第三章 X线扫描系统简介.pptVIP

X线CT扫描机系统简介 第四军医大学西京医院 医学影像工程学教研室 X线CT机组成 一、硬件设备 是指构成CT扫描成像系统的所有物理部件，主要包括三大部分，即扫描描采样系统、机架及检查床、图像处理及计算机系统、图像显示和存储系统。 （一）扫描采样系统 扫描采样系统主要部件包括：高压发生器、X线管、滤过器、准直器、探测器及X线控制和驱动电路。 高压发生器：高压发生器的作用是为X线管提供阴极电子加速的高电压，其工作原理与一般的互感变压器一样。因为，X线机的高压变器是用于X线机设备上，所以有它的特点，在结构上与一般变压器有不同之处。 高压发生器与X线管之间的联系—电缆连接 在滑环技术出现之前，高压发生器独立于机架系统，发生器与X线管之间的电信号联系由高压电缆完成 X线管绕人体旋转时，电缆也一起折曲、缠绕，使扫描速度受到限制，且容易出现电路及机械故障 扫描速度难以提高 第一至第四代CT扫描机都是有机架外高压发生器通过高压电缆提供给X线管产生X线需要的电能，因此，在扫描时必须做圆周的往复运动，每次扫描都需要经过启动、加速、均速取样、减速，何止几个过程，使扫描速度难以大幅度提高，而且各种电缆长期往复缠绕易损坏而出故障。 为了实现连续扫描，改善图像质量，必须克服传统的电缆馈电方法存在的不足。于是在20世纪70年代后期各厂家开发出滑环技术。 高压发生器与X线管之间的联系—滑环连接 高压滑环 低压滑环 高压发生器安装在扫描机架内，使扫描系统更加集约化 克服了电缆连接的缺陷 高压滑环与低压滑环的区别 滑环技术 采用滑环技术的CT扫描机—滑环及碳刷结构 高压发生器与X线管之间的联系—滑环连接 2. X线管 CT机上使用的X线管与普通X线机上使用的X线管的结构基本相同，分为： 固定阳极X线管 旋转阳极X线管 固定阳极X线管结构 固定阳极X线管用于第一、第二代CT扫描机。因其扫描时采用笔形线束或小角度扇形线束，对X线管瞬时功率要求不很高，但扫描时间长，散热需用油循环冷却方法。 CT机上使用的X线管 第三代及其以后生产的CT机均使用旋转阳极X线管 由于扫描时间短，管电流较大，一般为100～600mA，可连续发射或脉冲发射，要求X线管热容量大、对瞬时功率要求很高，旋转阳极运行要平稳、寿命要长 3. 滤过器 滤过器的作用是吸收低能X线，使X线束变成能量分布均匀的硬射线束 楔形 BOWTIE形 安装在X线源与人体之间 不同形状滤过器 不同形状滤过器 4. 准直器 决定扫描切层厚度—体素厚度 减少散射线；降低病人接受的X线剂量，提高图像质量。 在滤过器和人体之间，以及人体与探测器之间均装有准直器 要求两个准直器要精确对准 准直器的位置示意图 准直器决定体素厚度—层厚 在传统CT及单层螺旋CT，层面厚度完全由探测器侧准直器决定，层面厚度由准直器宽度和探测器单元宽度共同决定。 结构有最简单的准直帽和较复杂自动调节的准直器。 5. 探测器 探测器实际上是一个换能装置，其作用是将X线能转换为便于记录和数字化的电信号，达到测量穿过人体的X线剂量的目的。此部件是由性能完全相同的探测组件排列而成。每个探测组件对应着一束X线束，如果由N个探测组件，一次就可同时获得N个投影数据。 探测器类型 探测器按结构形态可分为笔形、线性和矩阵形。 气体探测器 气体探测结构 气体探测器 气体探测器特点 密封容器中的气体具有一定压力 两极间加有一定工作电压 气体电离程度与物质所吸收Ｘ线的量成正比 气体电离程度与工作电压有关 气体电离程度与容器压力有关 固体探测器（闪烁探测器）结构 固态探测器—闪烁晶体探测器 16层CT探测器结构 对探测器的性能要求 探测效率 效率是探测器对X线束吸收能力和转换为电信号能力的百分数，有两个因素影响探测效率： 几何效率：几何效率=探测器有效宽度/（探测器有效宽度+无效空间） 吸收效率：是指X线进入探测器被吸收的百分率，这与探测器厚度和X线光子能量有关。 总探测效率：探测器的总探测效率是几何效率和吸收效率的乘积。实际的探测器总探测率是在50%~80%之间。 探测器的稳定性：稳定性是从某一瞬间到另一瞬间探测器的一致性和还原性。为保证稳定性要对探测器经常进行校准。 响应时间（灵敏度）：能检测到最小信号（X线量）的能力。 残光时间：探测器探测到一个信号恢复到能探测下一个信号所需的时间。此时间应非常短（微妙级）才可避免残光。 动态范围：是能被探测到最大信号与能被识别的最小信号之比。大多数CT扫描机的动态范围为106:1。 6. 模数转换器（A/D转换器 主要任务是将探测器收集到的模拟电信号信息，转换成适合计算机处理的数字信号 计算机只能识别“0”“1”这样的二进制数字 模数转换器（A/D转换器） 常用的A/D转换有： 逐次逼