CT设备的发展与展望 ct设备的发展经历了哪几个主要阶段

其实CT设备的发展与展望的问题并不复杂，但是又很多的朋友都不太了解ct设备的发展经历了哪几个主要阶段，因此呢，今天小编就来为大家分享CT设备的发展与展望的一些知识，希望可以帮助到大家，下面我们一起来看看这个问题的分析吧！

本文目录

1. ct设备的发展经历了哪几个主要阶段
2. CT与核磁共振有何分别
3. 双源CT详细资料大全

一、ct设备的发展经历了哪几个主要阶段

根据扫描获取数据的不同方式，CT技术已经发展了五个阶段，即五个阶段几代CT扫描。

在第一代CT中，使用单源单射线单探测器系统，系统对物体进行平行逐步运动扫描获得N个投影值，并且通过M个刻度旋转对象。

这种扫描方法只需旋转180°的物体。

第一代CT机结构简单，成本低，图像清晰，但检测效率低，很少用于工业CT。

第二代CT的产生是在第一代CT的基础上发展起来的。

使用单光源小角度扇形光束多探头。

射线风扇的光束形状很小，探测器的数量很少，因此扇形光束不能完全包含物体的故障，并且扫描运动除了物体之外还需要M指数旋转。被检测到，射线扇形射束与探测器阵列框架相对。

测试对象还需要执行平移运动，直到它完全覆盖测试对象，并获得所需的成像数据。

第三代CT，它是单一的射线源，具有大扇形角，宽扇形光束和被检查部分的全包扫描图案。

有N个探测器对应于宽扇形光束，这确保了在一次索引中获得N个投影计数，并且该对象仅经历M个索引旋转运动。

因此，第三代CT具有单一动作，良好的控制和高效率。从理论上讲，样品只需一次旋转即可测试一个部分。

第四代CT也是一种大容量全容差，只有旋转运动的扫描方法，但它有很多探测器形成一个固定环，只能由辐射源转动实现扫描。

它的特点是扫描速度快，成本高。

卓茂科技检测设备调试车间

第五代CT是一种用于实时检测和生产控制系统的多源多检测器。

源和检测器分布在120°，工件和源不相对于彼此旋转。这种CT技术既困难又昂贵，但与其他CT效率相比，它得到了显着改善。

上述五种CT扫描方法是第二代和第三代ICT机器中最常用的方法。生成扫描，尤其是在第三代扫描模式下。

这是因为它只有一个动作并且易于控制。适用于检测被检物体直径小的中小型产品，具有成本低，检测效率高的优点。

二、CT与核磁共振有何分别

我先说几句,CT成像是在X射线的基础上运用计算机技术,使平面重叠的X像可以清晰一个平面一个平面的扫描.磁共振是原子核在强磁场中共振所得到的信号,然后经过图象重建得到的,它可以在人体的各个平面成像.说白了,它的成像和扫描部位质子的多少有关.他们的区别主要是原理,设备,其成像特点,检查技术,图象的分析与诊断,及他们在临床的应用.

CT的基本原理一、CT成像过程

X线成像是利用人体对X线的选择性吸收原理，当X线透过人体后在荧光屏上或胶片上形成组织和器官的图像，CT的成像也与之相仿。

CT扫描的过程是由高度准直的X线束环绕人体某一检查部位作360度的横断面扫描的过程。检查床平移时，X线从不同方向照射病人，穿过人体的X线束因有部分光子被人体吸收而发生衰减，未被吸收的光子穿透人体再经后准直由探测器接收。探测器接受了穿过人体以后的强弱不同的X线，转换为自信号由数据采集系统(data acquisition system，DAS)进行采集。大量接收到模拟信号信息通过模数（A/D）转换器转换为数字信号输入电子计算机进行处理运算。经过初步处理的成为采集的原始数据(raw data)，原始数据经过卷曲、滤过处理，其后称为滤过后的原始数据(6lteredrawdata)。由数模（D/A）转换器通过不同的灰阶在显示屏上显像从而获得该部位横断面的解剖结构图象，即CT横断面图象。

