《CT设备原理》PPT课件.ppt

1、计算机断层摄影设备，计算机断层摄影：计算机断层摄影计算机断层摄影计算机轴向断层摄影计算机轴向x光断层摄影，1。x光是伦琴在1895年发现的。1917年，奥地利数学家拉东提出了图像重建理论的数学方法。20世纪50年代，科马克开始探索各种计算机断层扫描的原理；20世纪60年代末，英国电子音乐工业实验中心试图根据科马克原理建立一套计算机断层扫描设备。戈弗雷豪斯菲尔德负责整个实验计划。1971年，戈弗雷豪恩菲尔德领导的团队建立了第一套CT系统，并于1972年春正式公布了头部CT图像。1979年，科马克和霍恩费尔德因其对计算机断层扫描技术发展的杰出贡献获得了诺贝尔医学奖。在1924年、1998年、191

2、9年、2004年和1972年，科恩菲尔德开发了世界上第一台临床用计算机断层扫描。通过这种计算机断层扫描，首次为一名妇女诊断出脑囊肿，并获得了世界上第一张患者的计算机断层扫描照片。豪斯菲尔德和安布罗斯在英国放射学年会上正式发表了一篇论文，宣布了计算机断层扫描的诞生；同年11月，在北美放射学会(RSNA)年会上向全世界宣布了这一消息。1974年，乔治城大学医学中心的工程师莱德利发明了世界上第一台全身CT。在接下来的30年里，它已经从头部CT发展到螺旋CT和多层螺旋CT。用x光从不同的角度扫描一个物体后，就可以获得100%的信息。计算机断层摄影的基本思想(或原理)是获取高度准直且极细的笔形x光束，并

3、将其扫描到人体的某个部位。未被吸收的光子穿过人体并被探测器接收，探测器作为模拟信号输入，图像经过数字处理和运算后被重建。(1)第一代计算机断层扫描(平移和旋转扫描模式)，主要是头部专用计算机断层扫描，由一个x射线管和1-2个晶体探测器组成。x射线束被准直器准直成铅笔芯粗细的笔形束，也称为笔形束CT。X射线管产生的笔形光束穿过病人头部，照射到对面的探测器上，两者先做同步直线平移扫描运动。获得240透射测量数据后，停止平移，然后绕患者颅骨中心旋转1，并沿与前一个方向相反的方向进行线性扫描运动。在获得240个测量数据后，停止平移，再次旋转1并重复上述过程，直到获得由240个测量数据组成的180组平行

4、投影值，即数据采集过程完成。，x光利用率很低；2.扫描时间长；3.重建图像质量差。为了提高效率，可以增加检测器，并且可以在一次扫描中同时从两层收集数据，并且可以获得两层的图像。这样就提高了第一代计算机断层扫描的工作效率和x光的利用率。(2)第二代计算机断层扫描(平移和旋转扫描模式)，在第一代计算机断层扫描的基础上，第二代计算机断层扫描由单束笔形束代替扇形束、x光管和330个呈扇形排列的晶体探测器组成。x射线束是520的小扇形束，也叫小扇形束CT。每次平移扫描后，旋转角度从1增加到扇形的夹角，这样当旋转180时，扫描时间缩短到2090秒。第二代快速CT有30多个探测器，扫描时间减少到18s。为了

5、提高图像质量，其中一些使用240，360平移加旋转扫描。与第一代CT相比，这种CT的各项指标都有所提高。它不仅可用于头部检查，还具备全身CT检查的条件。第二代，多探测器平移-旋转小扇形束，(来自克王)，主要缺点是在扫描过程中，由于病人的生理运动，容易出现伪影。第一代计算机断层扫描和第二代计算机断层扫描对由患者运动引起的伪影特别敏感，因为在旋转期间没有收集数据，并且如果患者运动，将导致透射读数的差异，导致重建图像中的边缘伪影。目前(3)第三代计算机断层扫描(旋转-旋转扫描模式)具有宽的扇形角(3045)，可以覆盖整个患者扫描平面，因此也称为广角扇形束计算机断层扫描。探测器的数量已经增加到3001

