今天給各位分享CT仿真設備的知識，其中也會對雙源CT詳細資料大全進行解釋，如果能碰巧解決你現在面臨的問題，別忘了關注本站，現在開始吧！

本文目錄

1. 雙源CT詳細資料大全
2. MRI虛擬仿真實訓室建設方案
3. PET-CT的原理

一、雙源CT詳細資料大全

英文全稱為Dual Source CT（DSCT），是一種通過兩套X射線球管系統和兩套探測器系統同時采集人體圖像的CT裝置。

基本介紹中文名：雙源CT外文名：dual-source computer tomography專業：醫學成像技術背景,CT技術發展歷史,DSCT開發背景,結構,工作原理,套用,輻射劑量,結語與展望,背景自英國工程師 Hounsfield于 1972年研制成功第一臺 CT機起，醫學影像領域出現了一次又一次的技術革命。 2004年以前，CT技術的發展主要是在球管和探測器運動方式以及射線束覆蓋范圍上的變革，直至 2005年西門子推出全球首臺雙源 CT( dua-l source computer tomography, DSCT)，使得 CT成像技術才有了更進一步的發展，CT心血管成像才能與數字減影血管造影( digital subtraction angiography，DSA)相媲美，并極大地降低了常規 CT心血管成像假陽性的機率。 2006年中國北京協和醫院率先引進了中國第一臺雙源CT。目前除開展一些常規檢查外,主要還用于心血管檢查、肺結節的計算機輔助檢測、胸痛三聯征檢查、體部灌注成像和結腸仿真內鏡等，均取得了良好的效果。開展的研究性工作主要是利用其獨有的雙能量成像技術，包括體內結石成分及性質的鑒別、肌腱與韌帶的 CT重建成像、急性肺栓塞的早期診斷。 CT技術發展歷史 CT技術的發展按 X射線束的形狀及掃描方式不同，被公認為經歷了以下 5次大的技術變革：單束平移-旋轉方式；窄扇形束-平移旋轉方式；寬扇形束旋轉-方式；寬扇形束靜止-旋轉方式；電子束 CT。 20世紀 80年代主要是掃描速度的角逐，在此期間，碳刷和滑環技術的出現促成了螺旋 CT的誕生，并迅速取代了單一的橫斷面 CT。 20世紀 90年代至21世紀初，CT技術的發展又以努力增加縱軸覆蓋范圍為目標，先后出現了 4/16/32/40層 CT機。直到 2004年，西門子推出全球首臺 64層螺旋 CT機( SOMATOM Sensation 64)。此后，鑒于諸多機械制造方面的限制，許多專家認為 CT機已發展到了極點。但次年西門子在北美放射學年會( RSNA)上又推出了全球首臺 DSCT系統( SOMATOM De finition)，徹底打破了傳統的 CT技術理念，引發了 CT史上的一次新革命。 DSCT開發背景 CT自誕生后很快就被套用于臨床檢查，尤其是螺旋 CT出現后被廣泛套用于人體各個部位的檢查和診斷。但對于運動器官如肺、胃腸道、大動脈，尤其是心臟來說，一次檢查必須要求在有限的時間內完成，且要盡可能保證掃描期間患者無呼吸運動。否則，輕者會出現影像模糊、鋸齒狀偽影，重者根本得不到具有診斷意義的圖像，檢查無法完成。另外，空間解析度也是一個重要參數，同樣影響診斷的正確率。鑒于以上技術限制，西門子拋開了傳統的技術理念，在成熟的 SOMATOM Sensation 64技術和 Straton零兆金屬球管的基礎上，在機架內整合了兩套64層圖像數據采集系統，使得整個機架在完成 90b旋轉后即可獲得一幅優質影像。機架旋轉 1周為0. 