X线计算机断层成像技术 CT
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x-ct的成像原理
x-ct(x射线计算机断层成像)是一种医学成像技术,它利用射线穿透物体获取内部结构的详细图像。
x-ct的成像原理是基于射线的吸收不均匀性。
在进行x-ct扫描时,患者将被置于一个环形装置中,该装置内被装有一个旋转的x射线源和一个感应器。
x射线源释放出强大的x射线束,穿过患者的身体,并被感应器所接收。
由于不同组织和结构对x射线的吸收程度不同,因此x-ct能够通过测量射线被吸收的程度来获得关于组织结构的信息。
具体而言,x射线穿过患者身体时,射线会与组织中的原子发生相互作用。
高密度组织(如骨骼)会更多地吸收x射线,而低密度组织(如肌肉和脂肪)会较少吸收。
感应器会测量通过患者身体的射线束数量的变化,并将这些数据传输到计算机中。
计算机会利用这些数据进行处理,以重建出一个三维的图像。
在重建过程中,计算机会对不同角度和位置的x射线束进行处理和分析,从而得到横截面图像。
这些图像可以显示出组织的密度和结构。
医生可以通过这些图像来评估病变、损伤或其他内部结构的情况。
总的来说,x-ct的成像原理是通过测量x射线在不同组织中的吸收程度来获取内部结构的图像。
这种技术在医学诊断中应用广泛,能够提供准确、详细的图像信息,帮助医生进行诊断和治疗决策。
1引言自七十年代初第一台电子计算机断层扫描装置问世以来,成像技术发展异常迅速,设备不断更新。
以医学成像为例,已实现了三大飞跃,即脏器清晰图像的获得,把生化病理研究推向分子结构的水平和直接提供有关成像组织的化学成分的信息,步入了断层显像的新时代。
计算机断层扫描和图像重建技术,是在不破坏物体情况下,将物体每一个断层面上的结构和组份的分布情况显示出来的一种实验方法,都是利用计算机图像重建的方法来得到物体内部的信息。
人们对射线成像的最早认识是从x 光机开始的。
医用x 光机成像技术的发展和应用已有近百年的历史,它是利用x 射线的物理性能和生物效应,来对人体器官组织进行检查。
由于普通x 光机只能把人体内部形态投影在二维平面上,因此会引起成像器官和骨骼等的前后重叠,造成影像模糊。
为了克服这一缺点,英国ENI 公司的工程师豪恩斯菲尔德(G.N.Hounsfield)运用了美国物理学家科马克(Cormack)于1963年发表的图像重建数学模型,推出了第一台x 射线计算机断层图像重建技术(X-CT )装置,并1977年9月在英国Ackinson Morleg 医院投入运行。
1979年该技术的发明者Hounsfield 和Cormack 为此获得了诺贝尔医学奖。
X-CT 的出现是X 射线成像技术的一个重大突破。
经过多代的发展,X-CT 已获得广泛的应用。
在医学上,目前已可用来诊断脊柱和头部损伤,颅内肿病,脑中血凝块,及肌体软组织损伤,胃肠疾病,腰部和骨盆恶性病变等等。
目前X-CT 除了广泛应用于临床诊断、生命科学和材料科学以外,还在工业和交通等方面也有重要的应用,例如,在线实时无损检测工业CT 等。
2CT 成像实验原理2.1概述数学上可以证明,通过对物体进行多次投影就可得到该物体的几何形状。
CT 的基本思想是:让一束γ射线投射在物体上,通过物体对γ射线的吸收(多次投影)便可获得物体内部的物质分布信息。
当强度为0I 的一个窄束γ射线穿过吸收系数为μ的物体时,其强度满足指数衰减关系0ut I I e -=(1)式中t 为射线所穿过物质层厚度。
ct是什么单位CT是什么单位?随着科学技术的发展,医学成像技术在诊断和治疗中起着越来越重要的作用。
CT(Computed Tomography,计算机断层摄影)作为一种重要的医学成像技术,被广泛应用于临床医疗领域。
