1、CT基本原理與概述基本原理與概述 陳瑞權陳瑞權nCT：( COMPUTED TOMOGRAPHY ) 以X線束對體部某一選定體層層面進行掃描,測定透過的X線量, 數(shù)字化后經(jīng)過計算得出該層面各個單位容積的吸收系數(shù), 然后重建圖像的一種成像技術。1.CT的組成的組成2.CT成像原理成像原理3.CT的發(fā)展過程的發(fā)展過程 CT機的組成機的組成 X線發(fā)生裝置線發(fā)生裝置 X線檢測接收裝置線檢測接收裝置 機械運動裝置機械運動裝置 計算機設備計算機設備 圖像顯示及存儲裝置圖像顯示及存儲裝置 工作站工作站 X線發(fā)生裝置線發(fā)生裝置1. 1.高壓發(fā)生器高壓發(fā)生器2.2.X X線管線管3.3.冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)4.4.

2、準直器準直器: :調(diào)節(jié)層厚，減少輻射劑量，改善CT圖像質(zhì)量5.5.濾過器濾過器: :吸收低能量X線，優(yōu)化射線能譜，減少輻射劑量X線檢測接收線檢測接收裝置裝置1. 探測器2. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS 探測器探測器n作用：作用：將X射線能轉換為可供記錄的電信號的裝置，通過測量它接受的X射線量，然后產(chǎn)生與X射線量成正比的電信號。n類型：類型：氣體探測器：惰性氣體-氙氣電離，量子探測效率低，低端使用固體探測器：X射線照射閃爍晶體使之瞬間發(fā)光，利用光電倍增管將這種閃爍晶體轉換為電信號，再用電子線路和器件將它們放大并存儲下來。幾何利用率在50%-80%。閃爍晶體探測器（鉈激活碘化鈉晶體、鉈激活碘化銫晶體、鎢酸

3、鎘晶體）和稀土陶瓷探測器（寶石探測器：寶石加稀有元素-GE）光子計數(shù)探測器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)DAS *模數(shù)轉換器是模數(shù)轉換器是CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System，DAS）的主要組成部分。）的主要組成部分。 *CT最初探測到的是連續(xù)的隨時間而變的模擬最初探測到的是連續(xù)的隨時間而變的模擬信號，可由電壓表讀取或由示波器顯示，但無信號，可由電壓表讀取或由示波器顯示，但無法被計算機識別。法被計算機識別。 *模數(shù)轉換器將來自探測器的輸出信號放大、模數(shù)轉換器將來自探測器的輸出信號放大、積分后多路混合變?yōu)閿?shù)字信號送入計算機處理。積分后多路混合變?yōu)閿?shù)字信號送入

4、計算機處理。 機械運動裝置機械運動裝置1.1. 掃描機架掃描機架2.2. 滑環(huán)滑環(huán)3.3. 掃描床掃描床 掃描機架掃描機架 * *機架與檢查床相垂直。 * *機架內(nèi)裝有成像系統(tǒng)組件:滑環(huán)、X線管、高壓發(fā)生器、準直器、探測器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等 * *機架孔徑和傾斜范圍在應用中較為重要: 孔徑孔徑:機架開口 大小大小：多為70cm,最大80cm * *機架須能傾斜，以適應不同患者情況和各種檢查的需要，傾角傾角:最大30滑環(huán)滑環(huán)I.I.含義含義：CT掃描機架中去掉電纜，代以銅制滑環(huán)和導電碳刷，通過碳刷和滑環(huán)的接觸導電,使機架作單向連續(xù)旋轉，即滑環(huán)技術。II.II.結構形狀：結構形狀：盤狀滑環(huán):圓盤狀，

5、導通部分設在盤面上。筒狀滑環(huán):圓筒狀，導通部分位于圓筒側面。 III. III. 傳導方式傳導方式: :低壓滑環(huán)（大多數(shù)廠家都采用）。高壓滑環(huán)（易高壓放電導致高壓噪聲）。 掃描床掃描床 * *作用作用: :運載患者,掃描定位 * *要求要求: :p承重承重: :確保特殊體型患者的檢查需要p床面材料床面材料: :由易被X線穿透、能承重和易清洗的碳素纖維組成p驅動：驅動：磁懸浮 氣墊 老式皮帶 * *床縱向移動要求床縱向移動要求: :平滑，精度高，絕對誤差進床移動再掃描進床移動n螺旋掃描 n掃描和進床移動同時進行 定位片掃描定位片掃描nX線球管和探測器靜止 n檢查床移動 n掃描成像n用于掃描前定位