33 s，但只需完成 90b旋轉后即可完成圖像采集，所以其時間解析度達到了 83 ms，實現了單扇區數據的采集和重建，克服了”多扇區重建技術“帶來的諸多弊端，極大地提升了圖像質量，提高了診斷正確率，這套裝置即為世人注目的 DSCT。圖1德國西門子雙源CT結構結構 DSCT整機基本構成包括 2個主機電氣柜( 1主1輔)、機架、檢查床、水冷系統、成像控制系統( imagecontro l system, ICS)、圖像重建系統( im age reconstructionsystem, IRS)及圖像后處理系統等。核心部分主要是 2套既相互獨立，又相互聯系的數據采集系統。主要有 2個相互獨立的高壓發生器 A和 B，2個 Straton零兆金屬球管 A和 B，2組超高速稀土陶瓷探測器 A和B及 2套相對應的數據采集裝置 A和 B組成。除 2套探測器因受機架內可利用有效空間的限制，橫向上的長度不同，故而導致有效探測野( FOV)不同外，其余同類部件完全相同。高壓發生器 2個，每個最高功率可達 80 kW，當DSCT 2套采集系統同時工作時，最高功率可達 160kW，遠高于普通 64層 CT機。 X線球管 2個，球管 A和球管 B均是西門子擁有專利技術的 Straton零兆金屬球管，最大電壓 140kV，最大功率 80 kW，最大電流 666 mA，包括 X射線管組件、偏轉電子系統和冷卻裝置。轉子部分直接由發動機驅動,并在較大程度上旋轉對稱。陰極帶有可選擇設定的獨立發射系統、偏轉電子系統，實現了 Z軸方向上的飛焦點技術,焦點額定值為 0. 6*0. 6及 0. 8* 0. 9。冷卻系統是單獨的機械組件，不同于 X射線管組件,通過可以彎曲的油管相連。陽極靶面直接與循環油相接觸,因而實現陽極直接冷卻,陽極熱容量高達 6. 5 MHU/min( 4. 8 MJ/min),堪稱“零兆球管”。用戶在使用中完全不必再為球管的熱容量擔心，可以實現高功率、大范圍的連續掃描，甚至可以在保證空間解析度的前提下一次性完成對患者的全身掃描。 2組超高速稀土陶瓷探測器,每組均由 40排探測器組成,中間32排準直寬度為 0. 6 mm，兩邊各有4排準直寬度為 1. 2 mm的探測器。其中一個弧度為約 60b的主探測器組，且與球管 A相對應，另一個弧度為約 32b的輔助探測器組，與球管 B相對應。由于機架內部空間有限，使得 2套探測器橫向長度不同，因此掃描覆蓋野不同。 DSCT具有 78 cm的大機架孔徑及 200 cm的掃描范圍，擴展了臨床的套用范圍。機架運動部分和多螺旋 CT一樣，也是采用了碳刷和低壓滑環技術，但與它們不同的是旋轉部分采用了電磁直接驅動技術。工作原理兩套X射線的發生裝置和兩套探測器系統呈一定角度安裝在同一平面，進行同步掃描。兩套X射線球管既可發射同樣電壓的射線也可以發射不同電壓的射線，從而實現數據的整合或分離。不同的兩組數據對同一器官組織的分辨能力是不一樣的，通過兩組不同能量的數據從而可以分離普通CT所不能分離或顯示的組織結構。即能量成像。如果是兩組數據以同樣的電壓的電流值掃描則可以將兩組數據進行整合，快速獲得同一部位的組織結構形態，突破普通CT的速度極限。 DSCT有兩種工作模式，即單源模式和雙源模式，均可通過控制臺進行相關設定。單源模式時主要數據采集與重建系統 A工作，數據采集與重建系統B處于關閉狀態。此時與一臺普通 64層 CT機無異，即由球管 A發射 X射線，經受檢者衰減后被探測器 A接收，然后再經相應的圖像處理和重建后產生相應部位的 CT圖像。