那么,CT究竟是什么单位呢?本文将从不同角度解析CT的含义与应用。
首先,我们来介绍一下CT的定义。
CT是计算机断层摄影的缩写,是一种通过射线通过身体不同部位来获取图像的技术。
它利用X射线从不同角度对身体进行扫描,并利用计算机将这些扫描结果合成成具有三维结构的图像。
这种图像不仅可以提供器官和组织的形态信息,还可以提供其密度和组织结构的详细信息。
接下来,我们探讨一下CT的应用领域。
CT技术广泛应用于医学的各个领域,包括诊断、治疗和研究等。
在诊断方面,CT可以用于检测和评估各种疾病,如肿瘤、骨折、脑梗塞等。
通过CT扫描,医生可以清晰地看到病变的位置、大小和形态,从而辅助诊断和制定治疗方案。
在治疗方面,CT技术可用于导引手术、放疗和介入手术等,提高手术的准确性和安全性。
此外,CT还被广泛应用于科学研究领域,如生物医学研究和药物研发等,通过CT技术可以对生物体进行非侵入性观察和测量。
那么,CT在医学成像中的单位是啥呢?CT的单位是HU (Hounsfield Unit),也称为CT值。
HU是一种表示组织或物质疏松程度的无量纲数值。
CT扫描获得的图像中,每个像素点都有一个与之对应的CT值,该值反映了该位置的组织密度。
常见的CT值范围为-1000 HU到+1000 HU,其中0 HU代表水的密度,负值表示低密度结构(如脂肪组织),正值表示高密度结构(如骨骼)。
通过CT值,医生可以对不同组织和病变进行区分和鉴别。
除了HU,CT图像还可以有其他数值指标来辅助诊断。
例如,CT 图像的灰度级别(也称为窗宽和窗位)可以调整图像的对比度和亮度,以便更好地显示特定组织和病变。
此外,CT图像还可以通过体素(Voxel)来表示图像的空间分辨率,体素是三维图像中最小的体积单元,它由若干个像素组成。
一、CT结构:扫描部分、计算机系统、图像显示与记录系统和操作控制部分。
二、基本原理CT是用X线束对人体某部位一定厚度的层面进行扫描。
由探测器接收透过该层面的X线,所测得的信号经模/数转换器,转为数字,输入计算机处理,而得到该层面各单位容积的X线吸收值(CT 值),并排列成数字矩阵。
这些数字可储存于磁盘或磁带中,经过数模转换后形成模拟信号并通过电子系统的一些必要的变换后输至荧光屏显示出图像,故又称横断面图像。
1、螺旋CT扫描,可以获得比较精细和清晰的血管重建图像,即CTA。
2、“排”是指CT探测器在Z轴方向的物理排列数目,即有多少排探测器,是CT的硬件结构性参数;而“层”是指CT数据采集系统(Data Acquisition System,DAS)同步获得图像的能力,即同步采集图像的DAS通道数目或机架旋转时同步采集的图像层数,是CT的功能性参数。
即有多少“排”探测器,一次扫描即可完成多少“层”图像的采集。
每排出2幅图像,因此一次采集可以形成64层图像。
简单说,主要就是探测器数量的不同,排数越多,检查时间就越短。
越有利于运动部位的检查,如心脏。
但是对于其他部位来说,检查结果差别不大,都能满足诊断需要。
CT还能区别病变的病理特性如实性、囊性、血管性、炎性、钙性、脂肪等。
CT检查有三种方法,一是平扫,为普通扫描,是常规检查;二是增强扫描,从静脉注入水溶性有机碘,再进行扫描,可以使某些病变显示更清楚;三是造影扫描,先行器官或结构的造影,再行扫描。
与CT相比,它具有无放射线损害,无骨性伪影,能多方面、多参数成像,有高度的软组织分辨能力,不需使用造影剂即可显示血管结构等独特的优点。
几乎适用于全身各系统的不同疾病,如肿瘤、炎症、创伤、退行性病变以及各种先天性疾病的检查。
对颅脑、脊椎和脊髓病的显示优于CT。
它可不用血管造影剂,即显示血管的结构,故对血管、肿块、淋巴结和血管结构之间的相互鉴别,有其独到之处。
