CT機(jī)的分代:
1895年,德國(guó)物理學(xué)家倫琴(W.C.Rontgen);發(fā)現(xiàn)X射線,為射線CT奠定了基礎(chǔ)。
1917年,奧地利數(shù)學(xué)家雷登(Radon):從數(shù)學(xué)上證明,利用物體在各個(gè)方面的投影數(shù)據(jù),可以重建出物體的二維斷面或三維圖像。
1945年,計(jì)算機(jī)的發(fā)明:為投影重建理論提供了物質(zhì)基礎(chǔ).
1963年,美國(guó)物理學(xué)家科馬克(Cormack)發(fā)表了一篇研究報(bào)告,詳細(xì)描述了用X射線投影數(shù)據(jù)重建圖像數(shù)學(xué)方法。
1971年,英國(guó)工程師亨斯費(fèi)爾德(Hounsfield):在EMI公司研制成功世界上的第一臺(tái)頭顱CT。
1974年,美國(guó)工程師萊德利(Ledley):研制成功世界上的第一臺(tái)全身CT。
第一代CT機(jī):X線為單束,探測(cè)器數(shù)有單個(gè)或幾個(gè),運(yùn)動(dòng)方式平移加旋轉(zhuǎn),掃描時(shí)間長(zhǎng)數(shù)分鐘,頭部.
第二代CT機(jī):X線為多束,探測(cè)器數(shù)有數(shù)個(gè)或幾十個(gè),運(yùn)動(dòng)方式平移加旋轉(zhuǎn),掃描時(shí)間數(shù)十秒,全身.
第三代CT機(jī):X線為扇形,探測(cè)器數(shù)有幾百個(gè)扇形排列,運(yùn)動(dòng)方式旋轉(zhuǎn)+旋轉(zhuǎn),掃描時(shí)間長(zhǎng)數(shù)秒鐘.
第四代CT機(jī):X線為扇形,探測(cè)器數(shù)有數(shù)百到幾千個(gè)呈圓周狀排列,提高了圖像質(zhì)量.運(yùn)動(dòng)方式為旋轉(zhuǎn).
第五代CT機(jī):電子束CT超高速型CT機(jī)(UFCT).掃描無(wú)機(jī)械旋轉(zhuǎn)維護(hù)費(fèi)用高.
（一）第一代CT（平移+旋轉(zhuǎn)掃描方式）
第一代CT由X線管和1-2個(gè)探測(cè)器（detector）組成。
X線束穿過(guò)和探測(cè)器同步直線平移運(yùn)動(dòng)。
獲得透射數(shù)據(jù)后，X線管和探測(cè)器環(huán)繞中心旋轉(zhuǎn)1°，做上次相反的直線掃描運(yùn)動(dòng)。
獲得數(shù)據(jù)后，再旋轉(zhuǎn)1°，重復(fù)上述過(guò)程直到180°，采集到數(shù)據(jù)組成的平行投影值，即完成了數(shù)據(jù)的采集過(guò)程。
（二）第二代CT（平移+旋轉(zhuǎn)掃描方式）
第二代CT X線束改為扇形線束，由一只X線管和3~30個(gè)晶體探測(cè)器組成。
由呈扇形排列的多個(gè)探測(cè)器，每次平移后的旋轉(zhuǎn)角由1°提高到扇面角度，掃描時(shí)間減至18s。為了提高圖像質(zhì)量采用240°、360°平移加旋轉(zhuǎn)掃描，比第一代CT各項(xiàng)指標(biāo)有提高，已具備了做全身CT檢查的條件。
第二代CT主要缺點(diǎn)是：在掃描過(guò)程時(shí)間長(zhǎng)，由于病人的生理運(yùn)動(dòng)，易產(chǎn)生偽影。
（三）第三代CT（旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)掃描方式）
第三代CT的扇形角較寬（30°~45°），探測(cè)器增加到300~1000個(gè)逐個(gè)依次無(wú)空隙排列。
掃描時(shí)，X線管和探測(cè)器無(wú)直線平移運(yùn)動(dòng)，僅做圍繞病人進(jìn)行連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)即可。掃描時(shí)間可更短。
優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，使用操作方便，可獲得較理想的CT圖像。
缺點(diǎn)：需對(duì)相鄰探測(cè)器的靈敏度差異進(jìn)行校正，相鄰探測(cè)器的性能差異將產(chǎn)生同心環(huán)形偽影
（四）第四代CT（旋轉(zhuǎn)-靜止掃描方式）
第四代CT具有更多（600~4800個(gè)，分布在360°的圓周上）探測(cè)器。掃描時(shí)X線管做圍繞病人一周的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而探測(cè)器則固定不動(dòng)。
扇形線束角度也較大，掃描速度可達(dá)1~5s。