因此，CT检查得到的是反应人体组织结构分布的数字影象，从根本上克服了常规X线检查图像前后重叠的缺陷，使医学影像诊断学检查有了质的飞跃。

二、CT成像的基本原理

通常，探测器所接受到的射线信号的强弱，取决于该部位的人体截面内组织的密度。密度高的组织，例如骨骼吸收X线较多，探测器接收到的信号较弱；密度较低的组织，例如脂肪、空腔脏器等吸收X线较少，探测器获得的信号较强。这种不同组织对X线吸收值不同的性质可用组织的吸收系数μ来表示，所以探测器所接收到的信号强弱所反映的是人体组织不同的μ值。而CT正是利用X线穿透人体后的衰减特性作为其诊断疾病的依据。

X线穿透人体后的衰减遵守指数衰减规律I=I0e-μd。

式中：I为通过人体吸收后衰减的X线强度；I0为入射X线强度；μ为接收X线照射组织的线性吸收系数；d为受检部位人体组织的厚度。

通过电子计算机运算列出人体组织受检层面的吸收系数，并将之分布在合成图象的栅状阵列即矩阵的方格（阵元）内。矩阵上每个阵元相当于重建图象上的一个图象点，称为像素（pixel）。CT的成像过程就是求出每个像素的衰减系数的过程。如果像素越小、探测器数目越多，计算机所测出的衰减系数就越多、越精确，重建出的图象也就越清晰。目前，CT机的矩阵多为256×256，512×512，其乘积即为每个矩阵所包含的像素数

核磁共振成像

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人脑纵切面的核磁共振成像核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging，简称NMRI），又称自旋成像（spin imaging），也称磁共振成像、磁振造影（Magnetic Resonance Imaging，简称MRI），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance，简称NMR）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。

将这种技术用于人体内部结构的成像，就产生出一种革命性的医学诊断工具。快速变化的梯度磁场的应用，大大加快了核磁共振成像的速度，使该技术在临床诊断、科学研究的应用成为现实，极大地推动了医学、神经生理学和认知神经科学的迅速发展。

从核磁共振现象发现到MRI技术成熟这几十年期间，有关核磁共振的研究领域曾在三个领域（物理、化学、生理学或医学）内获得了6次诺贝尔奖，足以说明此领域及其衍生技术的重要性。

目录 [隐藏]

1物理原理

1.1原理概述

1.2数学运算

2系统组成

2.1 NMR实验装置

2.2 MRI系统的组成

2.2.1磁铁系统

2.2.2射频系统

2.2.3计算机图像重建系统

2.3 MRI的基本方法

3技术应用

3.1 MRI在医学上的应用

3.1.1原理概述

3.1.2磁共振成像的优点

3.1.3 MRI的缺点及可能存在的危害

3.2 MRI在化学领域的应用

3.3磁共振成像的其他进展

4诺贝尔获奖者的贡献

5未来展望

6相关条目

6.1磁化准备

6.2取像方法

6.3医学生理性应用

7参考文献

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物理原理

通过一个磁共振成像扫描人类大脑获得的一个连续切片的动画，由头顶开始，一直到基部。[编辑]

原理概述

核磁共振成像是随着计算机技术、电子电路技术、超导体技术的发展而迅速发展起来的一种生物磁学核自旋成像技术。医生考虑到患者对“核”的恐惧心理，故常将这门技术称为磁共振成像。它是利用磁场与射频脉冲使人体组织内进动的氢核（即H+）发生章动产生射频信号，经计算机处理而成像的。

原子核在进动中，吸收与原子核进动频率相同的射频脉冲，即外加交变磁场的频率等于拉莫频率，原子核就发生共振吸收，去掉射频脉冲之后，原子核磁矩又把所吸收的能量中的一部分以电磁波的形式发射出来，称为共振发射。共振吸收和共振发射的过程叫做“核磁共振”。

核磁共振成像的“核”指的是氢原子核，因为人体的约70%是由水组成的，MRI即依赖水中氢原子。当把物体放置在磁场中，用适当的电磁波照射它，使之共振，然后分析它释放的电磁波，就可以得知构成这一物体的原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的精确立体图像。

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数学运算

原子核带正电并有自旋运动，其自旋运动必将产生磁矩，称为核磁矩。研究表明，核磁矩μ与原子核的自旋角动量S成正比，即

式中γ为比例系数，称为原子核的旋磁比。在外磁场中，原子核自旋角动量的空间取向是量子化的，它在外磁场方向上的投影值可表示为

m为核自旋量子数。依据核磁矩与自旋角动量的关系，核磁矩在外磁场中的取向也是量子化的，它在磁场方向上的投影值为

对于不同的核，m分别取整数或半整数。在外磁场中，具有磁矩的原子核具有相应的能量，其数值可表示为

式中B为磁感应强度。可见，原子核在外磁场中的能量也是量子化的。由于磁矩和磁场的相互作用，自旋能量分裂成一系列分立的能级，相邻的两个能级之差ΔE=γhB。用频率适当的电磁辐射照射原子核，如果电磁辐射光子能量hν恰好为两相邻核能级之差ΔE，则原子核就会吸收这个光子，发生核磁共振的频率条件是：