1次掃描(即 1個采集周期)球管和探測器組至少要旋轉 180b才能獲得足夠的數據，重建出圖像，最多可獲得 64層圖像。定位像及頭頸部、胸腹部及四肢等一些常規平掃、增強掃描常采用單源模式。雙源模式時， 2套數據采集與重建系統同時工作，2套球管與探測器組合，各自獨立發射及接收射線，獨立完成圖像處理，但在圖像重建時，由 2套采集系統獲得的數據既可以重建出 2組獨立的圖像，也可以重建出 1組融合的圖像，前者 1個采集周期與單源模式相同，即球管和探測器組至少要旋轉 180b，主要用于骨骼及鈣化的分離、鑒別組織與膠原成分等；后者 1個采集周期球管和探測器組只需旋轉 90b，由 2組數據采集系統獲得的 2組數據經相應的數學運算、組合后即可實現單源下旋轉 180b的效果，但時間解析度提高了 1倍，主要用于心臟等時間解析度要求極高的檢查。套用傳統螺旋CT由于僅有一套X射線發生裝置和一套探測器系統，所以在掃描高速運動物體時（比如冠狀動脈）將會顯得力不從心。通常情況下，工程師通過加快CT的旋轉速度來提高CT對運動物體的撲捉能力，但是受限于工業水平和CT旋轉時產生的巨大離心力，目前最快的CT也只能達到0.27秒旋轉一圈。雙源CT系統圖2雙源CT成像圖同時使用了2個射線源和2個探測器系統，能夠以83ms的時間解析度采集與心電圖同步的心臟和冠狀動脈圖像。該系統能夠在不需要控制心率的情況下，對高心率、心率不規則甚至心律不齊患者進行心臟成像。同時，2個射線源能夠輸出不同能量的X射線。利用雙能曝光技術明顯改善CT的組織分辨力。 DSCT單從結構上看與普通 CT機差別不大,但從臨床套用分析的某些方面卻有著普通 CT機不可比擬的優勢。心臟成像 DSCT最大的優勢在于心臟成像方面。雙能量成像即在兩種不同的能量下成像。其依據是不同成分的組織在不同的 X射線能量照射下表現出的 CT值不同，再通過圖像融合重建技術，可得到能體現組織化學成分的 CT圖像,即組織特性圖像。普通掃描對于普通檢查，DSCT只用數據采集系統 A，數據采集系統B處于關閉狀態，此時相當于一臺普通的 64層 CT機。輻射劑量 CT的輻射問題早已受到了廣泛的關注。盡管現有的CT設備一般都會將輻射劑量控制在安全劑量范圍內，但我們仍然希望CT檢查時的輻射劑量能夠越低越好。盡管雙源CT系統使用2套X線球管系統和2套探測器組，但其在心臟掃描中的射線劑量都只有常規CT的50%。由于其具備很高的時間解析度，能夠在一次心跳過程中完成采集心臟圖像，從而使利用多扇區重建的大劑量掃描方法成為過去。另外，雙源CT采用了依據心電圖的適應性劑量控制，最大程度地降低了心臟快速運動階段的放射劑量。這些技術的綜合使用使圖像的采集速度和效率提高了1倍，即使與能量效應最高的單能掃瞄器相比，雙源CT在正常心率條件下的放射劑量將至少降低50%。結語與展望 DSCT是基于西門子成熟的 64層 CT技術之上的嶄新設備，在掃描速度、時間解析度和空間解析度上有了更高的突破，其整體優越的性能主要依賴于Straton零兆金屬球管、電磁直接驅動技術、靜音掃描技術、特殊散射線校正重建技術、特殊的射線劑量調控技術，特別是適應性心電門控劑量調控技術的套用。在冠狀動脈成像方面有著普通CT機不可比擬的優勢，雙能量成像方面也有其獨到的優勢，但由于諸多亟待解決的問題，其臨床實際價值尚需大量的臨床驗證。但從總體上說，DSCT是CT技術上的一次新革命，其開創了 CT史上的新紀元。

