CT的组成结构与调试

孔维森

摘要：X线计算机横断体层装置（X-CT）简称CT，它是利用X线对人体横断面进行扫描，并通过计算机技术处理，显示被扫描横断面组织结构影像的装置。CT的产生是X线发现以来在应用方面的一次革命性拓展。CT在临床的应用过程中最终的目的是要有清晰的便于医生进行诊断的图像，影响CT图像的参数有很多，这就需要在出厂之前对CT的各参数进行调试，例如质量、剂量、探测器的通道校正等，以使得在装机之后能够达到机器应该有的图像质量。为此，对CT的结构的（以SIEMENS CT Emotion16为例）调试过程进行阐述。

关键词：CT；组成结构；调试

中图分类号：TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2015）18021603

1 CT的构成

CT扫描系统主要由硬件（Hardware）结构和软件（Software）结构两大部分组成，硬件又由采样系统和图像处理系统两大部分构成。

1.1 基本部件组成

（1）扫描机架。

（2）X线发生装置。

（3）扫描检查床。

（4）控制台。

（5）计算机图像处理系统。

1.2 數据采集系统

数据采集系统主要由X线球管、高压发生器、探测器、准直器、扫描机架，扫描床等。

1.3 计算机和图像处理系统

图像处理系统主要由控制计算机（ICS）、图像计算机（IRS）、图像显示器、控制台、键盘等功能部件组成。

1.4 软件

西门子的系统软件一般是包括控制计算机（ICS）、图像计算机（IRS）的安装软件，Emotion-16 ICS的安装软件包括SOM5_ICS_VB41A_V4.0_32.Bit和两张补丁盘，SOM5_ICS_VB41A_FP1_CD和SOM5_ICS_VB41A_SP1_CD。补丁盘是不一定的，随着软件的升级可能会省去。IRS的安装软件SOM5_IRS_VB41A_V1.0_64Bit。

2 CT的调试

2.1 安全测试

2.1.1 接地电阻测试

保护接地电阻测试目的是确保所有的金属部件都接地，以确保人身安全。在生产中接地电阻不能超过R=100mOhm开始测试时需要完成以下连线：完成病床和机架的连线；将电源的输入电缆连到LCB；连接UPS地端到LCB的地端；将ICS，IRS的接地端与UPS接地端相连；打开接地电阻仪，将测量电流调到25A；断开所有除地线，电源线外的ICS，IRS，UPS的接线及之间的连线。测量内容如表1所示。

如果接地电阻仪报错请检查地线的连接并重复保护接地电阻测试。

2.1.2 漏电流测试（以中国机器为例）

（1）跳线。

跳线的目的是为了改变它的输入电压，在电压提高到418V≤U≤426.36 V时，测量它的漏电流，是否在安全范围内。

（2）测试准备。

按下墙上紧急开关切断配电箱电源（为安全起见本步骤特别注意不可遗忘）；并且在做之前再次检查和确认系统是断电的；将漏电流测量仪及辅助调压器串在主电源电缆中断开w10（LCB接地线）；将UPS的电源线断开，从墙上取电。

（3）测试要求。

中国市场机器适用电压频率（418V/50Hz）；辅助调压器电压输出值：418V≤U≤426.36V。漏电流仪如图2所示。

2.1.3 耐压测试（仅适用于中国市场）

（1）准备工作。

开机预热三十分钟，然后关机。

断开IMS和机架的连接线。

断开LCB与MAS和PDS的连接线。

（2）执行。

注意：为了安全起见，本次测试需二人同时在场。测试者需带上绝缘手套。

-在PDS接线排上，用耐压测试工具短接L1，L2，L3。

-在机架电源输入端和机架接地端进行电介质强度测试，测试电压2100VDC：

机架电源输入端接耐压仪高压，机架接地端接耐压仪地端。

-在机架电源输入端和机架绝缘外壳进行电介质强度测试，测试电压4000VAC：

机架电源输入端接耐压仪地端，机架绝缘外壳接耐压仪高端。

注意：次测试需要在机架外壳贴铜箔。

测试的结果要求：不得出现闪络或击穿。

安全测试是测试当中非常重要的一部分，将涉及到患者使用的安全问题，所以要求测试人员必须按照规范操作，保证机器在出厂时没有安全隐患，是对患者的负责，也是职业道德的要求。

2.2 统筹图像

在CT测试过程中图像是非常重要的一部分，清晰的便于临床诊断的图像是调试的最终目的。在出图像之前有先关测试是不可少的，直接影响到图像的质量。

以下将列举一些比较重要的测试来阐述。

2.2.1 Z方向调整（Z-Adjust）

在主机的操作界面选择Local Service→Tune Up→Expert Mode→Z Adjust→Go按曝光按钮Start。如果测试成功，将会显示以下信息：

“Click Go to save results；Clik Cancel to discard”

最终的显示信息为：“Z Adjustment of tube collimator completed”