式中ν为频率，ω为角频率。对于确定的核，旋磁比γ可被精确地测定。可见，通过测定核磁共振时辐射场的频率ν，就能确定磁感应强度；反之，若已知磁感应强度，即可确定核的共振频率。

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系统组成

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NMR实验装置

采用调节频率的方法来达到核磁共振。由线圈向样品发射电磁波，调制振荡器的作用是使射频电磁波的频率在样品共振频率附近连续变化。当频率正好与核磁共振频率吻合时，射频振荡器的输出就会出现一个吸收峰，这可以在示波器上显示出来，同时由频率计即刻读出这时的共振频率值。核磁共振谱仪是专门用于观测核磁共振的仪器，主要由磁铁、探头和谱仪三大部分组成。磁铁的功用是产生一个恒定的磁场；探头置于磁极之间，用于探测核磁共振信号；谱仪是将共振信号放大处理并显示和记录下来。

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MRI系统的组成

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磁铁系统

静磁场：当前临床所用超导磁铁，磁场强度有0.5到4.0T，常见的为1.5T和3.0T，另有匀磁线圈（shim coil）协助达到高均匀度。

梯度场：用来产生并控制磁场中的梯度，以实现NMR信号的空间编码。这个系统有三组线圈，产生x、y、z三个方向的梯度场，线圈组的磁场叠加起来，可得到任意方向的梯度场。

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射频系统

射频（RF）发生器：产生短而强的射频场，以脉冲方式加到样品上，使样品中的氢核产生NMR现象。

射频（RF）接收器：接收NMR信号，放大后进入图像处理系统。

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计算机图像重建系统

由射频接收器送来的信号经A/D转换器，把模拟信号转换成数学信号，根据与观察层面各体素的对应关系，经计算机处理，得出层面图像数据，再经D/A转换器，加到图像显示器上，按NMR的大小，用不同的灰度等级显示出欲观察层面的图像。

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MRI的基本方法

选片梯度场Gz

相编码和频率编码

图像重建

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技术应用

3D MRI[编辑]

MRI在医学上的应用

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原理概述

氢核是人体成像的首选核种：人体各种组织含有大量的水和碳氢化合物，所以氢核的核磁共振灵活度高、信号强，这是人们首选氢核作为人体成像元素的原因。NMR信号强度与样品中氢核密度有关，人体中各种组织间含水比例不同，即含氢核数的多少不同，则NMR信号强度有差异，利用这种差异作为特征量，把各种组织分开，这就是氢核密度的核磁共振图像。人体不同组织之间、正常组织与该组织中的病变组织之间氢核密度、弛豫时间T1、T2三个参数的差异，是MRI用于临床诊断最主要的物理基础。

当施加一射频脉冲信号时，氢核能态发生变化，射频过后，氢核返回初始能态，共振产生的电磁波便发射出来。原子核振动的微小差别可以被精确地检测到，经过进一步的计算机处理，即可能获得反应组织化学结构组成的三维图像，从中我们可以获得包括组织中水分差异以及水分子运动的信息。这样，病理变化就能被记录下来。

人体2/3的重量为水分，如此高的比例正是磁共振成像技术能被广泛应用于医学诊断的基础。人体内器官和组织中的水分并不相同，很多疾病的病理过程会导致水分形态的变化，即可由磁共振图像反应出来。

MRI所获得的图像非常清晰精细，大大提高了医生的诊断效率，避免了剖胸或剖腹探查诊断的手术。由于MRI不使用对人体有害的X射线和易引起过敏反应的造影剂，因此对人体没有损害。MRI可对人体各部位多角度、多平面成像，其分辨力高，能更客观更具体地显示人体内的解剖组织及相邻关系，对病灶能更好地进行定位定性。对全身各系统疾病的诊断，尤其是早期肿瘤的诊断有很大的价值。