二、MRI虛擬仿真實訓室建設方案

隨著成像技術的發展，醫學影像診斷設備迅猛發展，MRI大型醫學影像設備也在各大型醫院普遍使用，由于MRI影像設備價格昂貴、運行成本高，相關實驗課往往安排在醫院進行，但醫院的醫療任務繁重、設備昂貴且結構復雜，學生的實際動手實踐機會較少，學生的專業技能訓練培養難以保障。

MRI實訓室的建設解決MRI設備實驗教學和技能操作不易開展的難題，使學生得到標準、規范的實踐技能訓練，提升醫學影像人才培養質量。

MRI虛擬仿真實訓室建設政策導向

國家虛擬仿真實驗教學項目是示范性虛擬仿真實驗教學項目建設工作的深化和拓展，堅持立德樹人，強化以能力為先的人才培養理念，堅持“學生中心、產出導向、持續改進”的原則，突出應用驅動、資源共享，將實驗教學信息化作為高等教育系統性變革的內生變量，以高質量實驗教學助推高等教育教學質量變軌超車，助力高等教育強國建設。

MRI虛擬仿真實訓室的建設，貫徹落實國家在虛擬仿真技術在信息技術與教育教學領域的深度融合，學生通過實訓技能在醫院真正頂崗，為工作打下良好基礎。

醫影智能虛擬仿真實訓室整體建設以產學研結合理念為核心，融合開放式管理平臺、軟硬件環境，打造教學體驗、實訓為一體的現代化、信息化的體驗場所。

MRI實訓室建設意義

教學方面：傳統醫學影像技術講授枯燥，學生理解難度大，原理晦澀難懂，MRI影像設備受資金場地等限制大，難以隨時隨地學習實訓。實訓室建設使學生“身臨其境”，符合職業教育的“現場感強”的要求。滿足學生日常學習過程中對于反復實訓的需要，增加學習興趣。

技術層面：影像技術是一門交叉學科,是電子、機械、數字技術、光學工程等專業綜合發展的結果,各專業技術的飛速發展使從業人員跟不上發展的步伐。虛擬仿真系統緊跟發展趨勢，技術融合軟件更新，拆分設備結構，呈現設備原理，真正理解基礎上操作，同時適應職業教學改革。

人才建設：我國影像技術專業人才緊缺，院校在培養中教學方式單一，儀器老化，學生建設中能力參差不齊，畢業使學生很難在醫院真正頂崗，實訓室的建設使學生接觸設備與醫院新型醫學設備近乎一致,能有效培養學生實踐操作能力、自主學習能力、臨床思維能力真正做到信息技術與教育教學深度融合，助力人才培養。

MRI實訓室建設配置及功能

實訓教學中心有MRI影像設備實訓室、醫影智能影像教學中心，開放創新平臺等。實驗室設備布局須按照醫院標準布局建設，全真模擬醫學影像設備MRI的工作流程和操作過程，保證MRI設備真實有效的操作效果，能夠滿足醫學影像技術專業的實驗、實訓需要。

MRI教學仿真機：1:1三甲醫院設備結構仿真，設計與臨床影像檢查、圖像采集、圖像處理功能相似的MRI模擬機系統。模擬機主要由機架、自動檢查床、掃描控制臺、主控計算機系統、圖像處理系統及相關輔助設備組成。可以用來提供對于MRI檢查技術內容的臨床技能操作教學和臨床思維訓練，滿足臨床檢查技術實訓要求。

真實操作系統：應用和醫院相同的操作系統，突出醫學影像課程教學與實驗的需求，把教學、實驗、科研聯系起來，豐富、優化了教學資源。

MRI設備結構虛擬仿真實驗：MRI設備結構虛擬仿真系統提供MRI的設備結構9個實驗，可實現對設備布局、結構、細節和參數的深度認知和學習，有引導式學習MRI設備主磁體、梯度系統、射頻系統、主控計算機和配套保障系統結構與功能，能夠實現對MRI設備主要元件的細節認知和模擬拆裝。

MRI性能檢測虛擬仿真實驗：性能檢測虛擬仿真系統提供11個實驗，實驗包含磁共振性能指標、參數、檢驗磁共振性能的標準、正確掌握磁共振操作方法以及隨堂測評功能等，且能生成實驗報告，為學生提供個性化學習。采用虛擬和多媒體交互技術實現理論知識與實驗內容要求。將教學大綱要求掌握的知識要點精心設計融入其中，沉浸感強，激發學習興趣。

影像云系統：影像云平臺可訓練和提高學生、實習醫師、全科醫師的影像診斷思維能力并可進行考核。系統有較大的存儲功能，備有較為豐富的圖像資源和試題庫，可以提供10萬+不同部位的DICOM圖像案例，并不斷維護更新，方便學生影像診斷與成績測試。影像云平臺可兼容當前主流Linux，Windows等多種操作系統；可快速適配手機、Pad、Pc等多種終端類型，滿足不同用戶群體的使用需求。

定制化開發：在MRI設備室的基礎上，根據實際需求還可選擇CT室、DR室、超聲等儀器設備配置，滿足日常教學和實訓建設需求。

國家虛擬仿真實驗教學項目是推進現代信息技術融入實驗教學項目、拓展實驗教學內容廣度和深度、延伸實驗教學時間和空間、提升實驗教學質量和水平的重要舉措。為新時代教育改革發展營造良好環境和氛圍。醫學影像技術人才的培養發展提供了更為廣闊的空間。

