CT发展及其优缺点

CT发展及其优缺点

CT简介

CT(computer tomography),计算机断层扫描。CT是从X线机发展而来的，它显著地改善了X线检查的分辨能力，其分辨率和定性诊断准确率大大高于一般X线机，从而开阔了X线检查的适应范围，大幅度地提高了x线诊断的准确率。

CT是用X线束对人体的某一部分按一定厚度的层面进行扫描，当X线射向人体组织时，部分射线被组织吸收，部分射线穿过人体被检测器接收，产生信号。因为人体各种组织的疏密程度不同，X线的穿透能力不同，所以检测器接收到的射线就有了差异。将

所接收的这种有差异的射线信号，转变为数字信息后由计算机进行处理，输出到显示的荧光屏上显示出图像，这种图像被称为横断面图像。CT的特点是操作简便，对病人来说无痛苦，其密度、分辨率高，可以观察到人体内非常小的病变，直接显示X线平片无法显示的器官和病变，它在发现病变、确定病变的相对空间位置、大小、数目方面非常敏感而可靠，具有特殊的价值，但是在疾病病理性质的诊断上则存在一定的限制。

第一代CT机

第一代CT机采取旋转/平移方式。这是一种最原始的CT机。此机

在病人的两侧分别装有一个X线管和一个晶体检测器，在对X线管所产生的光束进行准直后，使光束与检测器成为一条连线，当作扫描运动时X线管和检测器作平移运动扫描，然后，X线管和检测器绕病人旋转1°，再作一次平移扫描，如此重复，总共旋转180°，这样，

就能从不同的方向上采集某一扫描部位的投影信号，并由图像处理机加工处理，这种扫描过程很费时间，要3.5~6分钟才完成一次扫描，这不适合运动性大的器官，可对容易静止的部位，如头颅，还是很有用的，尽管其图像质量不太理想，但这是一个新的医疗技术的开端。优点：（1）解决大型x小线机不能解决的横断体层问题；（2）采用计算机图像处理系统；（3）采用窗口技术；（4）CT管功率大，热容量高，并用油循环风冷散热；（5）探测器将射线能转变为电信号（模拟信号）；（6）适用头颅检查。

缺点：（1）探测器少可供记录的电信号少，射线利用率低；（2）扫描速度慢，重建1幅图像的时间为4-5min，如果病人需扫6个层面则需30min；（3）图像运动伪影最多，CT像质差。

第二代CT

第二代CT（平移一旋转）扫描机。第二代CT机是在第一代CT的基础上发展而来。X线束改为扇形，探测器增多至30个，扩大了扫描范围，增多了采集的数据。因此，旋转角度由1度增至23度，缩短了扫描时间，图像质量有所提高，但仍不能完全避免患者生理运动所引起的伪影（Artifact）.

优点：（1）具有第一代CT的优点，并增加探测器的数量,射线利用率增加（2）扫描时间缩短；（3）适用头颅检查。

缺点：（1）探测器排列成直线，对X线发出的扇形束来说，扇形束的中心和边缘射线束的测量值不相等；（2）运动伪影较多，影响CT 像的质量。

第三代CT

第三代CT（旋转-旋转）扫描机.第三代CT机的主要特点是控测器激增至300－800个，并与相对的X线管只作旋转运动（rotate/rotate mode）。因此，能收集较多的数据，扫描时间在5s以内，使伪影大为减少，图像质量明显提高。

优点：（1）宽束扫描X线利用率高；（2）扫描时间短；（3）运动可靠性高，空间分辨率高；（4）适用全身检查，临床应用较广泛。缺点：（1）需对每个相邻探测器的灵敏度差异进行校正；（2）旋转扫描运动会产生环形伪影。

第四代CT

第四代CT机的特点是控测器进一步增加，高达1000－2400个并环状排列而固定不动，只有X线管围绕患者旋转，即旋转/固定式（rotate/stationary mode）。它和第三代机的扫描切层都薄，扫描速度都快，图像质量都高。

优缺点：第四代CT扫描机克服了第三代CT扫描机在探测器性能不稳定时易产生环形伪影的缺点。但是，随着第三代

CT扫描机探测器稳定性的提高，以及软件上采用了相应的

措施，使第四代CT扫描机在这方面已无明显的优势。相反，

探测器数量的增多，提高了设备的成本，所以第四代CT扫

描机在临床上使用得不多。

第五代CT(超高速CT扫描机)

第五代CT又称电子束CT扫描机.特点是扫描时间缩短到50ms，因而解决了心脏扫描。其中主要结构是一个电子枪，所产生的电子束（Electron beam）射向一个环形钨靶，环形排列的探测器收集信息。

优点：（1）扫描速度快，成像速度快（计算机容量大），有利于心脏和动态器官的检查；（2）能较长地保持较高的探测精度，使用寿命较长；（3）只需更换电子枪的极板，维修费用（相对一般CT）较低，所需更换的电子枪及靶环，比球管更耐用，更经济，且效率高。在同等使用条件下，一般CT每年更换1~2只球管，超高速CT扫描机一年半更换一次靶环，或者不换靶环换电子枪；（4）增加单位时间的检查次数，大大提高工作效率并缩短患者候检时间；（5）运动伪影最小，时间分辨率高；（6）提高造影剂的利用率和动态研究，对心脏冠状动脉及心血管的研究有特殊作用等。缺点：（1）机架笨重庞大，结构复杂，当电子枪部分发生故障或定期更换时，一般不具备技术条件的用户需请厂家专门处理；（2）扫描系统外围辅助系统涉及面广，给维修人员提出更高要求；（3）设备价格太贵，维修费用高等。

螺旋CT及多层面螺旋CT

滑环技术的使用使CT上了一个很大的台阶。采用滑环技术不仅缩短了工作周期时间，并在此基础上设计出了螺旋CT。即在连续扫描的同时，病床承载病人连续送入机架扫描孔。扫描轨迹为螺旋形曲线，可以一次收集到扫描范围内全部容积的数据，所以也称为螺旋容积扫描。多层面螺旋CT是在螺旋CT的基础上使探测器由一排转向了两排至多排。

优点：（1）依靠滑环技术使X线管能连续地沿一个方向转动，病床能做同步匀速直线运动；（2）使用大功率、高热量的X线管；（3）具有螺旋加权算法软件；（4）选用速度快、存储容量大的计算机系统；（5）采用多层螺旋CT进一步缩短了扫描时间，并且可延长扫描覆盖长度；（6）图像质量有所提高，尤其Z轴方向分辩力的提高；（7）可以任意组合扫描层面的厚度；（8）在取得同一样图像质量的前提下，可减少病人的受照剂量；（9）延长了X线管的使用寿命；（10）任何部分均可进行多断面或三维图像重建，图像质量较好等。缺点：（1）有运动伪影；（2）不能得到心脏等动态器官的高分辩力的图像。