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磁共振成像的优点

与1901年获得诺贝尔物理学奖的普通X射线或1979年获得诺贝尔医学奖的计算机层析成像（computerized tomography, CT）相比，磁共振成像的最大优点是它是目前少有的对人体没有任何伤害的安全、快速、准确的临床诊断方法。如今全球每年至少有6000万病例利用核磁共振成像技术进行检查。具体说来有以下几点：

对人体没有游离辐射损伤；

各种参数都可以用来成像，多个成像参数能提供丰富的诊断信息，这使得医疗诊断和对人体内代谢和功能的研究方便、有效。例如肝炎和肝硬化的T1值变大，而肝癌的T1值更大，作T1加权图像，可区别肝部良性肿瘤与恶性肿瘤；

通过调节磁场可自由选择所需剖面。能得到其它成像技术所不能接近或难以接近部位的图像。对于椎间盘和脊髓，可作矢状面、冠状面、横断面成像，可以看到神经根、脊髓和神经节等。能获得脑和脊髓的立体图像，不像CT（只能获取与人体长轴垂直的剖面图）那样一层一层地扫描而有可能漏掉病变部位；

能诊断心脏病变，CT因扫描速度慢而难以胜任；

对软组织有极好的分辨力。对膀胱、直肠、子宫、阴道、骨、关节、肌肉等部位的检查优于CT；

原则上所有自旋不为零的核元素都可以用以成像，例如氢（1H）、碳（13C）、氮（14N和15N）、磷（31P）等。

人类腹部冠状切面磁共振影像[编辑]

MRI的缺点及可能存在的危害

虽然MRI对患者没有致命性的损伤，但还是给患者带来了一些不适感。在MRI诊断前应当采取必要的措施，把这种负面影响降到最低限度。其缺点主要有：

和CT一样，MRI也是解剖性影像诊断，很多病变单凭核磁共振检查仍难以确诊，不像内窥镜可同时获得影像和病理两方面的诊断；

对肺部的检查不优于X射线或CT检查，对肝脏、胰腺、肾上腺、前列腺的检查不比CT优越，但费用要高昂得多；

对胃肠道的病变不如内窥镜检查；

扫描时间长，空间分辨力不够理想；

由于强磁场的原因，MRI对诸如体内有磁金属或起搏器的特殊病人却不能适用。

MRI系统可能对人体造成伤害的因素主要包括以下方面：

强静磁场：在有铁磁性物质存在的情况下，不论是埋植在患者体内还是在磁场范围内，都可能是危险因素；

随时间变化的梯度场：可在受试者体内诱导产生电场而兴奋神经或肌肉。外周神经兴奋是梯度场安全的上限指标。在足够强度下，可以产生外周神经兴奋（如刺痛或叩击感），甚至引起心脏兴奋或心室振颤；

射频场（RF）的致热效应：在MRI聚焦或测量过程中所用到的大角度射频场发射，其电磁能量在患者组织内转化成热能，使组织温度升高。RF的致热效应需要进一步探讨，临床扫瞄仪对于射频能量有所谓“特定吸收率”（specific absorption rate, SAR）的限制；

噪声：MRI运行过程中产生的各种噪声，可能使某些患者的听力受到损伤；

造影剂的毒副作用：目前使用的造影剂主要为含钆的化合物，副作用发生率在2%-4%。

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MRI在化学领域的应用

MRI在化学领域的应用没有医学领域那么广泛，主要是因为技术上的难题及成像材料上的困难，目前主要应用于以下几个方面：

在高分子化学领域，如碳纤维增强环氧树脂的研究、固态反应的空间有向性研究、聚合物中溶剂扩散的研究、聚合物硫化及弹性体的均匀性研究等；

在金属陶瓷中，通过对多孔结构的研究来检测陶瓷制品中存在的砂眼；

在火箭燃料中，用于探测固体燃料中的缺陷以及填充物、增塑剂和推进剂的分布情况；

在石油化学方面，主要侧重于研究流体在岩石中的分布状态和流通性以及对油藏描述与强化采油机理的研究。

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磁共振成像的其他进展

核磁共振分析技术是通过核磁共振谱线特征参数（如谱线宽度、谱线轮廓形状、谱线面积、谱线位置等）的测定来分析物质的分子结构与性质。它可以不破坏被测样品的内部结构，是一种完全无损的检测方法。同时，它具有非常高的分辨本领和精确度，而且可以用于测量的核也比较多，所有这些都优于其它测量方法。因此，核磁共振技术在物理、化学、医疗、石油化工、考古等方面获得了广泛的应用。

