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二、CT技术的发展及应用
CT设备的发展应用历程,大致如下:
(一)非螺旋CT
在螺旋CT诞生之前,根据层面采集CT发展和结构特点,可以大致分为四代,其主要特点如下:
1.第一代(平移/旋转方式)(图1-5)
X射线采用线性束,单一探测器,扫描时X射线和探测器围绕患者做旋转和同步直线平移运动,X射线每次旋转1°,同时沿旋转反方向作直线运动扫描。下一次扫描,再旋转1°并重复前述扫描动作,直至完成180°以内的180个平行投影值。
图1-5 第一代层面CT扫描示意图
2.第二代(平移/旋转方式)(图1-6)
X射线束为5°~20°的窄扇形束,探测器增加(16~30个),平移扫描后的旋转角度由1°提高到了扇形射线束夹角的度数,采集一个层面信息要耗时数分钟,是可临床使用的最早设计。
图1-6 第二代层面CT扫描示意图
3.第三代(旋转/旋转方式)(图1-7)
X射线采用30°~45°的宽扇形束,数百(500~800)个探测器,数据的采集以X射线管为焦点,随着X射线管的旋转得到不同方位的投影,采集一个层面信息耗时数秒。第三代CT的设计已成为现代CT所采用的方式,此后的螺旋CT和多层螺旋CT也采用这种设计方式。
图1-7 第三代层面CT扫描示意图
4.第四代(固定/旋转方式)(图1-8)
第四代CT的X射线的扇形角达50°~90°,探测器可达600~1500个,分布于360°圆周上。扫描时,探测器不运动,球管围绕患者作360°的旋转。第四代也称为反扇束扫描。
图1-8 第四代层面CT扫描示意图
(二)电子束CT
1983年美国Douglas Body博士开发了电子束CT,主要用于心血管疾病影像诊断。由电子枪、聚焦线圈和半圆形钨靶替代X射线球管。扫描时,电子枪发射电子束,电磁线圈将电子束聚焦,并利用磁场使电子束偏转,轰击钨靶,产生210°旋转的扇形X射线束。
(三)螺旋CT
1989年,单层螺旋CT问世,以滑环技术为基础,球管和探测器沿一个方向旋转,在连续移床过程中,球管和探测器轨迹呈螺旋状,所以称为螺旋CT。
1998年北美放射学年会上推出了4排螺旋CT,正式宣告进入多层螺旋CT时代。2001年出现了16排螺旋CT,2004年出现了64排螺旋CT。
第一代CT的问世,第一次实现了不用借助手术就能获得颅脑解剖信息。螺旋CT的问世实现了容积数据采集,提高了连续扫描能力,使数据采集加快。而64排CT的出现标志着心脏冠脉成像成为临床常规检查。64排之后,不同的CT设备商给出了不同的发展方向。但总的来说朝着三个方向发展:①宽体探测器方向;②时间分辨率方向;③多参数功能成像方向。
(何小春 郑颖 高剑波)