其工作原理和第三代CT沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，僅是第三代CT的一個(gè)變形。
（五）第五代CT（靜止-靜止掃描方式）
第五代CT由一個(gè)電子束X線管、由864個(gè)固體探測(cè)器構(gòu)成216°的陣列固定環(huán)內(nèi)和一個(gè)數(shù)據(jù)采樣、圖像處理、數(shù)據(jù)顯示的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成。
每個(gè)固體探測(cè)器作為一個(gè)數(shù)據(jù)采集單元。它由一個(gè)X線—可見(jiàn)光轉(zhuǎn)換晶體、一個(gè)光—電轉(zhuǎn)換硅二極管和一個(gè)前置放大器構(gòu)成。
第五代CT適用于心臟，查易動(dòng)病人檢查，是一種新型的CT。其缺點(diǎn)是造價(jià)昂貴。
二、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
滑環(huán)技術(shù)（slipring）
螺旋掃描技術(shù)（helical scan）
多層面螺旋掃描技術(shù)：2層CT、4層CT、8層、16層、32層、64層CT……
容積掃描（volume Scan）
平板探測(cè)器CT機(jī)：錐形CT掃描機(jī)（cone beam CT）。
排(層)的發(fā)展:
單排CT →雙排CT→64排CT→平板（錐形）CT
錐形CT機(jī)面臨的難點(diǎn)是：
①克服錐形線束偽影（cone beam artifact）；
②改進(jìn)圖像重建算法；
③提高大量數(shù)據(jù)的處理速度；
④提高平板探測(cè)器的性能；
⑤克服機(jī)械結(jié)構(gòu)限制。
第二節(jié) CT工作原理
X線CT掃描機(jī)能對(duì)人體進(jìn)行橫斷體層成像，將各種組織對(duì)X線的吸收系數(shù)以數(shù)字（CT值）表示出來(lái)。
X線CT掃描機(jī)與常規(guī)X線體層攝影的原理和成像方法也完全不同，它沒(méi)有縱向體層攝影時(shí)上下層模糊影像對(duì)目標(biāo)體層的影響，被檢查層各點(diǎn)CT值經(jīng)數(shù)學(xué)方法重建出來(lái)的圖像。
沿X線束穿過(guò)的人體各組織密度一般是非均一的。認(rèn)為是由大量各不相同的密度單元體所組成。單元體厚度為ΔD，單元體被分割得越細(xì)小，其體內(nèi)密度越接近一致.
沿X線束穿過(guò)的人體各組織密度一般是非均一的。認(rèn)為是由大量各不相同的密度單元體所組成。單元體厚度為ΔD，單元體被分割得越細(xì)小，其體內(nèi)密度越接近一致.
二、工作原理
需要從一個(gè)橫斷面的許多視角射入X線，以便測(cè)得大量“衰減系數(shù)之和”，即所謂數(shù)據(jù)采集過(guò)程，隨后建立n元一次方程組求解，即可得到各單元體的衰減系數(shù)。若一幅圖像有n×m個(gè)像素，則需解n×m個(gè)n元一次方程，方能求出一個(gè)層面各單元體的衰減系數(shù)。
數(shù)據(jù)采集的基本組成部分是X線管、濾過(guò)器、準(zhǔn)直器和探測(cè)器， 將計(jì)算出各單元體衰減系數(shù)的過(guò)程稱為圖像重建。一幅圖像至少由幾十萬(wàn)至上百萬(wàn)個(gè)單元體（像素）組成。
數(shù)據(jù)采集的組成: 是X線管、濾過(guò)器、準(zhǔn)直器和探測(cè)器。 為了從不同視角獲取數(shù)據(jù)，需要一個(gè)掃描機(jī)架。 X線管、探測(cè)器環(huán)繞患者作360°旋轉(zhuǎn)，以獲取大量原始數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集的組成: 是X線管、濾過(guò)器、準(zhǔn)直器和探測(cè)器。 為了從不同視角獲取數(shù)據(jù)，需要一個(gè)掃描機(jī)架。 X線管、探測(cè)器環(huán)繞患者作360°旋轉(zhuǎn)，以獲取大量原始數(shù)據(jù)。
三、基本構(gòu)成
CT由三個(gè)主要部分構(gòu)成：
①數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):包含X線高壓發(fā)生器、X線管、準(zhǔn)直器、濾過(guò)器、探測(cè)器、掃描架、掃描床、前置放大器及接口電路等；
②計(jì)算機(jī)及圖像重建系統(tǒng)；
③圖像顯示、記錄和存儲(chǔ)系統(tǒng):它包含顯示器、光驅(qū)、多幅照相機(jī)、激光照相機(jī)、洗片機(jī)等。