磁共振显微术（MR microscopy, MRM/μMRI）是MRI技术中稍微晚一些发展起来的技术，MRM最高空间分辨率是4μm，已经可以接近一般光学显微镜像的水平。MRM已经非常普遍地用作疾病和药物的动物模型研究。

活体磁共振能谱（in vivo MR spectroscopy, MRS）能够测定动物或人体某一指定部位的NMR谱，从而直接辨认和分析其中的化学成分。

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诺贝尔获奖者的贡献

2003年10月6日，瑞典卡罗林斯卡医学院宣布，2003年诺贝尔生理学或医学奖授予美国化学家保罗·劳特布尔（Paul C. Lauterbur）和英国物理学家彼得·曼斯菲尔德（Peter Mansfield），以表彰他们在医学诊断和研究领域内所使用的核磁共振成像技术领域的突破性成就。

劳特布尔的贡献是，在主磁场内附加一个不均匀的磁场，把梯度引入磁场中，从而创造了一种可视的用其他技术手段却看不到的物质内部结构的二维结构图像。他描述了怎样把梯度磁体添加到主磁体中，然后能看到沉浸在重水中的装有普通水的试管的交叉截面。除此之外没有其他图像技术可以在普通水和重水之间区分图像。通过引进梯度磁场，可以逐点改变核磁共振电磁波频率，通过对发射出的电磁波的分析，可以确定其信号来源。

曼斯菲尔德进一步发展了有关在稳定磁场中使用附加的梯度磁场理论，推动了其实际应用。他发现磁共振信号的数学分析方法，为该方法从理论走向应用奠定了基础。这使得10年后磁共振成像成为临床诊断的一种现实可行的方法。他利用磁场中的梯度更为精确地显示共振中的差异。他证明，如何有效而迅速地分析探测到的信号，并且把它们转化成图像。曼斯菲尔德还提出了极快速的梯度变化可以获得瞬间即逝的图像，即平面回波扫描成像（echo-planar imaging, EPI）技术，成为20世纪90年代开始蓬勃兴起的功能磁共振成像（functional MRI, fMRI）研究的主要手段。

雷蒙德·达马蒂安的“用于癌组织检测的设备和方法”值得一提的是，2003年诺贝尔物理学奖获得者们在超导体和超流体理论上做出的开创性贡献，为获得2003年度诺贝尔生理学或医学奖的两位科学家开发核磁共振扫描仪提供了理论基础，为核磁共振成像技术铺平了道路。由于他们的理论工作，核磁共振成像技术才取得了突破，使人体内部器官高清晰度的图像成为可能。

此外，在2003年10月10日的《纽约时报》和《华盛顿邮报》上，同时出现了佛纳（Fonar）公司的一则整版广告：“雷蒙德·达马蒂安（Raymond Damadian），应当与彼得·曼斯菲尔德和保罗·劳特布尔分享2003年诺贝尔生理学或医学奖。没有他，就没有核磁共振成像技术。”指责诺贝尔奖委员会“篡改历史”而引起广泛争议。事实上，对MRI的发明权归属问题已争论了许多年，而且争得颇为激烈。而在学界看来，达马蒂安更多是一个生意人，而不是科学家。

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未来展望

人脑是如何思维的，一直是个谜。而且是科学家们关注的重要课题。而利用MRI的脑功能成像则有助于我们在活体和整体水平上研究人的思维。其中，关于盲童的手能否代替眼睛的研究，是一个很好的样本。正常人能见到蓝天碧水，然后在大脑里构成图像，形成意境，而从未见过世界的盲童，用手也能摸文字，文字告诉他大千世界，盲童是否也能“看”到呢？专家通过功能性MRI，扫描正常和盲童的大脑，发现盲童也会像正常人一样，在大脑的视皮质部有很好的激活区。由此可以初步得出结论，盲童通过认知教育，手是可以代替眼睛“看”到外面世界的。

快速扫描技术的研究与应用，将使经典MRI成像方法扫描病人的时间由几分钟、十几分钟缩短至几毫秒，使因器官运动对图像造成的影响忽略不计；MRI血流成像，利用流空效应使MRI图像上把血管的形态鲜明地呈现出来，使测量血管中血液的流向和流速成为可能；MRI波谱分析可利用高磁场实现人体局部组织的波谱分析技术，从而增加帮助诊断的信息；脑功能成像，利用高磁场共振成像研究脑的功能及其发生机制是脑科学中最重要的课题。有理由相信，MRI将发展成为思维阅读器。

