2024年4月11日发(作者：颜娟娟)
CT设备基本组成认知
目前，螺旋CT已逐步普及到国内各级医院。不管是螺旋CT还是第三代CT，依据图像形
成过程，它们主要由三大系统组成，即：①扫描系统（亦称成像系统）；②计算机及图像重建
系统；③图像显示与存储系统。
一、扫描系统
扫描系统由X线发生装置、准直器（collimator）、滤过器（filter）、探测器
（detector）、数据采集系统（data acquisition system，DAS）、扫描机架和扫描床等组
成。其作用是产生X线和采集重建图像所需的原始数据。
（一）X线发生装置
X线发生装置主要包括X线管装置和高压发生装置。它是扫描系统的重要组成部分，与X
线机的X线发生装置基本相同，但对其结构性能、X线辐射强度及其稳定性要求更高，以减少
数据采集误差。
1．X线管装置
2．高压发生装置
（二）准直器和滤过器
1．准直器 它类同于X线机的遮线器，CT准直器的作用有三点：①降低受检者的辐射
剂量；②减少进入探测器的散射线；③限定成像的空间范围（限定体层层厚）。准直器一般用
铅或含少量锑、铋的铅合金等材料制成。其外观结构看上去比较简单，但一般来讲，X线焦点
越大，它的设计方案和加工工艺越复杂。
2．滤过器 亦称为补偿器（compensator）。在最初设计CT时，研究人员使用的是单
能X线，因单能X线遵循郎伯（Lambert-Beer）指数衰减定律；同时，研究人员所用成像物体
厚度也是均匀的，以利于图像重建。而临床CT实际使用的是“多能”连续X线，有些低能量
的X线对成像没有任何作用，反而会增大受检者的X线受照剂量；并且人体横截面类似于椭圆
形，厚度并不均匀，中心厚度大，边缘厚度小，信号强度反差大，透射X线强度也不均匀。为
此，在X线管和探测器之间，增设了滤过器，形状设计成楔形。CT中扫描野是可以改变的，
此时楔形滤过器的尺寸也需相应改变。如图5-13所示，图左所示的滤过器多用于第一、二代
CT，图右所示的滤过器多用于第三、四代CT。
（三）探测器
1．探测器的特性
（1）检测效率（efficiency）
1）几何效率
2）吸收效率
3）总检测效率
（2）稳定性（stabilization）
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（3）响应时间（response time）
（4）准确性（accurateness）与线性（linearity）
（5）一致性（consistency）
除上述五项特性外，通常还要求探测器具有较大的动态范围。动态范围是指探测器能够测
量到的最大信号与能够识别的最小信号之比，通常可达10
6
∶1。另外还要求探测器对X线硬度
的依赖性要小。
2．探测器的种类 自CT问世以来，所使用的探测器主要有两种大的类型：一种是利用
X线对气体的电离作用制成的气体探测器。因所用气体常为高压氙气，故又称为氙气探测器
（Xe-gas detector）。另一种是利用光电效应制成的固体探测器。
（1）气体探测器
（2）固体探测器
（四）数据采集系统
数据处理装置主要由前置放大器、对数放大器、积分器、多路转换器、A/D转换器、接口
电路等构成。其作用是将探测器输出的微弱电信号经放大后，再经A/D转换器转换为计算机能
够识别的数字信号，并经接口电路将此信号输入计算机。数据处理装置的设计因X线发生装置
的工作方式（连续或脉冲）不同而不同，它与扫描的几何方式相适应。图5-17是数据处理装
置的构成框图。
1．前置放大器
2．对数放大器
3．积分器
4．多路转换器
5．A/D转换器
6．接口电路（interface）
（五）扫描机架
扫描架由两部分组成。一是旋转部分（旋转架），这部分上面安装有X线管及其冷却系
统、准直器及其控制系统、滤过器、探测器、数据处理装置、低压滑环、高频高压发生器、转
动角度标尺或旋转变压器等。二是固定部分，主要由底座、支架、旋转控制电机及其伺服系
统、机架主控电路板等组成。
（六）扫描床
扫描床由床面和底座构成。它的运动一般由两个电机控制：一个是床身升降电机；另一个
是床面水平移动电机。为了保证扫描位置的精确定位，无论是垂直方向床身的升降还是水平方
向床面的移动都应平稳。图5-21是一种扫描床的外形图。
1．扫描床定位
2．床面板
二、计算机及图像重建系统
（一）主要功能
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2024年4月11日发(作者：颜娟娟)