虛擬仿真實訓室將被動接受知識轉變為主動式體驗學習，通過場景化體驗，多維的情境教學，打造一款全方位的現代化教學實驗室，開啟一個嶄新的教育時代。

三、PET-CT的原理

一、PET顯像的基本原理

PET是英文 Positron Emission Tomography的縮寫。其臨床顯像過程為：將發射正電子的放射性核素（如F－18等）標記到能夠參與人體組織血流或代謝過程的化合物上，將標有帶正電子化合物的放射性核素注射到受檢者體內。讓受檢者在PET的有效視野范圍內進行 PET顯像。放射核素發射出的正電子在體內移動大約1mm后與組織中的負電子結合發生湮滅輻射。產生兩個能量相等（511 KeV）、

方向相反的γ光子。由于兩個光子在體內的路徑不同，到達兩個探測器的時間也有一定差別，如果在規定的時間窗內（一般為 0－15 us），探頭系統探測到兩個互成180度（士0．25度）的光子時。即為一個符合事件，探測器便分別送出一個時間脈沖，脈沖處理器將脈沖變為方波，符合電路對其進行數據分類后，送人工作站進行圖像重建。便得到人體各部位橫斷面、冠狀斷面和矢狀斷面的影像。

PET系統的主要部件包括機架、環形探測器、符合電路、檢查床及工作站等。探測系統是整個正電子發射顯像系統中的主要部分，它采用的塊狀探測結構有利于消除散射、提高計數率。許多塊結構組成一個環，再由數十個環構成整個探測器。每個塊結構由大約36個鍺酸鉍（BGO）小晶體組成，晶體之后又帶有2對（4個）光電倍增管（PMT）（請看圖1）。BGO晶體將高能光子轉換為可見光．PMT將光信號轉換成電信號，電信號再被轉換成時間脈沖信號，探頭層間符合線路對每個探頭信號的時間耦合性進行檢驗判定，排除其它來源射線的干擾，經運算給出正電子的位置，計算機采用散射、偶然符合信號校正及光子飛行時間計算等技術，完成圖像重建。重建后的圖像將PET的整體分辨率提高到2 mm左右。

PET采用符合探測技術進行電子準直校正，大大減少了隨機符合事件和本底，電子準直器具有非常高的靈敏度（沒有鉛屏蔽的影響）和分辨率。另外．BGO晶體的大小與靈敏度成正相關性。塊狀結構的PET探頭。能進行2D或3D采集。2D采集是在環與環之間隔置鉛板或鎢板，以減少散射對圖像質量的影響 2D圖像重建時只對臨近幾個環（一般2－3個環）內的計數進行符合計算，其分辨率高，計數率低；3D數據采集則不同。取消了環與環之間的間隔，在所有環內進行符合計算，明顯地提高了計數率，但散射嚴重，圖像分辨率也較低，且數據重組時要進行大量的數據運算。兩種采集方法的另一個重要區別是靈敏度不同，3D采集的靈敏度在視野中心為最高。

二、多層螺旋CT的工作原理

CT的基本原理是圖像重建，根據人體各種組織（包括正常和異常組織）對X射線吸收不等這一特性，將人體某一選定層面分成許多立方體小塊（也稱體素）X射線穿過體素后，測得的密度或灰度值稱為象素。X射線束穿過選定層面，探測器接收到沿X射線束方向排列的各體素吸收X射線后衰減值的總和，為已知值，形成該總量的各體素X射線衰減值為未知值，當X射線發生源和探測器圍繞人體做圓弧或圓周相對運動時。用迭代方法

求出每一體素的X射線衰減值并進行圖像重建，得到該層面不同密度組織的黑白圖像。

螺旋CT突破了傳統CT的設計，采用滑環技術，將電源電纜和一些信號線與固定機架內不同金屬環相連運動的X射線管和探測器滑動電刷與金屬環導聯。球管和探測器不受電纜長度限制，沿人體長軸連續勻速旋轉，掃描床同步勻速遞進（傳統 CT掃描床在掃描時靜止不動），掃描軌跡呈螺旋狀前進，可快速、不間斷地完成容積掃描。