如果测试没有通过，系统会提示如：“insert two piece plates on the left side”

意味着得在准直器的左边加两张薄片。

Z方向调整如图3所示。

步骤如下：

打开机架后盖，松开光栅的所有四个螺丝，然后将其向前推，将垫片放在需要的一側，然后给螺丝40牛顿的力矩，将其固定好。将后盖闭合，重新做相同测试。直到系统显示：“Click Go to save results；Clik Cancel to discard”

2.2.2 造表

所使用模体如图4所示。

造表的主要内容和目的如表3所示。

对不同的电压，电流，层厚都进行测试，否则直接影响到后面的图像质量，所以对这部分的测试要求很高，尤其是CCR和AIR Calibration，测试通过后，必须观察图像即造表图像，测试过程中也必须注意观察温度，不可以过高，以免影响到造表的质量。

在测试过程中的定位如图4所示的箭头所指部位。

测试过程：选择Local Service→Tune Up→Expert Mode→CCR/ AIR Calibration/ Spacing/ Water scaling→Go→按曝光按钮Start。

造表的时间是比较长的，直到每个参数OK，并且最终显示“Function Completed”。

2.3 图像

2.3.1 环状伪影评估

在出图像之前首先选择Setup→Checkup→Start使图像更加清晰。更具软件将模体定位，系统会自动按照默认的参数进行扫描，测试人员确保图像没有环状伪影，否则必须选择该参数重新扫描。

图5所示为所产生的类似图像。

2.3.2 病人扫描

首先要登记一个病人如图6所示。

（1）头部序列扫。

Patient→Register→Patient modes images→Headseq→ToPo（512mm）→Load→Start button 机架倾斜+20度和-20度。观察图像有无伪影，包括图像的空气部分。

（2）胸部平扫。

Patient→Register→Patient modes images→ThoraxRoutine→病人位置：头先进→仰卧 在定位像卡选扫描 分别选择128mm 256mm 512mm 768mm 1024mm 1500mm进行扫描。扫描结束后调节窗宽窗位，观察床内部结构有无破损。

（3）腹部螺旋扫重建。

Patient→Register→Patient modes images→AbdRoutine→病人位置：头先进→仰卧。

选择AbdRoutine螺旋扫描卡和最长螺旋。

Load→Start button

点击Abdroutine扫描卡，点击重建卡，重建任务2→窗值 Abdomen→卷积核：B31按重建键。

扫描结束后观察图像，尤其是对空气的图像，看是否有锐利的圈或者明显的黑点。

2.4 质量检查

2.4.1 准备

将质量模体正确定位，机架确保在零度位置，模体在扫描中心，激光灯打在体模中心的白色线上（Z方向和高度）。在质量检查过程中大部分的测试均由系统自动地执行。

2.4.2 测试过程

（1）Light Marker Test。

模体定位之后扫描，曝光之后会生成一幅图像。

如图8所示，如果生成的图像是Continue，则表示测试通过。

如果是其它的图像，则需要重新定位模体，继续做测试。

（2）Slice。

（3）Contrust。

（4）MTF （Modulation Transfer Function）。

（5）Low Contrast。

扫描图像结果，要求必须能够看到5mm的圆孔。

如果扫描的结果，图像很模糊看不到5mm孔径，需要重新扫描。

2.4.3 剂量

（1）计量测试里的剂量仪测试，主要包括两部分，头部和体部测试。

正确定位模体，根据软件提示，将每次扫描的剂量都记录下来，直到最后生成如下表格，表示测量通过。

（2）质量测试。

测量80kV，110kV和130kV的射线质量。

先测量扫描范围内的剂量，后用铝片遮挡，直到射线的剂量减半，所得的铝片厚度为射线的剂量。

设置剂量仪参数，打开光标并使光标对准剂量探头中间。选择Option→Local Service→Test Tools→Stat Modes→set corresponding→Go（球管位于九十度）。

按曝光键，测量与不放特制框架时的剂量值相等，调节框架的位置，满足此条件。此后框架的位置不再移动。

3 结论

以上为SIEMENS CT Emotion16进行出厂前所需的调试过程，只有通过一系列严谨的调试过程，才能提供清晰的图像便于医生用于临床诊断，同时能以最低曝光剂量得到最清晰的图像，减少患者辐射剂量。合格的调试不仅提高机器的工作效率还能延长使用寿命，经济上节省大量资产。

如果把医生比作“白衣天使”那么工作在一线医学影像工程师则是“白衣天使的翅膀”，严谨务实是对工作的态度，更是守护好成千上万老百姓身体健康义不容辞的责任。

参考文献

[1]冯开梅.医学影像设备[M].北京：人民卫生出版社，2007.

[2]石世昌.CT原理[M].北京：人民卫生出版社，2004.

[3]崔世民.计算机体层成像[M].北京：人民卫生出版社，2003.