放射診斷學:第一節(jié)　CT機基本結構和工作原理

一、CT機的基本結構

包括掃描部分、計算機系統(tǒng)，圖像顯示與記錄系統(tǒng)和中央控制臺（圖7－1)。

圖7－1 CT機的基本構造

二、CT 機的工作原理

CT機掃描部分主要由X線管和不同數目的控測器組成，用來收集信息。X線束對所選擇的層面進行掃描，其強度因和不同密度的組織相互作用而產生相應的吸收和衰減。探測器將收集到X線信號轉變?yōu)殡娦盘枺�經模／數轉換器（A／D converter)轉換成數字，輸入計算機儲存和處理，從而得到該層面各單位容積的CT值（CT number)，并排列成數字矩陣（Digital matrix)（圖7－2)。這些數字可儲存于硬磁盤（Harddisk)、軟磁盤（Floppy)和磁帶（Magnetictape,MT)中，也可用打印機印用。數字矩陣經數／模（D/A)轉換器在監(jiān)視器上轉為圖像，即為該層的橫斷圖像。圖像可用多幅照相機攝于膠片上，供讀片、存檔和會診用。

圖7－2 數字矩陣

三、CT機的發(fā)展和類型

CT機按其適用范圍分為頭顱CT機和全身CT機。CT機的發(fā)展常用代（g eneration)來表示。

第一代CT機采取旋轉／平移方式（rotate/translate mode)進行掃描和收集信息。首先X線管和相對應的探測器作第一次同步平行移動。然后，環(huán)繞患者旋轉1度并準備第二次掃描。周而復始，直到在180度范圍內完成全部數據采集。由于采用筆形X線束和只有1－2個探測器，所采數據少，因而每掃一層所需時間長，圖像質量差。

第二代CT機是在第一代CT的基礎上發(fā)展而來。X線束改為扇形，探測器增多至30個，擴大了掃描范圍，增多了采集的數據。因此，旋轉角度由1o增至23o，縮短了掃描時間，圖像質量有所提高，但仍不能完全避免患者生理運動所引起的偽影（Artifact)

第三代CT機的主要特點是控測器激增至300－800個，并與相對的X線管只作旋轉運動（rotate/rotate mode)。因此，能收集較多的數據，掃描時間在5s以內，使偽影大為減少，圖像質量明顯提高。

第四代CT機的特點是控測器進一步增加，高達1000－2400個并環(huán)狀排列而固定不動，m.payment-defi.com/kuaiji/只有X線管圍繞患者旋轉，即旋轉／固定式（rotate/stationary mode)。它和第三代機的掃描切層都薄，掃描速度都快，圖像質量都高。

第五代CT特點是掃描時間縮短到50ms，因而解決了心臟掃描。其中主要結構是一個電子槍，所產生的電子束（Electronbeam)射向一個環(huán)形鎢靶，環(huán)形排列的探測器收集信息。

圖7－3 第1－5代（CT)掃描方式

四、CT圖像

CT圖像由某一定數目的由黑到白不同灰度的小方塊m.payment-defi.com/shouyi/組成，每一方格為圖像的最小單位稱為像素（pixel)（圖7－4)。

CT值是以數值來說明組織影像密度的高低，但不是絕對值。而是以水為標準，其他組織與水比較的相對值�，F用亨氏單位（H)，即以水的CT值為OH，空氣為－1000H，骨為＋1000h 的2000個等級。人體各種組織均包括在2000個等級之內（圖7－5)。

一般X線照片的黑片對比度是固定的，但CT機監(jiān)視器的黑白即灰度可以通過調節(jié)窗位（Window level)和窗寬（Window width)而改變。窗位是指圖像顯示所指的CT值范圍的中心。例如觀察腦組織常用窗位為＋35H，而觀察骨質則用＋300－＋600H。窗寬指顯示圖像的CT值范圍。例如觀察腦的窗寬用100，觀察骨的窗寬用1000。這樣，同一層面的圖像數據，通過調節(jié)窗位和窗寬，便可分別得到適于顯示腦組織與骨質的兩種密度圖像。使用窄窗寬，有利于發(fā)現與鄰近正常組織密度差別小的病灶。

圖7－4 CT圖像的組成，組織單位容積和像素（pixel)

圖7－5 人體組織CT值