多層螺旋CT的特點是探測器多層排列。是高速度、高空間分辨率的最佳結合。多層螺旋CT的寬探測器采用高效固體稀土陶瓷材料制成。每個單元只有 0．5、1或 1.25 mm厚，最多也只有5 mm厚薄層掃描探測器的光電轉換效率高達99%能連續接收X射線信號。余輝極短，且穩定性好。多層螺旋CT能高速完成較大范圍的容積掃描，圖像質量好，成像速度快，具有很高的縱向分辨率和很好的時間分辨率。大大拓寬了CT的應

用范圍，與單層螺旋CT相比。采集同樣體積的數據，掃描時間大為縮短，在不增加X射線劑量的情況下，每15 S左右就能掃描一個部位；5S內可完成層厚為3 mm的整個胸部掃描；采用較大的螺距 P值，一次屏氣20 S，可以完成體部掃描；同樣層厚，同樣時間內，掃描范圍增大4倍。掃描的單位時間覆蓋率明顯提高，病人接受的射線劑量明顯減少，x線球管的使用壽命明顯延長，同時，節省了對比劑用量，提高了低對比分辨率和空間分辨率，明顯減少了噪聲、偽影及硬化效應。另外，還可根據不同層厚需要自動調節X射線錐形線束的寬度，經過準直的X射線束聚焦在相應數目的探測器上探測器通過電子開關與四個數據采集系統（DAS）相連。每個DAS能獨立采集完成一套圖像，按照DAS與探測器匹配方式不同。通過電子切換可以選擇性地獲得1層、2層或4層圖像，每層厚度可自由選擇（0.5、1.0、1.25 mm或 5、10 mm。采集的數據既可做常規圖像顯示，也可在工作站進行后處理，完成三維立體重建、多層面重建、器官表面重建等，并能實時或近于實時顯示。另外．不同角度的旋轉、不同顏色的標記，使圖像更具立體感更直觀、逼真。仿真內窺鏡、三維CT血管造影技術也更加成熟和快捷。

三、 PET－CT的圖像融合

PET與CT兩種不同成像原理的設備同機組合，不是其功能的簡單相加。而是在此基礎上進行圖像融合，融合后的圖像既有精細的解剖結構又有豐富的生理．生化功能信息能為確定和查找腫瘤及其它病灶的精確位置定量、定性診斷提供依據。并可用X線對核醫學圖像進行衰減校正。

PET－CT的核心是融合，圖像融合是指將相同或不同成像方式的圖像經過一定的變換處理使它們的空間位置和空間坐標達到匹配，圖像融臺處理系統利用各自成像方式的特點對兩種圖像進行空間配準與結合，將影像數據注冊后合成為一個單一的影像。 PET－CT同機融合（又叫硬件融合、非影像對位）具有相同的定位坐標系統，病人掃描時不必改變位置，即可進行 PET－CT同機采集，避免了由于病人移位所造成的誤差。采集后兩種圖像不必進行對位、轉換及配準，計算機圖像融合軟件便可方便地進行

2D、3D的精確融合，融合后的圖像同時顯示出人體解剖結構和器官的代謝活動，大大簡化了整個圖像融合過程中的技術難度、避免了復雜的標記方法和采集后的大量運算，并在一定程度上解決了時間、空間的配準問題，圖像可靠性大大提高。

PET在成像過程中由于受康普頓效應、散射、偶然符合事件、死時間等衰減因素的影響，采集的數據與實際情況并不一致，圖像質量失真，必須采用有效措施進行校正，才能得到更真實的醫學影像。同位素校正得到的穿透圖像系統分辨率一般為12 mm、而 X線方法的穿透圖像系統分辨率為1mm左右圖像信息量遠大于同位素方法。用 CT圖像對 PET進行衰減校正使 PET圖像的清晰度大為提高，圖像質量明顯優于同位素穿透源校正的效果（請看圖2），分辨率提高了 25%以上，校正效率提高了 30%，且易于操作。校正后的 PET圖像與 CT圖像進行融合，經信息互補后得到更多的解剖結構和生理功能關系的信息對于腫瘤病人手術和放射治療定位具有極其重要的臨床意義。

關于CT仿真設備的內容到此結束，希望對大家有所幫助。