20世纪中叶至今，信息技术和生命科学是发展最活跃的两个领域，专家相信，作为这两者结合物的MRI技术，继续向微观和功能检查上发展，对揭示生命的奥秘将发挥更大的作用。

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相关条目

核磁共振

射频

射频线圈

梯度磁场

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磁化准备

反转回复（inversion recovery）

饱和回覆（saturation recovery）

驱动平衡（driven equilibrium）

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取像方法

自旋回波（spin echo）

梯度回波（gradient echo）

平行成像（parallel imaging）

面回波成像（echo-planar imaging, EPI）

定常态自由进动成像（steady-state free precession imaging, SSFP）

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医学生理性应用

磁振血管摄影（MR angiography）

磁振胆胰摄影（MR cholangiopancreatogram, MRCP）

扩散权重影像（diffusion-weighted image）

扩散张量影像（diffusion tensor image）

灌流权重影像（perfusion-weighted image）

功能性磁共振成像（functional MRI, fMRI）

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参考文献

傅杰青〈核磁共振——获得诺贝尔奖次数最多的一个科学专题〉《自然杂志》, 2003,(06):357-261

别业广、吕桦〈再谈核磁共振在医学方面的应用〉《物理与工程》, 2004,(02):34, 61

金永君、艾延宝〈核磁共振技术及应用〉《物理与工程》, 2002,(01):47-48, 50

刘东华、李显耀、孙朝晖〈核磁共振成像〉《大学物理》, 1997,(10):36-39, 29

阮萍〈核磁共振成像及其医学应用〉《广西物理》, 1999,(02):50-53, 28

Lauterbur P C Nature, 1973, 242:190

黄卫华〈走近核磁共振〉《医药与保健》, 2004,(03):15

叶朝辉〈磁共振成像新进展〉《物理》, 2004,(01):12-17

田建广、刘买利、夏照帆、叶朝辉〈磁共振成像的安全性〉《波谱学杂志》, 2002,(06):505-511

蒋子江〈核磁共振成像NMRI在化学领域中的应用〉《化学世界》, 1995,(11):563-565

樊庆福〈核磁共振成像与诺贝尔奖〉《上海生物医学工程》, 2003,(04):封三

三、双源CT详细资料大全

英文全称为Dual Source CT（DSCT），是一种通过两套X射线球管系统和两套探测器系统同时采集人体图像的CT装置。

基本介绍中文名：双源CT外文名：dual-source computer tomography专业：医学成像技术背景,CT技术发展历史,DSCT开发背景,结构,工作原理,套用,辐射剂量,结语与展望,背景自英国工程师 Hounsfield于 1972年研制成功第一台 CT机起，医学影像领域出现了一次又一次的技术革命。 2004年以前，CT技术的发展主要是在球管和探测器运动方式以及射线束覆盖范围上的变革，直至 2005年西门子推出全球首台双源 CT( dua-l source computer tomography, DSCT)，使得 CT成像技术才有了更进一步的发展，CT心血管成像才能与数字减影血管造影( digital subtraction angiography，DSA)相媲美，并极大地降低了常规 CT心血管成像假阳性的机率。 2006年中国北京协和医院率先引进了中国第一台双源CT。目前除开展一些常规检查外,主要还用于心血管检查、肺结节的计算机辅助检测、胸痛三联征检查、体部灌注成像和结肠仿真内镜等，均取得了良好的效果。