医学影像设备学-CT设备ppt课件

（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 3~30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。
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CT→64排CT→平板（锥形）CT
锥形CT机面临的难点是：
①克服锥形线束伪影（cone beam artifact）； ②改进图像重建算法； ③提高大量数据的处理速度； ④提高平板探测器的性能； ⑤克服机械结构限制。
第三代CT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CT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CT机:电子束CT超高速型CT机(UFCT).扫描无 机械旋转维护费用高.
（一）第一代CT（平移+旋转扫描方式）
D为组织厚度，µ为线性衰减系数。
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ΔD，单元体被 分割得越细小，其体内密度越接近一致.
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n×m 个像素，则需解n×m个n元一次方程，方能求 出一个层面各单元体的衰减系数。
容积扫描
锥形CT THREE-DIMENSIONAL
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。
投影像
X线投影
一、线衰减系数µ
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µ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；
第五代
扫描方式 笔束扫描
扇束扫描
运动方式 平移/旋转方式 连续扫描方式
固定
扫描时间 3min
10s~2 min
2.8s~1 0s
1s~10s
更快
主要用途 头颅扫描
全身扫描，观察 可用于血管造 除心脏外的脏器 影和心脏造影
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、
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。
Байду номын сангаас
第一代CT（平移+旋转扫描方式）
1971年,英国工程师亨斯费尔德 (Hounsfield):
Hounsfield
Cormack
CT机的分代:
第一代CT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CT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.
扇形线束角度也较大，扫描速度可达1~5s。 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。
第四代CT（旋转-静止扫描方式）
（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。
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。
第三代CT（旋转-旋转扫描方式）
（四）第四代CT（旋转-静止扫描方 式）
第四代CT具有更多（600~4800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。
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。
第二代CT（平移+旋转扫描方式）
（三）第三代CT（旋转-旋转扫描方 式）
第三代CT的扇形角较宽（30°~45°），探测器 增加到300~1000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。
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。
电子束CT
第五代CT （静止-静止扫描方式）
电子束CT
双源CT
各代CT比较
第一代 第二代 第三代 第四代
第十二章 CT设备
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CT。 1974年,美国工程师莱德利(Ledley):研制成功世界上的第 一台全身CT。