X线计算机体层成像设备CT CT设备之螺旋CT CT设备螺旋

设备螺旋CT3一、螺旋CT（Spiral

CT）X线球管围绕被检查物体匀速旋转，同时该物体匀速前进。由于X线在被检测物体上的轨迹为螺旋曲线，故称螺旋CT。螺旋CT4普通CT普通CT：因扫描时间长，整个扫描过程是分层进行的，存在着片间隔，重建后的图像粗糙、失真。螺旋CT5螺旋CT螺旋CT：因整个扫描过程是快速、连续的薄层扫描，重建后的图像质量高、无失真现象。螺旋CT6螺旋CT扫描的要求

1.X线球管：大毫安、高热容量、高散热率。2.探测器：多拍固体探测器，性能要求更高更多。3.计算机：计算速度快、内存大、容量大。4.扫描架：机架内的旋转架依靠滑环技术能匀速单方向连续旋转5.扫描床：床同步匀速直线运动，稳定性和定位精度高。6.功能软件：图像重建时防止运动伪影和层面错位，重建时选用螺旋插值算法。螺旋CT7非螺旋CT与螺旋CT扫描方式的比较螺旋CT扫描采用的滑环技术，去除了X线球管与机架之间的电缆连接的束缚，使得球管、探测器系统可以单向连续旋转，每旋转360°的扫描时间可以缩短到1秒或亚秒，明显提高了扫描速度和检查效率。更主要的是在连续扫描的同时，检查床也单向匀速移动，使得整个扫描的轨迹类似螺旋管，它所采集的数据是某一检查器官或部位连续的扫描数据，即容积数据，因此也称这种扫描方式为容积扫描。螺旋CT8普通CT常规CT机X线管供电及信号的传递由电缆完成在机架旋转过程中，存在缠扰问题。不能单一方向无限制旋转。螺旋CT9螺旋CT通过嵌在机架旋转上的滑环和固定在机架上的电刷来进行电流和数据的传输，使机架作单向的连续旋转。滑环技术的重大贡献是解决了CT机架旋转部分与静止部分的馈电和信号传递方式问题，可以实现X线球管连续旋转和曝光。滑环技术

10滑环滑环技术

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滑环有三部分组成：①传送设备操作与控制信号的低压环；②供应X线球管与变压器电源的高压环；③探测器传送数据的数据环。依照高压环上的电压不同，又可以分为低压滑环与高压滑环两种。滑环技术

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低压滑环是指通过滑环技术对CT扫描机架以低电压馈电的方式，它由外界将数百伏的直流电输入到扫描机架内，电压较低，容易实现良好的绝缘，数据传输性能稳定。其主要缺点是容易产生电弧问题（由焊接电源供给的，在两极间产生强烈而持久的气体放电现象—叫电弧。），因此要求碳刷与滑环接触电阻非常小，滑环常采用电阻率非常低的材料制作而成。由于低压滑环的高压发生器是安装在机座旋转架上的，因此要求发生器的体积小、重量轻、功率大，一般普遍采用中高频逆变技术，它是滑环技术的关键。由于低压滑环对绝缘要求不高，而且安全、稳定、可靠，因此被大多数CT厂家所采用。滑环技术

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高压滑环是利用滑环技术将高压电馈入机架内以供给X线球管产生X射线。旋转的高压滑环安装在充满绝缘或惰性气体内，高压发生器产生120kV至140kV的电压，经滑环进入机座内的旋转架上。其优点是可以使高压发生器外置，一方面不增加旋转机架的重量，也不必担心滑环因触点电流而引起的温度升高问题，扫描的速度也比低压滑环要快；另一方面，高压发生器不受体积重要的限制，可使发生器功率做的很大。高压滑环的缺点是容易引起机架的旋转部件和静止部件及接触臂、电刷之间的高压放电，由此引发高压噪声，影响数据采集。目前的螺旋CT很少采用高压滑环技术。滑环技术

14高压滑环

把产生球管高压的高压发生器放在机架外部，通过电刷和滑环传输的是高压电。优点：对高压发生器要求低，缺点：⑴.吸附灰尘，影响电刷和滑环的保养⑵.高压易打火灼伤滑环，影响使用寿命⑶.安全问题低压滑环将高压发生器放到机架上，滑环上通过低压大电流。在机架上完成高压的产生。优点：⑴.相对高压滑环，易于保养⑵.滑环上通过的是低压，不打火，延长滑环的寿命⑶.安全性提高缺点:对高压发生器的要求提高，要体积小，重量轻。滑环技术

15螺旋CT的图像重建技术与应用

多平面重建（multi-plannerreconstruction，MPR）是指在任意平面对螺旋CT扫描的容积资料进行多个平面分层重组，形成冠状、矢状、斜面及曲面等任意平面的图像。多平面重建方法适用于全身各个部位。A为盆腔CT扫描的矢状面重建；B为右肺肿瘤（横断面）；C为右肺肿瘤矢状面重建螺旋CT的应用