它还有高于CT数倍的软组织分辨能力,敏感地检出组织成份中水含量的变化,因而常比CT更有效和更早地发现病变。
CT(电子计算机X射线断层扫描)CT全称:computed tomographyCT是一种功能齐全的病情探测仪器,它是电子计算机X射线断层扫描技术简称。
自从X射线发现后,医学上就开始用它来探测人体疾病。
但是,由于人体内有些器官对X 线的吸收差别极小,因此X射线对那些前后重叠的组织的病变就难以发现。
CT的工作程序是这样的:它根据人体不同组织对X线的吸收与透过率的不同,应用灵敏度极高的仪器对人体进行测量,然后将测量所获取的数据输入电子计算机,电子计算机对数据进行处理后,就可摄下人体被检查部位的断面或立体的图像,发现体内任何部位的细小病变。
CT-基本原理C T是用X线束对人体某部一定厚度的层面进行扫描,由探测器接收透过该层面的X线,转变为可见光后,由光电转换变为电信号,再经模拟/数字转换器(analog/digital converter)转为数字,输入计算机处理。
图像形成的处理有如对选定层面分成若干个体积相同的长方体,称之为体素(voxel),扫描所得信息经计算而获得每个体素的X线衰减系数或吸收系数,再排列成矩阵,即数字矩阵(digital matrix),数字矩阵可存贮于磁盘或光盘中。
经数字/模拟转换器(digital/analog converter)把数字矩阵中的每个数字转为由黑到白不等灰度的小方块,即象素(pixel),并按矩阵排列,即构成CT图像。
所以,CT图像是重建图像。
每个体素的X线吸收系数可以通过不同的数学方法算出。
CT-检查技术分平扫(plain CT scan)、造影增强扫描(contrast enhancement,CE)和造影扫描。
(一)平扫是指不用造影增强或造影的普通扫描。
一般都是先作平扫。
(二)造影增强扫描是经静脉注入水溶性有机碘剂,如60%~76%泛影葡胺60ml后再行扫描的方法。
血内碘浓度增高后,器官与病变内碘的浓度可产生差别,形成密度差,可能使病变显影更为清楚。
方法分团注法、静滴法和静注与静滴法几种。
X线CTMR介绍首先,我们先来谈谈X线技术。
X线是一种电磁辐射,具有强大的穿透力,可以通过人体组织,形成影像。
在X线检查中,患者需要在检查床上保持相对静止,放置在一个特定的位置,而X线设备则会从各个角度向患者体内发射X射线。
经过人体组织的X射线会被探测器接收,然后通过计算机处理形成影像。
X线影像能清晰显示骨骼结构,用于检查骨折、畸形、骨质疏松等疾病。
X线还可用于检查胸部、腹部、头部等内脏器官的异常情况。
接下来,我们来讨论CT技术。
CT(计算机断层扫描)是一种通过使用X射线辐射和计算机技术来创建具有更高分辨率的图像的诊断工具。
与传统的X线照片相比,CT可以提供更为详细的断层图像。
在CT扫描过程中,患者需要在一张移动的检查床上躺下,在圆形的CT机中央进行扫描。
机器会以一定的速度绕着患者的身体旋转,同时发射大量的X射线,形成一个切面,称为“切片”。
计算机将这些切片组装在一起,形成人体的三维图像。
CT影像能够清晰显示器官的大小、形状和密度,用于检查肿瘤、脑部疾病、心脏血管病变等。
最后,我们来介绍磁共振成像(MRI)。
MRI是一种使用强大的磁场和无害的无线电波来产生人体内部高分辨率图像的影像技术。
在MRI检查中,患者需要躺在医疗设备的检查床上,接收器圈将放置在需要检查的部位。
磁共振扫描时,通过对患者体内施加强磁场,然后再施加无线电波,患者体内的原子核会发出信号,这些信号被接收器圈接收后通过计算机处理,生成华丽的图像。
与CT不同,MRI不使用X射线,所以可以避免对组织的辐射。
MRI适用于检查脑部、脊椎、关节、肌肉等部位的疾病,因其对软组织有较好的分辨能力。
综上所述,X线、CT、MR是医学影像学中常用的三种诊断技术。