6、軸位掃描軸位掃描nX線和探測器360度旋轉n檢查床靜止 n掃描n得到橫斷位的圖像n床進到下一個位置n再掃描 螺旋掃描螺旋掃描nX線球管和探測器360度旋轉n檢查床同時進床移動n掃描n得到容積成像 圖像質(zhì)量的改進圖像質(zhì)量的改進 1972 20001972 20001972年2000年 CT發(fā)展歷程發(fā)展歷程n第一代：第一代：平移+旋轉掃描式筆形掃描線束，時長偽影大n第二代：第二代：平移+旋轉掃描式扇形線束，射線利用率低n第三代：第三代：旋轉- 旋轉掃描式較寬的扇形角n第四代：第四代：旋轉- 靜止掃描式扇形線束角度大，對散射線及其敏感n第五代：第五代：電子束X射線管，對射線源要求比較高n螺旋旋CT（

7、SSCT）：）：對整個容積進行快速連續(xù)掃描n多層螺旋多層螺旋CT機（機（MSCT）：）：探測器呈弧面排列n后后64層層CT 單層螺旋單層螺旋CT10mm, 20mm, 24mm, 28mm, 32mm, 40mm，160mm分辨率分辨率(層厚層厚)：10mm, 5mm, 2.5mm, 1.25mm, 0.625mm，0.25mm (黃金分割點黃金分割點) 機架旋轉速度：機架旋轉速度：5sec4sec1sec0.5sec, 0.25sec提升掃描覆蓋范圍提升掃描覆蓋范圍擴大覆蓋范圍、提升掃描速度、增強臨床功能擴大覆蓋范圍、提升掃描速度、增強臨床功能雙層螺旋雙層螺旋CT19984層螺旋層螺旋CT2

8、0008層螺旋層螺旋CT200116層螺旋層螺旋CT200264層、雙源層、雙源螺旋螺旋CT20042008320層容積層容積CT1993東芝東芝-Aquilion One 320層容積CT 320 x0.5mm 320 x0.5mm探測器單元探測器單元 ：2010年升級為640層（探測器不變，通過掃描時z軸上通道的動態(tài)偏置達到雙倍采樣的目的，獲得雙倍640層圖像） 探測器寬度大帶來錐形線束偽影和圖像質(zhì)量下降 Z Z軸軸16cm16cm的覆蓋范圍的覆蓋范圍：球管旋轉一次可以獲得0.5mm層厚的各向同性信息，器官容積灌注和運動功能成像 350msec的機架旋轉速度Philips-256層Bril

9、liance 極速iCT 128X0.625mm128X0.625mm球面探測器（納米平球面探測器（納米平板探測器），板探測器），消除 X-Y-Z的散射線，減少偽影，提高圖像清晰度；采用動態(tài)四焦點，共軛采集技術，通過Z軸雙倍采樣，獲得256層圖像數(shù)據(jù) 掃描機架旋轉部分采用了空氣軸承技術，達到0.27msec的機架旋轉速度。 GE-Discovery HD750750寶石寶石CTCT 64640.6250.625mm寶石探測器寶石探測器，縮短了探測器的響應時間和余輝時間，采用動態(tài)變焦球管，瞬間變能高壓發(fā)生器系統(tǒng)，使曝光的同時產(chǎn)生兩種電壓的變化，產(chǎn)生高低不同的輻射能，達到單能譜功能成像西門子西門子

10、-SOMATOM Definition Flash Stellar 光子光子CT 雙球管雙探測器，能譜分析，83ms時間分辨率，0.27msec的機架旋轉速度，stellar光子探測器（低劑量高清晰），采集速度快（43cm/s,心臟0.25s,全身4s)多能譜多能譜CT成像成像利用物質(zhì)在不同利用物質(zhì)在不同X射線能量下產(chǎn)生射線能量下產(chǎn)生的不同的吸收來提供比常規(guī)的不同的吸收來提供比常規(guī)CT更多的影像信息更多的影像信息n序列掃描成像技術序列掃描成像技術：CT成像系統(tǒng)不發(fā)生改變，采用兩次旋轉掃描成像，一次采用高kVp（如140kVp）的X射線，一次采用低kVp（如80kVp）的X射線。兩次成像數(shù)據(jù)在圖像數(shù)據(jù)空間匹配，進行雙能減影。n雙球管雙能量成像技術：雙球管雙能量成像技術：兩套球管和探測器，同時產(chǎn)生X射線，一個高kVp的X射線，一個低kVp的X射線。兩套系統(tǒng)分別獨立采集數(shù)據(jù)信息，并在圖像空間匹配，進行雙能減影分析。通常使用最低電壓（80kVp）和最高電壓（140kVp）來達到最大能量分離以最大限度地區(qū)分不同的物質(zhì)。n單源瞬時單源瞬時kVpkVp切換技術切換技術：通過使用單一球管中高低雙能（80kVp和140kVp）的瞬時切換（0.5ms的能量時間分辨率）產(chǎn)生時空上完全匹配的雙能數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)空間能譜解析。n雙層探測器技術：雙層探測器技術：每一層探測器僅