第4章计算机断层成像技术(1)

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工业CT装置和医用CT装置的区别
X射线能量 X射线强度 放射性同位素 高能直线加速器
扫描wenku.baidu.com结构方式
医用CT装置 150KV以下
150mA左右 不采用 不采用 病人静止 X光机和探测器 运动
工业CT装置
常用电压420KV 2mA左右 60Co源 10MeV以上 检测对象运动 X光机和探测器保 持静止
二是无论是荧光屏还是X射线胶片，其固 有的分辨率都比较差。总的来说，投影X射 线成像系统对软组织的分辨能力是比较差 的。
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X射线计算机断层成像（X－ray computed tomography，简称X－CT）从 根本上克服了上述困难，是80多年来X射线 诊断学上的一次重大突破。
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囊肿
Hounsfield and EMI CT
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4分钟可生成图像。
CT scanner 结构图
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4.1 概述
一、CT的用途
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医学诊断 辅助治疗 工业CT
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二、CT的优点 三、CT的局限
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显示真正的断层图像 图像清晰、密度分辨率高 操作简单、安全 有些病变不适宜 成分、生物、化学结构 造价高
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2Mev加速器工业CT系统
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清华同方威视技术股份有限公司
大型集装箱检查系统
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威视大型集装箱检查系统发展历程
8 0 年代末：
我国某边境口岸。海关人员正焦急地将货物往花了整整一上午才抽 检完的一只集装箱里塞。身后，数以千计的卡车排开长龙，司机焦 躁地按着喇叭；
1 9 9 1 年，法国戴高乐国际机场
Early laboratory prototype of CT scanner8
Hounsfield’s Apparatus
改进后需要9个小时才能完成数据采集。
Hounsfield’s Prototype with cow brain slice
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First CT image (1971) showing cyst (confirmed)
Principles of Radiation Imaging
辐射成像原理
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第四章 计算机断层成像技术
X射线发现后的七八十年中辐射成像技 术有了许多进步，但始终没有解决两个根 本性的问题。
一是常规X射线摄影使人体的三维结构通 过投影后显示在一个二维的平面上，造成 器官重叠，读片困难；
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目前医用商用CT的生产厂家
▪ 国外： GE、TOSHIBA、Siemens 、 PHILIPS 垄断国际85%市场
爱迪生
国内：沈阳东软
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Hounsfield and his prototype
需要9天时间才能完成数据采集。
Central Research Laboratories, EMI (Electric and Mu04s:2ic1:a29l Industries )London
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4.2几种典型CT
▪ 1 医用X-CT
▪ A、全身型
▪ 组成：X射线管、固体探测器阵列、转动扫 描机构、可调床位和纵向扫描机构、数据 采集系统，图像处理、存储和输出系统以 及整机电控系统。（为了减少扫描引起的 图像模糊和避免患者吸收不必要的剂量，X 射线管选用脉冲工作方式。）
▪ B、动态X-CT
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▪ 2工业CT ▪ 工业CT与X-CT的不同之处主要在于： ▪ （1）吸收剂量限不同 ▪ （2）成像时间要求不同 ▪ （3）谱的硬化和检测标定不同
▪ 用途：缺陷检测、尺寸测量、装配结构分 析、反馈工程
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工业CT
工件 旋转
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工业CT
420Kev X射线工业CT集成检测系统
其它医用CT---PET,发射式
正电子湮灭断层扫描(PET)
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▪ 普通X线摄影和CT摄影图示
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CT发展简史
▪ 1895年，伦琴发现X射线 （诺贝尔奖） ▪ 1917年，奥地利数学家Radon提出图像重建理论
的数学方法 ▪ 1961年，天文学家Oledendorf做了一个称为“旋
转－平移”的试验，实现了最早的图像重建 ▪ 1963年，美国教授cormark进一步发展了从X线
投影重建图像的准确数学方法（79年诺贝尔奖） ▪ 1967～1970年，hounsfield提出了断层的方法
（79年诺贝尔奖）
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▪ 1972年 CT正式应用于临床 ▪ 1974年 全身CT应用于临床 ▪ 1978年 国内开始引进CT ▪ 1983年 电子束CT（EBCT）研制成功 ▪ 1989年 螺旋CT应用于临床 ▪ 1993年 双排CT研制成功 ▪ 1998年 多层螺旋CT应用于临床 ▪ 2000年 采集8层的螺旋CT问世 ▪ 2002年 采集16层的螺旋CT问世 ▪ 2004年 采集64层的螺旋CT问世
世界上第一台集装箱检测系统投入使用，集装箱内小如香烟盒的物 体在高能X 射线的透视扫描下都清晰可辨。清华大学四位教授致信 校领导，建议注意这一新动向，迅速开展独立研制工作。
1 9 9 8 年1 月7 日
由清华同方股份有限公司承担的集装箱检测系统产品化工作通过 了国家组织的专家审定。专家委员会认为，该系统已达到可投产 制造的程度，清华同方具备在海关建造系统工程项目的能力。
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▪ 3核医学发射CT
▪ 原理：将放射性核素注入到人体后，由于 放射性核素参与人体的正常或异常功能和 代谢变化，因而可以通过放射性核素在人 体内分布和代谢反映人体内的病理或生理 变化。
▪ A、单光子发射CT（SPECT)
▪ SPECT使用的放射性核素通常为鍀-99、 碘-131、碘-123、铊-201等。这些核素发 生β-衰变，每次固定产生一个光子。
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▪ B、正电子发射CT(PET) PET使用的核素为短半衰期核素碳-11、
氧-15、氟-18、氮-13.这类核素衰变时发生 β+衰变，释放出一个正电子。 PET的优点： （1）人体累积剂量小； （2）可以显示新陈代谢的情况； （3）图像空间分辨率好，信噪比高。
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