每种技术都有其独特的优势和应用领域。
在临床中,医生可以根据患者的病情选择适当的技术进行诊断,帮助患者早日恢复健康。
正电子发射及X射线计算机断层成像(PET/CT)系统性能保障技术指南1范围本标准规定了医疗机构正电子发射及X射线计算机断层成像(PET/CT)系统技术管理要求、维护保养、性能检测、机房环境安全保障等设备性能保障技术。
本标准适用于使用正电子发射及X射线计算机断层成像(PET/CT)系统做检查的医疗机构进行性能保障,包括维护保养、性能检测、机房环境安全保障。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本标准必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本标准;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本标准。
GBZ120核医学放射防护要求GBZ130放射诊断放射防护要求GB9706.1医用电气设备第1部分:基本安全和基本性能的通用要求GB/T17857医用放射学术语GB/T18988.1放射性核素成像设备性能和试验规则第1部分:正电子发射断层成像装置WS519X射线计算机体层摄影质量控制检测规范WS/T654医疗器械安全管理WS817正电子发射断层成像(PET)设备质量控制检测标准3术语和定义GB9706.1、GB/T17857、GB/T18988.1、WS519和WS817界定的以及下列术语和定义适用于本标准。
3.1正电子发射断层成像positron emission tomography;PET利用由符合探测法测量放射性核素发射的正电子湮灭辐射进行发射计算机断层成像的技术。
3.2X射线计算机断层成像设备computed tomography X-ray scanners equipment;CT采集不同角度的X射线透射数据进行重建,生成人体的横截面图像,从而用于医学诊断的X射线影像系统。
3.3正电子发射及X射线计算机断层成像系统positron emission tomography&X-ray computer tomography system;PET/CT采用正电子发射计算机断层术获取闪烁图像的一种成像设备。
医学影像技术要求医学影像技术是现代医学领域中非常重要的技术之一,它通过使用各种成像设备,如X射线、CT、MRI、超声波等,对人体内部的结构和功能进行观察和分析。
这些技术在临床诊断、疾病监测和治疗方案制定等方面起着至关重要的作用。
一、X射线技术X射线技术是医学影像学的基础,它通过将X射线通过人体部位,然后通过感光片或数字探测器接收和记录X射线的强度和分布,从而得到影像信息。
X射线技术广泛应用于骨骼系统的检查,如骨折、关节疾病等的诊断。
此外,X射线还可用于检查胸部、腹部等内脏器官的异常情况。
二、计算机断层扫描(CT)CT技术是一种通过旋转X射线源和接收器来获取横断面图像的成像技术。
CT能够提供更详细的图像信息,可以观察到人体内部的组织结构和器官形态。
CT广泛应用于头部、胸部、腹部和盆腔等部位的检查,如头部CT、胸部CT、腹部CT等,用于诊断肿瘤、血管病变、感染和炎症等疾病。
三、磁共振成像(MRI)MRI技术利用强磁场和无线电波来获取人体内部的图像信息。
MRI 不使用X射线,对人体无辐射,因此较为安全。
MRI能够提供更为清晰和详细的图像,尤其适用于观察软组织,如脑部、脊柱、关节等的异常情况。
MRI还可以配合造影剂进行血管和组织的成像,如脑血管造影、关节软骨造影等。
四、超声波技术超声波技术利用声波在人体内部的传播和反射来获取图像信息。
超声波技术操作简单、无辐射、价格较低,因此在临床上应用广泛。
