CT机,即电子计算机X射线断层扫描技术(Computed Tomography),是一种先进的医学影像设备。以下是关于CT机的详细介绍:
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基本结构
- 扫描部分:主要由产生X射线束的X线管和球管、接收和检测X线的探测器组成。X线管围绕人体左右旋转,探测器固定在机架内环形排列并随X线管一起旋转,也有部分高端机型采用X线管旋转、探测器固定的设计。
- 计算机系统:包括数据采集系统、中央处理系统、磁带机、操作台等。数据采集系统将探测到的电信号转变为数字信号输入计算机;中央处理系统对数据进行处理,如校正伪影、执行滤波函数等;磁带机用于存储图像资料;操作台则供操作人员使用,可进行参数设置、控制扫描等操作。
- 图像显示与记录系统:通常配备有图像显示器、多幅照相机等辅助设备,用于显示和记录CT图像。
- 中央控制台:是CT机的指挥中心,负责控制整个CT系统的运行,确保各个部件协调工作。
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工作原理
- 患者被放置在CT机的检查床上,进入圆形机架的扫描视野范围内。X线管和探测器围绕人体旋转,X线管发射出扇形或锥形的X射线束,穿透人体后到达探测器。
- 由于人体不同组织对X射线的吸收程度不同,探测器接收到的信号强度存在差异,这些信号被转换为电信号后传输给计算机。
- 计算机对这些数据进行处理,包括校正伪影、执行滤波函数等操作,然后利用特定的算法重建出人体内部结构的横断面图像,这些图像可以清晰地显示出不同组织和器官的形态、密度等信息,帮助医生进行疾病的诊断和治疗计划的制定。
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发展历程
- 1971年,英国物理学家Hounsfield成功研制出世界上第一台CT机,并于1972年正式应用于临床,这是CT技术发展的重要里程碑。
- 随后,CT技术不断发展和完善,经历了从第一代到第五代的演变。第一代CT机采用旋转/平移方式扫描和收集信息,结构简单但扫描时间长且图像质量较差;第二代CT机改为旋转/旋转方式,扫描时间缩短,图像质量有所提高;第三代CT机探测器激增至300-800个,能收集较多数据,扫描时间进一步缩短;第四代CT机控测器激增并环状排列而固定不动,只有X线管围绕患者旋转,扫描速度更快;第五代CT机则解决了心脏扫描问题,能够对心脏等动态器官进行快速、准确的扫描。
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主要类型
- 按扫描方式分类:可分为螺旋CT和非螺旋CT。螺旋CT的X线管和探测器围绕人体连续旋转,同时检查床沿人体长轴方向匀速移动,能够快速获取大量连续的数据,适用于全身各部位的检查,尤其在心脏、胸部、腹部等部位的检查中具有明显优势。非螺旋CT则采用逐层扫描的方式,扫描时间相对较长。
- 按应用范围分类:有头颅CT机、全身CT机、颅脑CT机、胸腹CT机、骨骼CT机等。不同类型的CT机在探测器阵列、扫描方式、图像重建算法等方面可能会有所不同,以满足不同部位和疾病的检查需求。
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应用领域
- 医学诊断:广泛应用于头部、胸部、腹部、骨骼和盆腔等部位的疾病诊断,如肿瘤、外伤、骨折、炎症等疾病的早期发现和诊断,以及心血管疾病、神经系统疾病、呼吸系统疾病等的诊断和评估。
- 放射治疗规划:在放射治疗前,通过CT扫描可以精确地确定肿瘤的位置、大小和形状,以及周围正常组织的分布情况,为制定个性化的放射治疗计划提供重要依据。
- 手术前评估:帮助外科医生了解手术部位的详细解剖结构和病变情况,进行手术前的三维评估,有助于制定更加精确的手术方案,降低手术风险。
- 科研领域:可用于研究人体解剖结构、病理生理及疾病变化等,为医学科学的发展提供重要的研究手段。
CT机作为现代医学影像技术的重要代表,凭借其先进的成像原理、不断革新的技术特点以及广泛的应用领域,在临床医学、科研等多个方面都发挥着至关重要的作用,并且随着技术的持续进步,其价值还在不断提升与拓展。