CT的基本结构和成像原理(2)

1、CT的基本结构和成像原理普 通 CT 第一节 基本构造v扫描系统v计算机系统v其他设备v应用软件 CT机的基本结构机的基本结构（一）扫描系统v扫描机架v检查床vX线高压发生器vX线管v准直器v滤过器v探测器v模数转换器准直器v准直器是一种限制准直器是一种限制X X线光束的孔径光栏，它线光束的孔径光栏，它由大小合适的长方形或圆形的铅片或由彼由大小合适的长方形或圆形的铅片或由彼此相对移动可调的此相对移动可调的 铅条带构成。铅条带构成。v作用是大幅度减少散射线的干扰，提高图作用是大幅度减少散射线的干扰，提高图像质量，决定扫描厚。像质量，决定扫描厚。vCTCT扫描机中准直器分为二种：一种是扫描机中准直

2、器分为二种：一种是X X线管线管侧准直器；另一种是探测器侧准直器，两侧准直器；另一种是探测器侧准直器，两个准直器必须精确地对准个准直器必须精确地对准。探测器探测器vX线检测器是将线检测器是将X线光子变成电流信号的一种线光子变成电流信号的一种装置，常用的有高压氙气电室检测器和闪烁装置，常用的有高压氙气电室检测器和闪烁晶体检测器等。目前普遍采用固态稀土陶瓷晶体检测器等。目前普遍采用固态稀土陶瓷探测器，它集合了上述两种探测器的优点。探测器，它集合了上述两种探测器的优点。（二）计算机系统v计算机系统是CT成像系统的核心装置，它具有采集数据处理、高速数学运算、图像重建、图像评价、图像存储、系统控制、人-

3、机对话等功能（三）其他设备v磁盘机和相关存储媒介v操作台v其它辅助设备（四）应用软件v基本功能软件：扫描、照相、图像储存和清盘v特殊功能软件：动态扫描、快速连续扫描、定位扫描、高分辨率扫描、虚拟内窥镜、CT心脏成像、职能血管分析软件等。第二节 成像原理大致可分三个过程v数据采集v图像重建v图像显示CT的工作原理的工作原理高压发生器高压发生器 高电压高电压 球管球管 X-ray 人体探测器人体探测器 A/D转换器转换器 计算机计算机 数据重建数据重建 显示器显示器 人体断层扫人体断层扫 描图像描图像螺旋CT概念v螺旋扫描技术是扫描过程中，螺旋扫描技术是扫描过程中，X X线球管线球管环绕病人作连续

4、环绕病人作连续360360圆周运动，持续圆周运动，持续发射发射X X线。同时扫描床以匀速移动，探线。同时扫描床以匀速移动，探测器连续采集数据。由于上述程序是同测器连续采集数据。由于上述程序是同步进行的，步进行的，X X线球管对病人而言，经历线球管对病人而言，经历了一个螺旋性路径，故被称为螺旋扫描了一个螺旋性路径，故被称为螺旋扫描CTCT（Spiral CT)Spiral CT)第一节 基本构成v扫描机架v检查床v计算机系统螺旋螺旋CT的结构特点的结构特点v采用了滑环技术采用了滑环技术v采用大容量的采用大容量的X X射线管射线管v使用定位精确的扫描床使用定位精确的扫描床v大容量的机器硬盘大容量的

5、机器硬盘滑环技术滑环技术v以铜制成滑环，作为静止部分，导电碳以铜制成滑环，作为静止部分，导电碳刷在滑环上运动刷在滑环上运动.v通过碳刷和滑环的接触导电得以使机架通过碳刷和滑环的接触导电得以使机架能作单向的连续旋转能作单向的连续旋转.v根据传递电压的不同分低压滑环和高压根据传递电压的不同分低压滑环和高压滑环。滑环。高压滑环高压滑环滑环部分传递的是滑环部分传递的是X X线高压发生器线高压发生器的输出电压。高压发生器在机架外，的输出电压。高压发生器在机架外，其产生的高压通过电缆传输到滑环，其产生的高压通过电缆传输到滑环，而后输送给而后输送给X X线管。线管。 要求：成本高，铜环与碳刷之间传要求：成本

6、高，铜环与碳刷之间传递的是高压，技术要求高。递的是高压，技术要求高。低压滑环低压滑环滑环部分传递的是滑环部分传递的是X X线高压发生器的输入线高压发生器的输入电压。机架外的低电压通过低压滑环输送电压。机架外的低电压通过低压滑环输送给机架内的高频高压发生器，高压发生器给机架内的高频高压发生器，高压发生器与与X X线球管相对固定。通过一短段电缆将线球管相对固定。通过一短段电缆将高压输送给球管。高压输送给球管。 优点：传递电压低易处理，高压电缆短，优点：传递电压低易处理，高压电缆短，损耗小。损耗小。探测器v普通CT机探测器有几十个，单层螺旋CT机常有300-800个，多层螺旋CT机则多达5000-3

7、0000个以上v探测器分为气体探测器和固体探测器v单层螺旋CT在Z轴方向上只有一排探测器，多层螺旋CT机由多排探测器组成Brilliance 6464 slice, 0.625 mm40 mm coverage64 X 0.62540 mmCT技术的发展源于探测器技术的发展技术的发展源于探测器技术的发展64 slice, 0.5 mm32 mm coverage64 X 0.532 mmLightSpeed VCTAquillion 6464 slice, 0.625 mm40 mm coverage64 X 0.62540 mm螺旋螺旋CT的扫描参数的扫描参数v扫描层厚与射线束宽度扫描层厚与

8、射线束宽度 扫描层厚是扫描层厚是CT扫描时被准直器校准扫描时被准直器校准的层面厚度，或球管旋转一周探测器测的层面厚度，或球管旋转一周探测器测得得Z轴区域的射线束宽度轴区域的射线束宽度v床速：床速：是是CT扫描时检查床移动的速度，扫描时检查床移动的速度，即球管旋转一圈检查床移动的距离即球管旋转一圈检查床移动的距离 v螺距（螺距（pitch) 定义：是定义：是X线球管旋转线球管旋转360度的进床距离与度的进床距离与总的层面准直宽度之比。总的层面准直宽度之比。 单层螺旋单层螺旋CT的准直器宽度与层厚一致的准直器宽度与层厚一致其螺距可定义为球管旋转一周检查床移动其螺距可定义为球管旋转一周检查床移动的距

9、离与层厚的比值。即的距离与层厚的比值。即 pitch=床进速度（床进速度（mm/周）周）/层厚（层厚（mm） 多层螺旋多层螺旋CT使用多排探测器，其层使用多排探测器，其层厚不是准直器的宽度，故计算时应注意。厚不是准直器的宽度，故计算时应注意。如准直器宽度为如准直器宽度为161.5=24mm,球管旋球管旋转一周，检查床移动转一周，检查床移动24mm的扫描方式的扫描方式中，实际扫描层厚为中，实际扫描层厚为1.5mm，用准直器，用准直器总宽度计算，螺距为总宽度计算，螺距为1 常规螺旋扫描的螺距用1，即床速与层厚相等，如病灶较小，螺距可小于，如病灶较大，螺距可大于1v重建层距重建层距被重建的相邻两层横断面之间长轴方向的距离被重建的相邻两层横断面之间长轴方向的距离v重建层厚重建层厚指重建图像的实际厚度指重建图像的实际厚度电子束电子束CTv又称超高速又称超高速CTCT，电子枪发射电子束，在高度真空管电子枪发射电子束，在高度真空管中聚焦线圈使电子束聚集，并由偏转线圈使之偏移，