压装置。10X射线球管（四）X线球管X线球管的结构与普通X线机球管基本相同，分固定阳极球管和旋转阳极球管。早期CT机都配备固定阳极球管，但

7、不能满足高毫安和连续扫描的需求，目前已被旋转阳极球管所取代。旋转阳极X线球管的功率较大，管电流可以达到100-600mA。管电流大，短时间内就可以提供足够的X线剂量，满足CT快速、连续扫描的需求。管球的热容量也要大，目前最大达7.5MHU，散热率较高。管球的焦点通常为0.5-1.2mm。管球散热通常采用油冷和风冷方式。11准直器与滤过器（五）准直器CT常规配有二个准直器，一个设置在管球的X射线出口处，称为前准直。作用是对X线束的宽度进行调节，并决定被检体的切层厚度，即层厚；降低被检患者的辐射剂量；限制焦点几何投影所致的半影，提高CT图像质量。另一个设置在探测

8、器前，称为后准直。作用是减少散射线的干扰。（六）滤过