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三维重建（3-dimensionalreconstruction）是将螺旋CT扫描的容积数据在工作站3D重建软件的支持下合成三维图像，并可进行360°实时旋转，以便从不同的角度观察病灶。主要应用于颅面部及骨骼系统，以观察颅底骨质、颌面部、脊柱小关节、复合关节、骨盆等部位的骨折或畸形。

A为SSD重建显示右面部血管畸形；B为同一病人的右侧面观螺旋CT的应用

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最大密度投影（maximumintensityprojection，MIP）是将经线所通过的螺旋CT扫描容积组织或物体中的每个像素的最大强度值进行投影，反映的是组织结构密度的差异，故对比度很高。A为MIP重建显示左输尿管下端结石及梗阻；B为同一病人的3D重建图像。螺旋CT的应用

18最小密度投影（minimumintensityprojection，MinIP）是利用螺旋CT容积数据中在视线方向上密度最小的像元值进行投影成像的技术。该技术方法主要应用于气道的显示，如气管支气管、喉部等，有时也用于肝脏增强后肝内扩张胆管的显示。A为MinIP显示正常支气管树；B为复发性多软骨炎，显示气道狭窄螺旋CT的应用

19表面遮盖显示技术（shadedsurfacedisplay，SSD），按照表面数学模式进行处理，将超过预设的CT阈值的相邻像素连接而重组成图像。该技术主要应用于骨骼系统，如颅面部、骨盆和脊柱等解剖结构复杂的部位，其空间立体感较强，解剖关系清晰，有利于病灶的定位。CT血管造影（CTangiography，CTA）是指静脉注射对比剂后，在循环血液中及靶血管内对比剂浓度达到最高峰的时间内，进行螺旋CT容积扫描，经过计算机软件最终重建出靶血管数字化的立体影像。A为CTA显示肺静脉血管与心脏；B为脑血管CTA；C为颈动脉CTA显示软斑块螺旋CT的应用

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CT仿真内窥镜技术（CTvirturalendoscopy，CTVE）是螺旋CT容积扫描和计算机仿真技术相结合的产物，它是利用计算机相应的软件功能，将CT容积扫描获得的图像数据进行后处理，重建出空腔器官表观立体的图像，类似纤维内窥镜所见。A为结肠CTVE显示结肠息肉；B为支气管CTVE显示左下肺支气管闭塞螺旋CT的应用

21MSCT与单层螺旋CT主要的区别是探测器的结构不同。如前所述，单层螺旋CT的层厚由准直器决定，而多层螺旋CT的层厚由探测器的宽度及其组合而决定。在非螺旋CT扫描中，X射线束完全是一个垂直的平面，图像的重建过程可以直接采用投影的数据，不需要做任何的修正；多层螺旋CT（尤其是4排以上者）由于探测器排数的增宽，使得X射线呈锥形束，在扫描过程中，X线球管在X、Y平面上运行，而病人是在Z轴方向上移动，两者的同时运动所采集到的数据实际上是一个螺旋状的扫描数据段，对于横断面图像重建来说，不能直接采用某一个断面的投影数据，必须先采集重建层面邻近数据的内插，然后才能按照非螺旋CT扫描图像重建的方法重建出横断面图像。多排螺旋CT22MSCT的发展十分迅速，医疗市场的CT机型已经由几年前的4排、8排为主，发展到现在的16排、64排为主要产品的现状。目前许多中级以上的医院在考虑MSCT的购置时均首先定位于16排CT，甚至考虑64排CT，后者机型在短短的两年时间国内装机已超过20台。以下分别以4排、16排CT机为例简要介绍其技术特点。

4排螺旋CT：从探测器设计结构上一般有三种类型：一种是Toshiba公司的混合型结构，一种是GE公司的对称型结构，另一种是Siemens/Philips的非对称型结构。目前已经趋向于更多采用混合型结构，即中央探测器窄，两侧探测器宽，后者比前者宽1倍。多排螺旋CT23

16排螺旋CT：目前，各公司的16排螺旋CT的探测器已经全部改变为混合式排列结构，以达到薄层扫描与大范围扫描两者的有机结合。其特点包括：①薄层扫描能力更强（均达到亚毫米扫描，0.5/0.625/0.75mm）；②扫描速度更快（最短可达到0.4S,速度比原来提高了20%）,使得MSCT成像技术在心脏领域的应用更加如鱼得水。当然,目前的64排CT在冠状动脉及其他小血管的成像方面显示出更强的优势，并且操作更加容易和常规化。③软件功能更加丰富和强大，比如CT灌注成像技术的进一步成熟与应用，使得CT的诊断由过去传统的解剖形态诊断步入了一个集形态与功能于一体的新时代。多排螺旋C