螺旋CT機

螺旋CT機通過X線束來對人體指定部位一定厚度層面進行有效掃描,通過分析確定各部分對X線束吸收情況，確定是否存在病症，是臨床診斷的重要醫療機械設備。在套用時射出的X線會轉變成可見光，然後在轉為電信號後再轉變為數字信息傳入計算機內由專業軟體完成計算與處理，最終得到數位化形式信息。

基本介紹

• 中文名：螺旋CT機
• 外文名：spiral computed tomography
• 分類名稱：X射線計算機體層攝影設備
• 管理類別：Ⅲ類醫療器械

簡介

CT是“計算機X線斷層攝影機”或“計算機X線斷層攝影術”的英文簡稱，是從1895年倫琴發現X線以來在X線診斷方面的最大突破，是近代飛速發展的電子計算機控制技術和X線檢查攝影技術相結合的產物。CT由英國物理學家在1972年研製成功，先用於顱腦疾病診斷，後於1976年又擴大到全身檢查，是X線在放射學中的一大革命。我國也在70年代末引進了這一新技術，在短短的30年裡，全國各地乃至縣鎮級醫院共安裝了各種型號的CT機數千台，CT檢查在全國範圍內迅速地層開，成為醫學診斷中不可缺少的設備。

CT自上世紀70年代問世來，不斷獲得改進，從第一代到第五代，不斷縮短掃描時間和提高圖像質量。1989年由於解決了高壓發生器與X線球管一起旋轉的難題，X線管可以螺旋式的運動了，再加上滑環技術，把CT技術推上了一個新的水平，即螺旋CT的問世。原來的CT每次掃描都必須經過啟動、加速、均速、取樣、減速、停止等幾個過程，大大限制了掃描速度，而螺旋CT克服了上述缺點，可以連續旋轉掃描，患者的床也以一定的速度前進和後退，這不僅將掃描速度提高好幾倍，而且這種螺旋掃描不再是對人體某一層面採集數據，而且圍繞人體的一段體積螺旋式的採集數據，被稱為體積掃描，它不僅速度快，而且獲得的三維信息，這就增加了信息處理的內容和靈活性，它可以得到真正的三維重建圖像，使血管立體成像（CT Aogiography）成為可能。所以螺旋CT的功能大大的增加了，如組織容積與分段顯示技術、實時成像技術、三維重建圖像、仿真內窺鏡技術及心臟功能評估等等。故螺旋CT被稱為CT的“新生”。

基本結構

螺旋CT機構造主要分為以下幾個部分：掃描架、CT機球管、檢測器、高壓發生器、計算機系統。CT機主體主要由產生X線束的發生器和球管，以及接收和檢測X線的探測器組成；計算機系統主要包括數據採集系統、中央處理系統、磁帶機、操作台等。此外，CT機還應包括圖像顯示器、多幅照相機等輔助設備。

基本結構

主要分類

分單層螺旋CT、雙層螺旋CT、多層螺旋CT。

檢查部位

包括顱腦、頸部、胸部（肺、縱隔、胸壁及大血管、心包）、腹部一上腹部（肝、膽、胰、脾），後腹腔、腎上腺及腎。五官（眼、耳—顳骨、喉咽、鼻與鼻竇及顳頜關節），食管、胃腸道，盆腔（膀胱、子宮、輸卵管、卵巢、直、乙腸、精路及前列腺），脊椎、脊髓、四肢及軟組織，還有CT的介入學等。

工作原理

CT是從X線機發展而來的，它顯著地改善了X線檢查的分辨能力，其解析度和定性診斷準確率大大高於一般X線機，從而開闊了X線檢查的適應範圍，大幅度地提高了x線診斷的準確率。

CT是用X線束對人體的某一部分按一定厚度的層面進行掃描，當X線射向人體組織時，部分射線被組織吸收，部分射線穿過人體被檢測器接收，產生信號。因為人體各種組織的疏密程度不同，X線的穿透能力不同，所以檢測器接收到的射線就有了差異。將所接收的這種有差異的射線信號，轉變為數字信息後由計算機進行處理，輸出到顯示的螢光屏上顯示出圖像，這種圖像被稱為橫斷面圖像。CT的特點是操作簡便，對病人來說無痛苦，其密度、解析度高，可以觀察到人體內非常小的病變，直接顯示X線平片無法顯示的器官和病變，它在發現病變、確定病變的相對空間位置、大小、數目方面非常敏感而可靠，具有特殊的價值，但是在疾病病理性質的診斷上則存在一定的限制。

