CT机工作原理与螺旋扫描技术解析

"本文将介绍CT机的工作原理，特别是螺旋扫描技术，以及CT成像的基础知识，包括CT装置的组成部分、体素与像素的概念以及CT图像的重建过程。" CT机，全称为计算机断层扫描仪，是一种利用计算机处理X线数据以生成体内断层图像的医疗设备。它的核心组成部分包括X线球管、扫描装置、探测器、信号转换与传输系统、机械运动装置、计算机系统以及图像显示和记录系统。 CT基本原理基于X线的衰减特性。当高度准直的X线束环绕人体某一部位进行断层扫描时，X线光子会因人体组织的吸收而衰减。未被吸收的X线光子穿过人体后，被探测器捕捉到，探测器将接收到的X线量转换为电信号。这些电信号经过模数转换器放大、积分，转换为数字信号，输入计算机进行处理和运算，最终重建成为图像。 CT装置中的扫描装置包含了探测器，它是关键部件，负责将X射线能转化为电信号。探测器通常由模数采集系统（DAS）支持，其中模数转换器将探测器的输出信号转化为数字信号。机械运动装置包括扫描机架、滑环和扫描床，它们协同工作以实现连续的360°旋转和患者定位。 螺旋CT是CT技术的一个重要发展，它结合了X线球管和检查床的同步移动，使得在单次旋转中能够获取更多的数据，形成连续的容积成像，提高了扫描速度和图像质量。例如，64层或64排CT指的是探测器排列的层数，它意味着可以同时获取64个层面的数据，极大地增强了对复杂解剖结构的成像能力。 体素和像素是理解CT图像的重要概念。体素是CT扫描中最小的体积单位，具有长度、宽度和高度三个维度，其大小根据扫描设置如层厚和矩阵大小确定。像素则是构成CT图像的最小单元，与体素相对应，代表了图像中特定位置的衰减值。CT图像的重建过程就是通过计算每个体素的衰减系数，再依据像素的位置和衰减值还原原始组织密度。 CT技术的发展不断推动着医学影像的进步，螺旋CT和多层CT的出现不仅提高了扫描效率，还使得医生能够获取更详尽的三维信息，对于疾病的诊断和治疗规划具有重要意义。