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医用成像器械之X线成像设备(七)

2022-08-31   08●大视野   中国医药报  

螺旋CT主要参数

周数,即在一次数据采集过程中X线管的旋转周次。

螺距,即X线管旋转一周时扫描床移动的距离。

螺距系数,又称螺距因子,或简称螺距,指的是X线管旋转一周时,扫描床在水平方向上移动的距离,除以通过X线管辐射时产生的体层切片的数目与标称体层切片厚度的积。

重建间隔,即相邻两层面之间的纵向距离。螺旋CT可以在X线管旋转一周内重建出一个或多个图像。重建层数主要由层厚和重建间隔决定。

回顾性重建,即先收集螺旋原始数据,然后可以在任何位置上对图像进行断层重建。回顾性重建是螺旋CT的一个重要特性。相较于传统扫描方式,螺旋CT回顾性重建形成的图像具有更好的纵向分辨力。

CT扫描装置的组成

一台完整的CT扫描装置主要由数据采集系统、扫描床、扫描控制系统、计算机系统、操作控制系统及图像显示记录系统等组成。部分组件结构介绍如下。

数据采集系统

数据采集系统主要由扫描机架、数据获取系统、滤过器、准直器等组成。

其中,扫描机架可分为两部分。一是旋转部分,主要由X线管及其冷却系统、数据获取系统(包括探测器阵列)、滑环部分、高压系统等组成。二是固定部分,主要由旋转支架、旋转控制电机及其伺服系统、机架主控电路板等组成。

扫描机架的中间部位具有扫描孔,孔径大小为500~720毫米不等。CT扫描装置工作时,可通过平移床面将患者需要扫描的部位移至扫描孔内进行扫描。为满足不同人体不同部位检查的需要,扫描机架还可以进行±30°的倾斜。

X线管是产生X线的器件。CT机用X线管与一般X机用X线管的结构基本相同,也有固定阳极X线管和旋转阳极X线管两种。其中,固定阳极的X线管长轴与探测器平行,旋转阳极的X线管长轴与探测器垂直。旋转阳极X线管在使用时可达高温,因此需要特殊的工艺措施才能保证CT管结构、靶面材料、灯丝热变形系数、旋转轴承的自由膨胀系数等维持正常状态。现有的CT管靶面多采用新型复合靶结构,配有较大体积的石墨基以增大热容量;外壳则多为金属或陶瓷材料制成,同时配有油循环系统以使产生的热量尽快扩散。

高压系统包括高压发生器和稳压装置。高压发生器的主要作用是给X线管提供必要的管电压和管电流,以及为旋转阳极X线管提供阳极启动电压。与常规X线机相比,CT机对于管电压和管电流的控制具有特殊要求,如对于为X线管提供的管电压和管电流的稳定度要求更高。CT机中X线的辐射方式有两种,一种是连续辐射工作方式,多用于第一代、第二代CT机中;另一种是脉冲工作方式,能够在整个扫描周期中间断性放射X线。后者的控制方式有三种,分别为高压开关电路控制式、低压控制式和栅控式。需要注意的是,CT管电压的选择和调节不是连续的,可选择的管电压一般有80kV、100kV、110kV、120kV、130kV、140kV;管电流的选择和调节类似于X线机的摄影方式,可选择30mA、50mA、80mA、100mA、120mA、150mA、175mA、200mA,不同机型对于管电压和管电流的数值选择略有不同。

扫描机架内一般有两个冷却电路,即X线管冷却电路和电子线路冷却电路。X线管用绝缘油与空气进行热交换,扫描机架静止部分则用风冷或水冷进行热交换。球管和机架内都设有热传感器,能够把信号传给主计算机。当温度过高时,热传感器会产生中断信号,使机器停止工作,直到温度降低到正常范围内才可以重新工作。同时,主计算机会根据设定的扫描参数预算热量值,当预算值超过正常范围时,计算机会在屏幕上给出提示,操作者可根据提示对扫描方案进行修改,如缩短扫描范围、降低电流和电压等。通常情况下,扫描机架内部温度为18~27℃,温度过高会影响电子线路的热稳定性。 (未完待续)

(摘编自《医疗器械专业技术知识》,中国医药科技出版社出版)

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