开展的研究性工作主要是利用其独有的双能量成像技术，包括体内结石成分及性质的鉴别、肌腱与韧带的 CT重建成像、急性肺栓塞的早期诊断。 CT技术发展历史 CT技术的发展按 X射线束的形状及扫描方式不同，被公认为经历了以下 5次大的技术变革：单束平移-旋转方式；窄扇形束-平移旋转方式；宽扇形束旋转-方式；宽扇形束静止-旋转方式；电子束 CT。 20世纪 80年代主要是扫描速度的角逐，在此期间，碳刷和滑环技术的出现促成了螺旋 CT的诞生，并迅速取代了单一的横断面 CT。 20世纪 90年代至21世纪初，CT技术的发展又以努力增加纵轴覆盖范围为目标，先后出现了 4/16/32/40层 CT机。直到 2004年，西门子推出全球首台 64层螺旋 CT机( SOMATOM Sensation 64)。此后，鉴于诸多机械制造方面的限制，许多专家认为 CT机已发展到了极点。但次年西门子在北美放射学年会( RSNA)上又推出了全球首台 DSCT系统( SOMATOM De finition)，彻底打破了传统的 CT技术理念，引发了 CT史上的一次新革命。 DSCT开发背景 CT自诞生后很快就被套用于临床检查，尤其是螺旋 CT出现后被广泛套用于人体各个部位的检查和诊断。但对于运动器官如肺、胃肠道、大动脉，尤其是心脏来说，一次检查必须要求在有限的时间内完成，且要尽可能保证扫描期间患者无呼吸运动。否则，轻者会出现影像模糊、锯齿状伪影，重者根本得不到具有诊断意义的图像，检查无法完成。另外，空间解析度也是一个重要参数，同样影响诊断的正确率。鉴于以上技术限制，西门子抛开了传统的技术理念，在成熟的 SOMATOM Sensation 64技术和 Straton零兆金属球管的基础上，在机架内整合了两套64层图像数据采集系统，使得整个机架在完成 90b旋转后即可获得一幅优质影像。机架旋转 1周为0. 33 s，但只需完成 90b旋转后即可完成图像采集，所以其时间解析度达到了 83 ms，实现了单扇区数据的采集和重建，克服了”多扇区重建技术“带来的诸多弊端，极大地提升了图像质量，提高了诊断正确率，这套装置即为世人注目的 DSCT。图1德国西门子双源CT结构结构 DSCT整机基本构成包括 2个主机电气柜( 1主1辅)、机架、检查床、水冷系统、成像控制系统( imagecontro l system, ICS)、图像重建系统( im age reconstructionsystem, IRS)及图像后处理系统等。核心部分主要是 2套既相互独立，又相互联系的数据采集系统。主要有 2个相互独立的高压发生器 A和 B，2个 Straton零兆金属球管 A和 B，2组超高速稀土陶瓷探测器 A和B及 2套相对应的数据采集装置 A和 B组成。除 2套探测器因受机架内可利用有效空间的限制，横向上的长度不同，故而导致有效探测野( FOV)不同外，其余同类部件完全相同。高压发生器 2个，每个最高功率可达 80 kW，当DSCT 2套采集系统同时工作时，最高功率可达 160kW，远高于普通 64层 CT机。 X线球管 2个，球管 A和球管 B均是西门子拥有专利技术的 Straton零兆金属球管，最大电压 140kV，最大功率 80 kW，最大电流 666 mA，包括 X射线管组件、偏转电子系统和冷却装置。转子部分直接由发动机驱动,并在较大程度上旋转对称。阴极带有可选择设定的独立发射系统、偏转电子系统，实现了 Z轴方向上的飞焦点技术,焦点额定值为 0. 6*0. 6及 0. 8* 0. 9。冷却系统是单独的机械组件，不同于 X射线管组件,通过可以弯曲的油管相连。阳极靶面直接与循环油相接触,因而实现阳极直接冷却,阳极热容量高达 6. 5 MHU/min( 4. 8 MJ/min),堪称“零兆球管”。用户在使用中完全不必再为球管的热容量担心，可以实现高功率、大范围的连续扫描，甚至可以在保证空间解析度的前提下一次性完成对患者的全身扫描。 2组超高速稀土陶瓷探测器,每组均由 40排探测器组成,中间32排准直宽度为 0. 6 mm，两边各有4排准直宽度为 1. 2 mm的探测器。其中一个弧度为约 60b的主探测器组，且与球管 A相对应，另一个弧度为约 32b的辅助探测器组，与球管 B相对应。由于机架内部空间有限，使得 2套探测器横向长度不同，因此扫描覆盖野不同。 DSCT具有 78 cm的大机架孔径及 200 cm的扫描范围，扩展了临床的套用范围。