X射线计算机断层成像（X－ray computed tomography，简称X－CT）从 根本上克服了上述困难，是80多年来X射线 诊断学上的一次重大突破。
▪ 普通X线摄影和CT摄影图示
CT发展简史
▪ 1895年，伦琴发现X射线 （诺贝尔奖） ▪ 1917年，奥地利数学家Radon提出图像重建理论
目前医用商用CT的生产厂家
▪ 国外： GE、TOSHIBA、Siemens 、 PHILIPS 垄断国际85%市场
爱迪生
国内：沈阳东软
Hounsfield and his prototype
需要9天时间才能完成数据采集。
Central Research
Laboratories, EMI (Electric and Early laboratory
showing cyst (confirmed) 囊肿
Hounsfield and EMI CT
4分钟可生成图像。
CT scanner 结构图
4.1 概述
一、CT的用途
医学诊断 辅助治疗 工业CT
二、CT的优点 三、CT的局限
显示真正的断层图像 图像清晰、密度分辨率高 操作简单、安全 有些病变不适宜 成分、生物、化学结构 造价高
计算机断层成像技 术
第四章 计算机断层成像技术
X射线发现后的七八十年中辐射成像技 术有了许多进步，但始终没有解决两个根 本性的问题。
一是常规X射线摄影使人体的三维结构通 过投影后显示在一个二维的平面上，造成 器官重。总的来说，投影X射 线成像系统对软组织的分辨能力是比较差 的。
1 9 9 8 年1 月7 日
由清华同方股份有限公司承担的集装箱检测系统产品化工作通过 了国家组织的专家审定。专家委员会认为，该系统已达到可投产 制造的程度，清华同方具备在海关建造系统工程项目的能力。
工业CT装置和医用CT装置的区别
X射线能量 X射线强度 放射性同位素 高能直线加速器
扫描和结构方式
▪ 2工业CT ▪ 工业CT与X-CT的不同之处主要在于： ▪ （1）吸收剂量限不同 ▪ （2）成像时间要求不同 ▪ （3）谱的硬化和检测标定不同
▪ 用途：缺陷检测、尺寸测量、装配结构分 析、反馈工程
工业CT
工件 旋转
工业CT
420Kev X射线工业CT集成检测系统
2Mev加速器工业CT系统
清华同方威视技术股份有限公司 大型集装箱检查系统
医用CT装置 150KV以下
150mA左右 不采用 不采用 病人静止 X光机和探测器 运动
工业CT装置
常用电压420KV 2mA左右 60Co源 10MeV以上 检测对象运动 X光机和探测器保 持静止
▪ 3核医学发射CT
▪ 原理：将放射性核素注入到人体后，由于 放射性核素参与人体的正常或异常功能和 代谢变化，因而可以通过放射性核素在人 体内分布和代谢反映人体内的病理或生理 变化。
▪
▪ 一次扫描过程结束后，整个X射线源及 检测器系统将沿圆弧旋转一个角度（如每 次旋转1°），然后再重复平移扫描过程， 直至在整个180°圆周上扫描一遍。当把全 部投影数据送入计算机后，就可以通过图 像重建算法来重构关于探测平面的二维图 像，图像的灰度值与组织的衰减系数相对 应。这就是CT的基本工作原理。
威视大型集装箱检查系统发展历程
8 0 年代末：
我国某边境口岸。海关人员正焦急地将货物往花了整整一上午才抽 检完的一只集装箱里塞。身后，数以千计的卡车排开长龙，司机焦 躁地按着喇叭；
1 9 9 1 年，法国戴高乐国际机场
世界上第一台集装箱检测系统投入使用，集装箱内小如香烟盒的物 体在高能X 射线的透视扫描下都清晰可辨。清华大学四位教授致信 校领导，建议注意这一新动向，迅速开展独立研制工作。
4.2几种典型CT
▪ 1 医用X-CT ▪ A、全身型 ▪ 组成：X射线管、固体探测器阵列、转动扫
描机构、可调床位和纵向扫描机构、数据 采集系统，图像处理、存储和输出系统以 及整机电控系统。（为了减少扫描引起的 图像模糊和避免患者吸收不必要的剂量，X 射线管选用脉冲工作方式。）
▪ B、动态X-CT
▪ A、单光子发射CT（SPECT)
▪ SPECT使用的放射性核素通常为鍀-99、 碘-131、碘-123、铊-201等。这些核素发 生β-衰变，每次固定产生一个光子。
▪ B、正电子发射CT(PET) PET使用的核素为短半衰期核素碳-11、
氧-15、氟-18、氮-13.这类核素衰变时发生 β+衰变，释放出一个正电子。 PET的优点： （1）人体累积剂量小； （2）可以显示新陈代谢的情况； （3）图像空间分辨率好，信噪比高。
的数学方法 ▪ 1961年，天文学家Oledendorf做了一个称为“旋
转－平移”的试验，实现了最早的图像重建 ▪ 1963年，美国教授cormark进一步发展了从X线
投影重建图像的准确数学方法（79年诺贝尔奖） ▪ 1967～1970年，hounsfield提出了断层的方法
（79年诺贝尔奖）
▪ 1972年 CT正式应用于临床 ▪ 1974年 全身CT应用于临床 ▪ 1978年 国内开始引进CT ▪ 1983年 电子束CT（EBCT）研制成功 ▪ 1989年 螺旋CT应用于临床 ▪ 1993年 双排CT研制成功 ▪ 1998年 多层螺旋CT应用于临床 ▪ 2000年 采集8层的螺旋CT问世 ▪ 2002年 采集16层的螺旋CT问世 ▪ 2004年 采集64层的螺旋CT问世
Musical Industries )London
prototype of CT scanner
Hounsfield’s Apparatus
改进后需要9个小时才能完成数据采集。 Hounsfield’s Prototype with cow brain slice First CT image (1971)
其它医用CT---PET,发射式
正电子湮灭断层扫描(PET)
注入β+ 核素于人体内目标 发射的正电子和周围的负电子发 生湮没现象 用两个位置相对的探测器符合探 测这一对运动方向相反而能量相 同的γ光子即可对人体的脏器成像
PET装置的剖面图
300万像素彩色LCD
▪ 4.2基本原理
X射线被准直后成为一条很窄的射线束。 当X射线管沿一个方向平移时，与之相对应 的检测器也跟着作平移运动。这样，射线 束就对整个感兴趣的平面进行了一次扫描， 检测器接收到了与脏器衰减系数直接相关 的投影数据。