它可以用于评估脏器的大小、形态和功能,如心脏超声、肝脏超声、肾脏超声等。
此外,超声波还可以用于引导和监控手术操作,如超声引导下的穿刺活检。
医学影像技术的发展为医生提供了更多的诊断手段,可以更准确地了解疾病的发展情况和影响范围,从而制定更合理的治疗方案。
然而,对于医学影像技术的应用和解读,医生需要具备专业的知识和经验,以避免误诊和漏诊的情况发生。
因此,医学影像技术的进步需要与医生的专业能力和临床经验相结合,才能更好地为患者提供精确的诊断和治疗。
X射线计算机断层扫描成像CT1. 简介X射线计算机断层扫描成像(Computed Tomography,简称CT)是一种医学成像技术,通过使用X射线穿过人体或物体,获取多个不同角度的断层影像,然后利用计算机重建三维图像。
CT扫描在医学诊断、疾病监测和治疗计划等方面具有重要的应用。
本文将介绍X射线CT的工作原理、设备组成、应用领域以及未来发展方向。
2. 工作原理X射线CT的工作原理基于X射线的吸收特性。
当X射线穿过人体或物体时,不同组织或物质对X射线的吸收程度不同。
CT设备通过旋转X射线源和接收器,可以获取多个不同角度的断层图像。
利用计算机算法,这些断层图像可以重建成三维模型,提供更详细的结构和组织信息。
3. 设备组成X射线CT主要由以下几个组件组成:•X射线源:产生X射线束的装置,通常使用X射线管作为源。
•旋转平台:支撑和旋转X射线源和接收器的平台,可以在不同角度进行扫描。
•接收器:接收经过人体或物体吸收一部分X射线后的射线,转换成电信号。
•计算机系统:采集和处理接收器传输的数据,进行图像重建和显示。
4. 应用领域4.1 医学诊断X射线CT在医学诊断中有广泛的应用。
它可以提供高清晰度的人体器官结构图像,帮助医生发现疾病、损伤或异常。
CT扫描在头部、胸部、腹部和骨骼等不同部位的影像学诊断中都具有重要的作用。
例如,CT可以用于检测头部的脑卒中、脑肿瘤和颅内出血,胸部的肺癌和肺结核,腹部的肝脏疾病和肾脏结石等。
4.2 疾病监测除了医学诊断,CT扫描还可用于疾病的监测。
通过反复进行CT扫描,医生可以观察疾病的发展和治疗的效果。
例如,在癌症治疗过程中,CT扫描可以用于评估肿瘤的大小和位置变化,以指导治疗方案的调整。
4.3 治疗计划CT扫描还可以用于治疗计划的制定。
在放射治疗中,医生需要确定病灶的位置和边界,以确保给药的准确性和最大限度地保护周围健康组织。
CT扫描提供了可靠的三维解剖信息,帮助医生制定治疗计划。
ct成像原理CT(ComputerTomography,计算机断层扫描)医学成像技术是一种用X射线从四个方向(或更多)拍摄病人身体特定部位的照片,通过计算机模拟组成一个三维形体的过程,有助于诊断及治疗疾病。
它为医生提供了一个显示人体内部复杂结构的准确图片,能够比其他成像技术更清晰地显示出病变,对诊断和治疗有重要的帮助。
CT成像是基于X射线的运动技术,它可以计算病人身体中不同空间位置的x-射线吸收程度,并将其转换成彩色的图片,从而可以清楚地看到病人身体是否存在病变。
传统的X射线检查只能提供一个宽度差别不大的像片,而CT成像则可以提供多种深度,方便提取丰富的信息,可以更加准确地描述人体内部结构。
CT成像的工作原理是:使用一种名为“扫描器”的设备,它可以以特定的强度和角度发射X射线,然后这些X射线穿过被检查者的身体,最终会进入位于检查器外的探测器。
探测器会检测X射线的吸收程度,并把记录下来的数据输入到计算机中。
计算机会根据X射线吸收程度的差异,进行一定的配准,最终生成一副三维图像,清晰可见人体内部结构。
CT成像比传统X射线成像技术更具优势,其显示出的图像更加自然,更容易识别,因此更容易区分正常及病变组织,有助于准确的诊断。