机架运动部分和多螺旋 CT一样，也是采用了碳刷和低压滑环技术，但与它们不同的是旋转部分采用了电磁直接驱动技术。工作原理两套X射线的发生装置和两套探测器系统呈一定角度安装在同一平面，进行同步扫描。两套X射线球管既可发射同样电压的射线也可以发射不同电压的射线，从而实现数据的整合或分离。不同的两组数据对同一器官组织的分辨能力是不一样的，通过两组不同能量的数据从而可以分离普通CT所不能分离或显示的组织结构。即能量成像。如果是两组数据以同样的电压的电流值扫描则可以将两组数据进行整合，快速获得同一部位的组织结构形态，突破普通CT的速度极限。 DSCT有两种工作模式，即单源模式和双源模式，均可通过控制台进行相关设定。单源模式时主要数据采集与重建系统 A工作，数据采集与重建系统B处于关闭状态。此时与一台普通 64层 CT机无异，即由球管 A发射 X射线，经受检者衰减后被探测器 A接收，然后再经相应的图像处理和重建后产生相应部位的 CT图像。1次扫描(即 1个采集周期)球管和探测器组至少要旋转 180b才能获得足够的数据，重建出图像，最多可获得 64层图像。定位像及头颈部、胸腹部及四肢等一些常规平扫、增强扫描常采用单源模式。双源模式时， 2套数据采集与重建系统同时工作，2套球管与探测器组合，各自独立发射及接收射线，独立完成图像处理，但在图像重建时，由 2套采集系统获得的数据既可以重建出 2组独立的图像，也可以重建出 1组融合的图像，前者 1个采集周期与单源模式相同，即球管和探测器组至少要旋转 180b，主要用于骨骼及钙化的分离、鉴别组织与胶原成分等；后者 1个采集周期球管和探测器组只需旋转 90b，由 2组数据采集系统获得的 2组数据经相应的数学运算、组合后即可实现单源下旋转 180b的效果，但时间解析度提高了 1倍，主要用于心脏等时间解析度要求极高的检查。套用传统螺旋CT由于仅有一套X射线发生装置和一套探测器系统，所以在扫描高速运动物体时（比如冠状动脉）将会显得力不从心。通常情况下，工程师通过加快CT的旋转速度来提高CT对运动物体的扑捉能力，但是受限于工业水平和CT旋转时产生的巨大离心力，目前最快的CT也只能达到0.27秒旋转一圈。双源CT系统图2双源CT成像图同时使用了2个射线源和2个探测器系统，能够以83ms的时间解析度采集与心电图同步的心脏和冠状动脉图像。该系统能够在不需要控制心率的情况下，对高心率、心率不规则甚至心律不齐患者进行心脏成像。同时，2个射线源能够输出不同能量的X射线。利用双能曝光技术明显改善CT的组织分辨力。 DSCT单从结构上看与普通 CT机差别不大,但从临床套用分析的某些方面却有着普通 CT机不可比拟的优势。心脏成像 DSCT最大的优势在于心脏成像方面。双能量成像即在两种不同的能量下成像。其依据是不同成分的组织在不同的 X射线能量照射下表现出的 CT值不同，再通过图像融合重建技术，可得到能体现组织化学成分的 CT图像,即组织特性图像。普通扫描对于普通检查，DSCT只用数据采集系统 A，数据采集系统B处于关闭状态，此时相当于一台普通的 64层 CT机。辐射剂量 CT的辐射问题早已受到了广泛的关注。尽管现有的CT设备一般都会将辐射剂量控制在安全剂量范围内，但我们仍然希望CT检查时的辐射剂量能够越低越好。尽管双源CT系统使用2套X线球管系统和2套探测器组，但其在心脏扫描中的射线剂量都只有常规CT的50%。由于其具备很高的时间解析度，能够在一次心跳过程中完成采集心脏图像，从而使利用多扇区重建的大剂量扫描方法成为过去。另外，双源CT采用了依据心电图的适应性剂量控制，最大程度地降低了心脏快速运动阶段的放射剂量。这些技术的综合使用使图像的采集速度和效率提高了1倍，即使与能量效应最高的单能扫瞄器相比，双源CT在正常心率条件下的放射剂量将至少降低50%。结语与展望 DSCT是基于西门子成熟的 64层 CT技术之上的崭新设备，在扫描速度、时间解析度和空间解析度上有了更高的突破，其整体优越的性能主要依赖于Straton零兆金属球管、电磁直接驱动技术、静音扫描技术、特殊散射线校正重建技术、特殊的射线剂量调控技术，特别是适应性心电门控剂量调控技术的套用。在冠状动脉成像方面有着普通CT机不可比拟的优势，双能量成像方面也有其独到的优势，但由于诸多亟待解决的问题，其临床实际价值尚需大量的临床验证。但从总体上说，DSCT是CT技术上的一次新革命，其开创了 CT史上的新纪元。

OK，关于CT设备的发展与展望和ct设备的发展经历了哪几个主要阶段的内容到此结束了，希望对大家有所帮助。