6、000个，一个接一个排列，没有间隙。扫描时，只能围绕病人做连续旋转。扫描时间大大缩短，因此全身扫描时间可缩短至29秒或更短。但是，它需要很大的毫安，所以选择旋转阳极x光管。全身CT一般采用这种扫描方法。第三代CT的优点：结构简单，操作方便，能获得理想的CT图像。第三代、多探测器平移-旋转大扇形波束、(来自g .王)，其缺点是必须校正相邻探测器的灵敏度差异，因为一个角度的投影是由不同的相邻探测器测量的，而相邻探测器的性能差异会产生同心环伪像。目前，第三代计算机断层扫描的环形伪影已经得到解决，成为当代计算机断层扫描的主流。在第三代螺旋CT的基础上发展起来的滑环式螺旋CT，尤其是近年来各大厂家开发的

7、多层螺旋CT，已经成为现在和未来的主导产品。(4)第四代CT(旋转-静态扫描模式)有更多的探测器(6001500，分布在360的圆周上)。在扫描过程中，只有x光管围绕病人旋转，而探测器是固定的。扇形束角也很大，扫描速度可达15s，是第三代CT的变体。第四代CT出现的原因是，在第三代CT的扫描过程中，就几何结构而言，每个探测器只接收经过患者扫描平面内某一环形组织的X射线衰减信息，当探测器性能不稳定时，容易造成环形伪影。第三代计算机断层扫描采用稳定可靠的高效探测器后，解决了环形伪影的产生条件，并配置了软件校正措施。与第三代CT相比，第四代CT由于探测器数量多，在扫描过程中不能充分利用，已经失去了其

8、明显的优势。因此，只有少数制造商生产过第四代CT。第四代，探测器环形源-旋转大扇形束，第三代，第四代，(5)第五代CT由一个大型专用扫描电子束X射线管，一个由864个固体探测器组成的阵列和一个数据采样和图像处理。864个固体探测器分为两组(432个)，分别安装在两个216个固定环中。每个固体探测器都充当数据采集单元。它由x光可见光转换晶体、光电转换硅二极管和前置放大器组成。以上三者必须最佳匹配，以提高稳定性和准确性。电子束CT扫描仪，速度：50，厚度100毫秒：1.5，3，6，10毫米心电图触发心脏图像，(来自imatron)，第五代CT的工作过程如下：1 .电子枪产生的电子束加速(沿x光管的

9、长轴)，偏转并轰击到四个相邻的210环。2.准直器将x光准直成扇形束，扇形角为30，厚度为2厘米；3.x光穿过病人，通过环形探测器阵列测量透射x光的强度分布，并在模数转换后重建图像。4.高速运动的电子束没有机械惯性，可以依次扫描一个靶环或同时依次扫描2-4个靶环。由于采用了两列排列的环形探测器阵列，用高速运动的电子束扫描一个靶环就可以得到相邻两层的图像。不同代CT的比较；二、现状及发展趋势。最初开发的计算机断层扫描仪只能用来检查人脑，大约需要1分钟到4分钟。20年来，CT设备从第一代发展到第五代，其性能和速度都有了很大的提高。扫描时间从4分钟缩短到5分钟，再到1秒钟，甚至更短。除了x光计算机断

10、层扫描，其他类型的计算机断层扫描也相继出现，如单光子发射计算机断层扫描、正电子发射计算机断层扫描和核磁共振计算机断层扫描。超声CT(UCT)和微波CT的研究取得了很大进展。与此同时，CT在工业生产中取得了显著的成就，并显示出光明的前景。自20世纪70年代CT扫描仪问世以来，随着计算机技术和其他相关技术的进步，它取得了飞速的发展。特别是近年来，在此基础上发展起来的滑环技术、螺旋扫描技术和多层螺旋CT技术的出现，使CT检查技术达到了一个全新的水平。计算机断层扫描的发展趋势是简化操作，缩短扫描时间，提高检查效率(一次扫描获得更多层)和图像质量。目前，二层螺旋CT、四层螺旋CT、八层螺旋CT和十六层螺旋CT已经投入临床应用。并且已经被64层CT装置使用。从x光管旋转的真正实现，可以获得更多的层，即可以完成对器官的扫描，并且可以真正实现所谓的体积扫描。一些科研机构正在开发多层计算机断层扫描仪，