而且,CT成像技术具有低大容量、低放射剂量、低诱发及低手术损伤的特点,可以有效地减少患者的放射剂量和检查时间,对患者减轻医疗负担。
另外,CT成像技术还有助于识别淋巴结转移、癌症各部位的进展程度、设计正确的外科治疗策略及精细切除肿瘤,给医生更好的治疗方案。
CT成像技术不仅可以更好地发掘病变,而且可以精确显示病变的位置、形状、大小、强度等,可以帮助医生作出更准确的诊断,从而更好地规划治疗方案。
但同时也需要注意,因为CT成像技术使用X射线,所以也会产生放射性剂量,因此在使用CT成像时,必须根据病人的病情,慎重评估放射剂量的大小,以保证放射安全。
总之,CT成像是一种在医学领域中被广泛使用的成像技术,它可以提供更加清晰而准确的图像,可以帮助医生准确诊断身体状况,有助于规划更有效的治疗方案。
X线计算机断层成像技术一、 CT的诞生1914年,俄国学者K.Maenep氏,依照运动产生模糊的理论,首先提出体层摄影的理论,即用一种特殊装置,使想观察的人体某层组织影像较清楚地显示,而该层组织以外的则模糊不清,以获取较大的空间分辨力。
1930年意大利的Vallebona氏开始将体层摄影的有关理论和它的使用方法应用于临床并取得了很好的临床效果。
随着机械工业的发展,1947年Vallebona率先获取了以人体为模型的横断面影像,这种技术后来又发展成回转人体横断面体层技术。
1961年美国神经内科医生Ooldendor提出了电子计算机X线体层技术的理论,1968年英国工程师Hounsfild氏与神经放射学家Ambrose氏共同协作设计,于1972由英国EMI公司成功制造了用于头部扫描的电子计算机x线体层装置并在英国放射学会学术会议上公诸于世,称EMI扫描仪。
这种影像学检查技术与传统X线摄影相比,图像无重叠、密度分辨力高、解剖关系清楚,病变检出率和诊断的准确率均较高而又安全、迅速、简便、无创性,是医学影像学的一项重大革新,促进了医学影像诊断学的发展。
1974年在蒙特利尔(Montreal)召开的第一次国际专题讨论会上正式将这种检查方法称作电子计算机体层摄影(computer tomography,简称CT)。
二、CT的发展CT的应用还不到30年,但发展迅速。
从只能扫描头部的第一二代平移/旋转扫描方式的CT机,至1974年旋转扫描方式的体部CT机;以及1989年在旋转扫描的基础上采用了滑环技术的螺旋CT;后来的电子束CT或称超速CT相继问世。
CT机性能在不断提高,检查领域不断拓宽. CT发展前景广阔,并将沿着影像医学所追求的目标——提高显示病变的敏感性、特异性和推确性,微创或无创,操作简便和降低检查费用等方面不断改进、完善和发展。
第二节CT的组成与功能CT由扫描部分、计算机部分、操作台、显示与记录系统等组成。
一、扫描系统扫描系统包括:扫描机架、扫描床、扫描控制电路等。
(一) 扫描机架图6-1是扫描机架外形图,图6-2是扫描机架内部结构。
X线系统、图像采集、X线过滤器、系统准直器均装在机架内。
机架可根据检查需要进行±200或±l 30。
的倾斜。
不同机型,该角度可不同。
² X系统包括X线管、水冷系统、高压发生系统。
1) X线管:是产生X线的器件,由阴、阳极和真空玻璃管(或金属管)组成。
与普通的X线管一样,分固定阳极和旋转阳极两种。
安装固定阳极管,其长轴与探测器平行,安装旋转阳极管其长轴与探测器垂直。
n 固定阳极管主要用于一二代CT机,扫描时间长、产热多,采用油冷或水冷强制冷却。
n 第三第四代CT机多采用旋转阳极管,因扫描时间短,要求管电流较大,一般为100mA-600mA,采用油冷方式。
旋转阳极管焦点小,要求热容量大,可达3-6M个热单位,这种X线管一般寿命很长,可达2万次扫描以上。
2) 冷却系统:一般扫描架内有两个冷却电路:即X线管冷却电路和电子线路的冷却电路。
