医学影像设备学-CT设备ppt课件.ppt

医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第十二章 CT设备完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第一节 概述 一、发展简史1895年,德国物理学家伦琴(W.C.Rontgen);发现X射线,为射线CT奠定了基础1917年,奥地利数学家雷登(Radon):从数学上证明,利用物体在各个方面的投影数据,可以重建出物体的二维断面或三维图像1945年,计算机的发明:为投影重建理论提供了物质基础.1963年,美国物理学家科马克(Cormack)发表了一篇研究报告,详细描述了用X射线投影数据重建图像数学方法1971年,英国工程师亨斯费尔德(Hounsfield):在EMI公司研制成功世界上的第一台头颅CT1974年,美国工程师莱德利(Ledley):研制成功世界上的第一台全身CT完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ1971年,英国工程师亨斯费尔德(Hounsfield):Hounsfield完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZCT机的分代:第一代第一代CTCT机机: :X线为单束,探测器数有单个或几个,运动方式平移加旋转,扫描时间长数分钟,头部.第二代第二代CTCT机机: :X线为多束,探测器数有数个或几十个,运动方式平移加旋转,扫描时间数十秒,全身.第三代第三代CTCT机机: :X线为扇形,探测器数有几百个扇形排列,运动方式旋转+旋转,扫描时间长数秒钟.第四代第四代CTCT机机: :X线为扇形,探测器数有数百到几千个呈圆周状排列,提高了图像质量.运动方式为旋转.第五代第五代CTCT机机: :电子束电子束CTCT超高速型CT机(UFCT).扫描无机械旋转维护费用高.完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ（一）第一代（一）第一代CTCT（平移（平移+ +旋转扫描方式）旋转扫描方式）第一代CT由X线管和1-2个探测器（detector）组成。

X线束穿过和探测器同步直线平移运动获得透射数据后，X线管和探测器环绕中心旋转1，做上次相反的直线扫描运动获得数据后，再旋转1，重复上述过程直到180，采集到数据组成的平行投影值，即完成了数据的采集过程 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第一代CT（平移+旋转扫描方式） 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ（二）第二代CT（平移+旋转扫描方式）第二代CT X线束改为扇形线束，由一只X线管和330个晶体探测器组成由呈扇形排列的多个探测器，每次平移后的旋转角由1提高到扇面角度，扫描时间减至18s为了提高图像质量采用240、360平移加旋转扫描，比第一代CT各项指标有提高，已具备了做全身CT检查的条件第二代CT主要缺点是：在扫描过程时间长，由于病人的生理运动，易产生伪影完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第二代CT（平移+旋转扫描方式） 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ（三）第三代CT（旋转-旋转扫描方式） 第三代CT的扇形角较宽（3045），探测器增加到3001000个逐个依次无空隙排列。

扫描时，X线管和探测器无直线平移运动，仅做围绕病人进行连续旋转运动即可扫描时间可更短优点：结构较简单，使用操作方便，可获得较理想的CT图像缺点：需对相邻探测器的灵敏度差异进行校正，相邻探测器的性能差异将产生同心环形伪影完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第三代CT（旋转-旋转扫描方式） 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ（四）第四代CT（旋转-静止扫描方式）第四代CT具有更多（6004800个，分布在360的圆周上）探测器扫描时X线管做围绕病人一周的旋转运动，而探测器则固定不动扇形线束角度也较大，扫描速度可达15s其工作原理和第三代CT没有本质的区别，仅是第三代CT的一个变形完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第四代CT（旋转-静止扫描方式） 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ（五）第五代CT（静止-静止扫描方式）第五代CT由一个电子束X线管、由864个固体探测器构成216的阵列固定环内和一个数据采样、图像处理、数据显示的计算机系统组成。

每个固体探测器作为一个数据采集单元它由一个X线可见光转换晶体、一个光电转换硅二极管和一个前置放大器构成第五代CT适用于心脏，查易动病人检查，是一种新型的CT其缺点是造价昂贵 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ电子束电子束CTCT完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第五代CT（静止-静止扫描方式） 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ电子束电子束CTCT完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ双源CT完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ各代CT比较完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ二、现状与发展趋势滑环技术（slipring）螺旋扫描技术（helical scan）多层面螺旋扫描技术：2层CT、4层CT、8层、16层、32层、64层CT容积扫描（volume Scan）平板探测器CT机：锥形CT扫描机（cone beam CT）。

排(层)的发展:单排CT 双排CT64排CT平板（锥形）CT完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ锥形CT机面临的难点是：克服锥形线束伪影（cone beam artifact）；改进图像重建算法；提高大量数据的处理速度；提高平板探测器的性能；克服机械结构限制完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ容积扫描完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ锥形CTTHREE-DIMENSIONAL 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ第二节 CT工作原理 X线CT扫描机能对人体进行横断体层成像，将各种组织对X线的吸收系数以数字（CT值）表示出来X线CT扫描机与常规X线体层摄影的原理和成像方法也完全不同，它没有纵向体层摄影时上下层模糊影像对目标体层的影响，被检查层各点CT值经数学方法重建出来的图像完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ投影像完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZX线投影完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ一、线衰减系数将X线束穿过人体一横断层面则对面的探测器可获得该层面的信息。

借助于各组织对X线具有不同衰减系数的特征来实现还原为该层面的图像X线在人体被衰减的程度，按组织对X线的衰减系数和组织厚度D以指数函数关系发生变化其式为: 或式中：I0入射X线强度；I为穿过病人衰减后的强度；D为组织厚度，为线性衰减系数完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ沿X线束穿过的人体各组织密度一般是非均一的认为是由大量各不相同的密度单元体所组成单元体厚度为D，单元体被分割得越细小，其体内密度越接近一致. 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ二、工作原理需要从一个横断面的许多视角射入X线，以便测得大量“衰减系数之和”，即所谓数据采集过程，随后建立n元一次方程组求解，即可得到各单元体的衰减系数若一幅图像有nm个像素，则需解nm个n元一次方程，方能求出一个层面各单元体的衰减系数数据采集的基本组成部分是X线管、滤过器、准直器和探测器， 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ将计算出各单元体衰减系数的过程称为图像重建。

一幅图像至少由几十万至上百万个单元体（像素）组成 不同组织的衰减系数之和可能相等的示意图 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZCT信号检测原理完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ投影图像重建完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ各组织的CT值完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ数据采集的组成:是X线管、滤过器、准直器和探测器为了从不同视角获取数据，需要一个扫描机架X线管、探测器环绕患者作360旋转，以获取大量原始数据 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZHousfield unit (HU) :-1000-1000AirAirCT numberCT number0 0500500WaterWater脂肪脂肪软组织软组织造影造影剂剂骨骨Window WidthWindow WidthWindow LevelWindow Level0255WW decides what we see & WL decides the precision 完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZCT numberCT number-1000-1000500500The lower the WL, the lighter the image The narrower the WW, the higher the contrast完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ各组织的CT值完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZCT-3D完整版课件医疗器械维修论坛（www.medevice.org) 号：medevice-orgXSZ三、基本构成CT由三个主要部分构成：数据采集系统数据采集系统:包含X线高压发生器、X线管、准直器、滤过器、探测器、扫描架、扫描床、前置放大器及接口电路等；计算机及图像重建系统计算机及图像重建系统；图像显示、记录和存储系统图像显示、记录和存。