產品特點

CT與傳統X線攝影不同，在CT中使用的X線探測系統比攝影膠片敏感，是利用計算機處理探測器所得到的資料。CT的特點在於它能區別差異極小的X 線吸收值。與傳統X線攝影比較，CT能區分的密度範圍多達2000級以上，而傳統X線片大約只能區分20級密度。這種密度解析度，不僅能區分脂肪與其他軟組織，也能分辨軟組織的密度等級。這種革命性技術顯著地改變了許多疾病的診斷方式。

在進行CT檢查時， 最常套用的斷層面是水平橫斷面，斷層層面的厚度與部位都可由檢查人員決定。常用的層面厚度在1~10毫米間，移動病人通過檢查機架後，就能陸續獲得能組合成身體架構的多張相 接影像。利用較薄的切片能獲得較準確的資料，但這時必須對某一體積的構造進行較多切片掃描才行。

在每次曝光中所得到的資料由計算機重建形成影像，這些影像可顯示在螢光屏上，也可將其攝成膠片以作永久保存。此外，其基本資料也可以儲存在磁碟或磁帶里。

發展歷程

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

第一代CT機採取旋轉/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。然後，環繞患者旋轉1度並準備第二次掃描。周而復始，直到在180度範圍內完成全部數據採集。由於採用筆形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的基礎上發展而來。X線束改為扇形，探測器增多至30個，擴大了掃描範圍，增多了採集的數據。因此，旋轉角度由1°增至23°，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，並與相對的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個並環狀排列而固定不動，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（Electron beam）射向一個環形鎢靶，環形排列的探測器收集信息。

醫療評價

優點

①一次屏氣掃描層數達9~24層而沒有呼吸運動偽影，因而冠狀或矢狀面重建的空問解析度高，較小的病變不會因呼吸運動而漏掃，二維或三維圖像質量得到改善，

②選擇適當造影劑量可以顯示血管，使CT血管造影成為可能；

③如果患者不能維持很大功能體位，可進行快速體層掃描；

④不需要重複掃描及重疊掃描，因而患者接受輻射劑量減少；⑤動脈體層掃描可鑑別偽影。

缺點

螺旋CT的x線球管熱容量要求2~4.2百萬熱單位，陽板冷卻率達1.0百萬熱單位/min，其使用壽命才能和普通球管相當，因而不能無適應地濫用螺旋CT連續掃描。一次連續掃描時間不超過12~24S，掃描範圍也應有一定限度，兩次掃描時間間隔需要8~12min，特殊情況下如嚴重呼吸窘迫綜合徵患者，螺旋CT仍不能完全消除呼吸偽影。

常見故障

1. X線問題螺旋CT機的X線部分主要包括高壓變壓器、高壓電纜、X線球管、球管燈絲電路、控制器電路和高頻逆變器等。一般的X線部分的故障主要指的是X線球管和高壓逆變器部分的故障。(1)X線球管故障。X線球管是X線部分中最重要的結構，在實際的運行中經常會出現各種問題，比如球管內部低mA正常、高mA報錯，系統會提示overmA、overkV，或者在使用大焦點時系統內的ready燈不亮，而使用小焦點時，燈光則使用正常。(2)高壓逆變器內電路故障。高壓逆變器是螺旋CT機中十分重要的組成部分，在CT機的使用過程中，高壓逆變器會產生各種故障，而且維修難度大。如絕緣門雙向電晶體故障，其在實際的套用中具有極高的輸入阻抗、開關的速度比較快，具有良好的耐壓性能與工作穩定性。這種管道在實際套用於螺旋CT機時，由於高壓逆變器部位電路電流過大，運行功率極高，所以很容易導致絕緣門雙向電晶體出現故障。
2. 碳刷與滑環問題碳刷和滑環是CT機中使用比較多的部件，雖然並不顯眼，但是會對設備的使用產生影響。螺旋CT機中一共有5根滑環，2根用來接地，3根用來接通交流電;一個碳刷有10個碳刷頭，一個滑環中包括4個碳刷頭，這些都對CT機的正常使用有很大的作用。在實際套用中，CT機的內部會產生高壓打火聲，碳粉分布在機架的滑環上，這些都會使滑環的表面變得凹凸不平，損傷滑環和碳刷。
3. 計算機問題計算機是螺旋CT機中十分重要的控制設備，一般不會發生系統故障，常見的故障是計算機鍵盤和滑鼠之類的硬體故障。隨著網路技術的不斷發展，計算機病毒的種類也在增加，對計算機系統造成損害，從而導致了各種故障，影響螺旋CT機的錄入完整性、錄入準確性和資料存儲，進而影響了螺旋CT機的運行效率。