无论旋转阳极管还是固定阳极管,在扫描过程中均会产生大量的热。
一方面会影响电子的发射,更为严重的是靶面龟裂,影响到X线质量,所以冷却是必须的。
X线管用绝缘油与空气进行热交换,扫描机架静止部分则用风冷或水冷进行热交换。
扫描机架与外界是隔绝的,所以只有热交换器控制温度。
球管和机架内都有热传感器把信号传给主计算机,当温度过高时,则会产生中断信号,机器停止工作,直到温度降到正常范围才可以重新工作。
另外,主计算机根据扫描参数的设定预算热量值,当预算值超过正常范围时,计算机会在屏幕上给出提示,操作者可通过修改扫描方案,如缩短扫描范围,降低毫安、干伏,螺旋CT则还可用增大螺距的方法等,直到计算机认可。
扫描机架内部温度的升高会影响到电子电路的热稳定性,因此也必须控制温度,一般在18—27度为宜。
3) 高压系统:包括高压发生器和稳压装置。
高压发生器产生X线的形式主要为连续X线发生器和脉冲X线发生器,CT机对高压的稳定性要求很高,电压波动会影响X线能量,而X线能量与物质的衰减系数μ(或称吸收值)密切相关,CT图像是计算机求解吸收值而重建出来的,显然电压的波动会影响到图像质量。
一般说来,CT值的精度要求在0.5%以下。
这就要求高压发生器的高压稳定度必须在干分之一以下,纹波因素为万分之五。
因此,任何高压系统必须采用高精度的反馈稳压措施。
现在新机型多采用高频逆变高压技术,这种方法,电压一致性好,稳定,纹波干扰小,图像分辨力更高。
(二) 数据采集系统数据采集系统(data acquisition system,DAS)包括探测器、缓冲器、积分器和A/D转换器等组成。
由探测器检测到的模拟信号,在计算机控制下,经缓冲、积分放大后进行模数 (A/D)转换,变为原始的数字信号。
DAS采集数据的时间和控制信导由扫描控制系统SCU产生,并且通过接口提供到DAS。
数据窗开关(DWS)在三种扫描方式(即TOM、TOP、Offset)中任何一种方式下打开数据窗,采集完数据后再关闭数据窗。
数据窗工作时间即数据采集时间。
1、探测器(detector),是一种能量转换装置。
一般CT常用的探测器为两种基本类型,一种是收集电离电荷的探测器,有气体和固体探测器两种。
气体探测器主要有电离室,正比计数器、盖革计数器等。
固体探测器主要是半导体探测,另一种是闪烁晶体探测器。
无论哪种探测器必须具备以下条件:² 电源:电源适应性强,不同电压均能正常使用,有良好均匀性。
² 社会范围:动态范围宽。
强弱信号都能检测.灵敏度高。
² 余辉时间:余辉时间短,竭止性能好。
² 稳定性:成分稳定,受理化因素影响小、寿命长。
² 体积:体积小、空间配置容易。
气体探测器技术应用的是气体电离室,它是在一个公共压力下的探测器管套内,排列着数百个至数千个单独通道所组成的,每一个通道为一个最小单元。
电离室的两个电子阴极被连到高压电源,另一个阳极连接到电流/电压转换电路(图6—3)。
当x线进入探测器,极板间氙气被电离,形成带电离子,在电场作用下,带电离子沿着场线形移动形成电流。
该电流在外电路电阻中就会产生一个电压信号,输送到检测电路。
目前,CT机上所用的气体探侧器多采用化学性能稳定的惰性气体氙气(Xenon,符号Xe)或氪气(Krypton,符号K r)等。
气体探测器稳定性好,几何利用率高,但光子转换率低,因此通常使用高压气体(10—15个大气压),提高气体分子密度,增加电离几率,增强灵敏度。
对气体探测器的要求是:探测器密封性能好、有足够的机械强度、极板精度高、各通道气体压力相等、容积相等。
闪烁晶体探测器是利用某些晶体受射线照射后发光的特性制成的,组成部分是闪烁晶体,光导及光电倍增管等,结构简图如图6-5。
当X线照射晶体后,原子接受X线光量子的能量,产生激发或电离,处于激发状态的原子返回到基态时,释放能量,这种能量以荧光光子的形态出现(荧光现象)。
