医学CT影像设备与应用研究

医学CT影像设备与应用研究

陈思民

云南新兴职业学院云南昆明650501

摘要：随着医学影像仪器不断对外更新与发展，医学影像在疾病的预防与治疗方面所发挥的作用越来越大，医学影像使许多早期患者较早的了解病情并及时治疗，同时在协助医生手术方面起着关键作用，医学影像仪器的开发与研制，日益成为了人们关注的焦点。新型医学影像仪器研发所带来的巨大的经济利益，使不少公司都努力去研发更清新，更先进的医学影像仪器。与此同时，也促进了医学影像仪器的革新，如今的医学影像仪器与最初的医学影像相比，其变化真是让人叹为观止。

关键词：CT影像设备；原理；功能

一、CT影像设备简述

CT是英国工程师Hounsfield1969年设计成功，1972年公诸于世的。CT不同于X线成像，它是用X线束对人体层面进行扫描，取得信息，经计算机处理而获得的重建图像。所显示的是断面解剖图像，其密度分辨力明显优于X线图像。从而显著扩大了人体的检查范围，提高了病变的检出率和诊断的准确率。CT也大大促进了医学影像学的发展。由于这一贡献，Hounsfield获得了1979年的诺贝尔奖金。电子计算机体层摄影（Computedtomography，简称CT）是近十年来发展迅速的电子计算机和X线相结合的一项新颖的诊断新技术。其主要特点是具有高密度分辨率，比普通X线照片高10～20倍。能准确测出某一平面各种不同组织之间的放射衰减特性的微小差异，以图像或数字将其显示，极其精细地分辨出各种软组织的不同密度，从而形成对比。如头颅X线平片不能区分脑组织及脑脊液，而CT不仅能显示出脑室系统、还能分辨出脑实质的灰质与白质；如再引入造影剂以增强对比度，对其分辨率更为提高，故而加宽了疾病的诊断范畴，还提高了诊断正确率。但CT也有其限制，如对血管病变，消化道腔内病变以及某些病变的定性等。

二、医学CT影像设备成像系统

（一）CT成像的基本原理

CT正是利用X线穿透人体后的衰减特性作为其诊断疾病的依据。图像可用多幅照相机摄于胶片上，供读片、存档和会诊用。X线束对所选择的层面进行扫描，其强度因和不同密度的组织相互作用而产生相应的吸收和衰减。探测器将收集到X线信号转变为电信号，经模／数转换器（A／Dconverter）转换成数字，输入计算机储存和处理，从而得到该层面各单位容积的CT值（CTnumber），并排列成数字矩阵。

(二)CT与X线摄影的误区

CT(电子计算机体层成像)是70年代初放射诊断的一项重大突破，CT与线的成像原理类同，利用的都是不同组织对X线吸收值不同的性质来探测所接收到的信号强弱而反映人体组织，但是，CT不是X线摄影，而是用X线对人体扫描，取得信息，经电子计算机处理而获得的重建图像。它能使传统的X线检查难以显示的器官及其病变显示成像，且图像逼真，解剖关系明确，从而扩大了人体的检查范围，大大提高了病变的早期检出率和诊断准确率。这种检查简便、安全、无痛苦、无创伤、无危险，它促进了医学影像诊断学的发展，发明者获得了1979年的诺贝尔奖金。

三、CT影像设备功能

CT影像设备的组成与功能。CT机主要分以下三部分：即①扫描系统（X线管、探测器和扫描架）;②计算机系统（数据储存、运算等）;③图像显示和存储、照相系统。

（一）扫描系统（X线管、探测器和扫描架）:扫描机架（gantry）内安装有X线系统、图像采集、X线过滤器、系统准直器等，其中X线球管和数据采集系统（dataacquisitionsystem，DAS）最为重要。扫描机架的孔径与倾斜范围也是两项重要的应用指标，目前多数扫描机架的孔径为70cm，倾斜角度通常为±12°～±30°。

1、X线球管是CT影像设备的心脏部分，由阴极、阳极和真空玻璃或金属管组成，其类型可分为固定阳极和旋转阳极两种。固定阳极X线球管主要应用于单束和多束形的扫描机中，其焦点是矩形的，主要用于第1、2代CT机中；旋转阳极X线球管主要用在扇束旋转扫描机中，故在第3、4代CT机中多采用此种X线球管。

（二）计算机系统。CT和MRI等临床大型医疗设备均使用的是小型计算机。CT的计算机系统包括主计算机和阵列计算机两部分。主计算机控制CT整个系统的正常工作。其主要的功能有：①扫描监控，并将CT扫描得到的数据进行存储；

②CT值的校正；③图像的重建控制与图像后处理；④CT机自身故障的诊断与分析。

（三）图像显示与存储。CT图像的显示：由操作台上的CRT屏显示，目前多层螺旋CT多配有高性能的工作站（workstation），也可以在工作站的显示屏上显示。CT图像的记录系统：系统硬盘、外部存储器等构成。CT图像的外部存储器包括磁带、合式磁带、光盘、磁光盘、软盘以及各种照相机等。

四、CT影像设备新技术进展与应用

近年来，MSCT的灌注（CTperfusion）成像技术也得到进一步的发展和成熟，它是指在CT扫描中，静脉注射对比剂的同时，对选定的层面进行连续多次扫描，以获得该层面内每一像素的时间-密度曲线（timedensitycurve，TDC），根据该曲线利用不同的数学模型计算出反映组织灌注状态的几个参数，以此来评价组织器官的灌注状态。

1．滑环技术

滑环技术是螺旋扫描的基础，它的发明问世标志着CT成像技术进入一个快速发展的新时代。滑环技术的重大贡献是解决了CT机架旋转部分与静止部分的馈电和信号传递方式问题，可以实现X线球管连续旋转和曝光。它是用一个滑环和一个碳刷代替了电缆，当碳刷沿着滑环滑动时，则经滑环与碳刷向X线球管供电。由于摆脱了各种电缆的缠绕限制，而且X线发生器和探测器均安装在一个滑环上，因此滑环可单方向连续旋转。

2．非螺旋CT与螺旋CT扫描方式的比较

螺旋CT扫描采用的滑环技术，去除了X线球管与机架之间的电缆连接的束缚，使得球管、探测器系统可以单向连续旋转，每旋转360°的扫描时间可以缩短到1秒或亚秒，明显提高了扫描速度和检查效率。更主要的是在连续扫描的同时，检查床也单向匀速移动，使得整个扫描的轨迹类似螺旋管，它所采集的数据是某一检查器官或部位连续的扫描数据，即容积数据，因此也称这种扫描方式为容积扫描。

参考文献：

[1]吴素玲.医学数字影像通讯标准在影像设备规划中的应用[J].《中国医学装备》.2013年9期.

[2]姜伟.医学影像设备维护与管理技术的研究[D].河北工业大学.生物医学工程.2013.