CT设备基本组成认知
目前，螺旋CT已逐步普及到国内各级医院。不管是螺旋CT还是第三代CT，依据图像形
成过程，它们主要由三大系统组成，即：①扫描系统（亦称成像系统）；②计算机及图像重建
系统；③图像显示与存储系统。
一、扫描系统
扫描系统由X线发生装置、准直器（collimator）、滤过器（filter）、探测器
（detector）、数据采集系统（data acquisition system，DAS）、扫描机架和扫描床等组
成。其作用是产生X线和采集重建图像所需的原始数据。
（一）X线发生装置
X线发生装置主要包括X线管装置和高压发生装置。它是扫描系统的重要组成部分，与X
线机的X线发生装置基本相同，但对其结构性能、X线辐射强度及其稳定性要求更高，以减少
数据采集误差。
1．X线管装置
2．高压发生装置
（二）准直器和滤过器
1．准直器 它类同于X线机的遮线器，CT准直器的作用有三点：①降低受检者的辐射
剂量；②减少进入探测器的散射线；③限定成像的空间范围（限定体层层厚）。准直器一般用
铅或含少量锑、铋的铅合金等材料制成。其外观结构看上去比较简单，但一般来讲，X线焦点
越大，它的设计方案和加工工艺越复杂。
2．滤过器 亦称为补偿器（compensator）。在最初设计CT时，研究人员使用的是单
能X线，因单能X线遵循郎伯（Lambert-Beer）指数衰减定律；同时，研究人员所用成像物体
厚度也是均匀的，以利于图像重建。而临床CT实际使用的是“多能”连续X线，有些低能量
的X线对成像没有任何作用，反而会增大受检者的X线受照剂量；并且人体横截面类似于椭圆
形，厚度并不均匀，中心厚度大，边缘厚度小，信号强度反差大，透射X线强度也不均匀。为
此，在X线管和探测器之间，增设了滤过器，形状设计成楔形。CT中扫描野是可以改变的，
此时楔形滤过器的尺寸也需相应改变。如图5-13所示，图左所示的滤过器多用于第一、二代
CT，图右所示的滤过器多用于第三、四代CT。
（三）探测器
1．探测器的特性
（1）检测效率（efficiency）
1）几何效率
2）吸收效率
3）总检测效率
（2）稳定性（stabilization）
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（3）响应时间（response time）
（4）准确性（accurateness）与线性（linearity）
（5）一致性（consistency）
除上述五项特性外，通常还要求探测器具有较大的动态范围。动态范围是指探测器能够测
量到的最大信号与能够识别的最小信号之比，通常可达10
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∶1。另外还要求探测器对X线硬度
的依赖性要小。
2．探测器的种类 自CT问世以来，所使用的探测器主要有两种大的类型：一种是利用
X线对气体的电离作用制成的气体探测器。因所用气体常为高压氙气，故又称为氙气探测器
（Xe-gas detector）。另一种是利用光电效应制成的固体探测器。
（1）气体探测器
（2）固体探测器
（四）数据采集系统
数据处理装置主要由前置放大器、对数放大器、积分器、多路转换器、A/D转换器、接口
电路等构成。其作用是将探测器输出的微弱电信号经放大后，再经A/D转换器转换为计算机能
够识别的数字信号，并经接口电路将此信号输入计算机。数据处理装置的设计因X线发生装置
的工作方式（连续或脉冲）不同而不同，它与扫描的几何方式相适应。图5-17是数据处理装
置的构成框图。
1．前置放大器
2．对数放大器
3．积分器
4．多路转换器
5．A/D转换器
6．接口电路（interface）
（五）扫描机架
扫描架由两部分组成。一是旋转部分（旋转架），这部分上面安装有X线管及其冷却系
统、准直器及其控制系统、滤过器、探测器、数据处理装置、低压滑环、高频高压发生器、转
动角度标尺或旋转变压器等。二是固定部分，主要由底座、支架、旋转控制电机及其伺服系
统、机架主控电路板等组成。
（六）扫描床
扫描床由床面和底座构成。它的运动一般由两个电机控制：一个是床身升降电机；另一个
是床面水平移动电机。为了保证扫描位置的精确定位，无论是垂直方向床身的升降还是水平方
向床面的移动都应平稳。图5-21是一种扫描床的外形图。
1．扫描床定位
2．床面板
二、计算机及图像重建系统
（一）主要功能
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