这种荧光经光导传给光电倍增管的光电阴极上,其上的光电敏感物质发出光电子,光电子经聚焦投射到光电倍增管的联极,经联极的光电倍增作用,光电子数大增,然后打在阳极上,并在输出电阻上形成一个电压脉冲(该脉冲幅度与被探测器单元探测到的放射强度成正比),再经前置放大后,反馈到检测电路。
常用的闪烁晶体有碘化钠(NaI)、碘化铂(CsI)、锗酸铋(BG0)等。
BG0具有残光少,转换效率高,易加工不易潮解,不易老化,性能稳定等优点,因而被很多种CT机所采用。
2、 A/D转换器,从探测器所获得的信号是一个脉动的模拟信号,经缓冲处理后送至对数——双坡积分板,进行积分放大,然后经A/D转换器转变为数字信号后才能被计算机识别处理,因此,A/D转换器在DAS系统中起着重要作用,常用的A/D转换器有两种,逐次逼近式和双积分式。
(三)滤过器具有一定能量的电子接近靶原子核附近时,在核电场力作用下会改变运动的速度和方向,电子会因能量的减小而离开碰撞点,在此过程中,该电子能量的损失变为连续的放射。
由于每个电子的能量并不一定相等,碰撞方式也不相同,(有的是发生一次碰撞,有的多次碰撞。
)因此转变为光子的能量也不相等,所以X线是不同波长形成连续光谱。
而CT扫描必须要求X线束为能量均匀的硬射线,所以从球管发出X线必须进行过滤。
滤过器的功能:第一,吸收软射线;第二,使射线束变为能量分布均匀的硬射线。
(四)准直器在X线管保护套里有阳极靶面,X线束仅从窗口射出,CT扫描仅需要非常小的扇形放射源,它必须能够调节Z轴方向厚度,以得到不同的扫描层厚,并抑制散射线,减少患者辐射,提高图像质量。
如图6-9,CT机一般有两套准直器,一套在X线球管侧称前准盲器,控制放射源;另一套在探测器一侧,称后准直器。
在扫描控制电路(SCU)控制下,根据主计算机指令,前准直器在Z轴方向可有1、2、5、8mm的层面宽度和10mm的标准宽度,其他层面厚度为3、6、7、9mm,也应能够被选择。
前准直器在X轴方向的长度(d)决定射线束的扇形角度(α),如图6-10。
不同代的CT机及不同机型的α或d会有差异。
后准直器主要起到减少散射线,减少读数误差,与前准直器配合,完成切层厚度的作用。
SCU控制准直器的要求是:前、后准直器在Z轴方向绝对平行;扇形束必须覆盖探测器排列在X方向的满范围;放射源焦点到每一个探测器距离相等。
因为在三代CT以后,焦点尺寸很小,经滤过器和前被直器的调整,X线束具有很好方向性。
探测器窗口很小,中心射线以外的散射线很难到达探头,并且,因扫描速度加快,前后准直器的协调也难以同步,影响到接收质量,所以不加后准直器。
二、检查床检查床,它可由扫描机架和操作台上相应按钮作上下升降和进退等动作,部分CT扫描可沿人体横轴力方向左右摆动,以便在扫描过程中将要扫描的器官置于同一层面内扫描。
在扫描过程中则由主计算机和SCU控制。
检查床在扫描过程中要求有很高的精度,绝对误差不允许超过0. 5mm。
特别是对1mm的薄层扫描,检查床进给精度要求更高。
另外,检查床的进退还应有准确的重复性,如扫描过程中有时要对兴趣区反复扫描,每次扫描,检查床必须能准确地到达同一层面。
这就要求检查床不仅要有一定机械精度,控制信号也必须准确无误。
在连续旋转式CT机(或螺旋CT机)中,床面还必须在扫描控制系统的控制下作恒速运动,其速度的准确性和稳定性直接影响图像质量。
三、扫描控制系统扫描控制系统(scan control unit,简称SCU)设置在扫描机架内。
扫描控制系统自身的中央处理器(CPU),连接在数据总线和控制总线上,接受来自主计算机的各种操作指令和向主计算机输送数据。
I/O接口一般采用串行方式,通过接口,使主计算机与各功能组之间进行信息分配,实现双向通讯。