醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告

醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)報(bào)告——CT的原理、應(yīng)用與維護(hù)丁玲生物醫(yī)學(xué)工程10013100505018【摘要】計(jì)算機(jī)體層成像（computedtomography）簡稱CT，是斷層掃描，橫斷層成像儀器。CT和CR、DR、DSA、X線一樣都事醫(yī)學(xué)影像疾病診斷的一種，而且他們都是利用X射線對人體的穿透能力來進(jìn)行人體內(nèi)部的檢測，達(dá)到醫(yī)師肉眼所觀察不到的效果，是臨床診斷的上的必備器械。本實(shí)驗(yàn)報(bào)告參考《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備》第二版以及部分網(wǎng)上資料針對CT機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)、維護(hù)以及發(fā)展歷史和方向做了簡要粗淺的說明。另外本實(shí)驗(yàn)報(bào)告就常規(guī)CT、螺旋CT和超高速CT的比較做簡要的敘述，以此簡要地說明CT機(jī)發(fā)展空間和未來?！菊摹筷P(guān)于本次在甘泉老師、巫麗萍主任等人的帶領(lǐng)參觀下，我們有幸見識到了江濱醫(yī)院和新豐醫(yī)院所配備的高尖端的醫(yī)學(xué)影像設(shè)備，首先不談這些設(shè)備價(jià)值可高達(dá)幾千萬，診斷準(zhǔn)確，單單是他們的原理以及操作和維修就令我們同學(xué)驚嘆。當(dāng)然在我印象中最深的還是CT機(jī)，所以在參觀實(shí)習(xí)課后又進(jìn)一步在網(wǎng)上和圖書館搜集了一些關(guān)于CT機(jī)的資料，進(jìn)行了更深一步的了解。eq\o\ac(○,1)關(guān)于CT機(jī)的原理：CT是用X射線束對人體某部一定厚度的層面進(jìn)行掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉(zhuǎn)換變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器（analog/digitalconverter）轉(zhuǎn)為數(shù)字，輸入計(jì)算機(jī)處理。圖像形成的處理有如對選定層面分成若干個(gè)體積相同的長方體，稱之為體素（voxel）。掃描所得信息經(jīng)計(jì)算而獲得每個(gè)體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，即數(shù)字矩陣（digitalmatrix），數(shù)字矩陣可存貯于磁盤或光盤中。經(jīng)數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器（digital/analogconverter）把數(shù)字矩陣中的每個(gè)數(shù)字轉(zhuǎn)為由黑到白不等灰度的小方塊，即象素（pixel），并按矩陣排列，即構(gòu)成CT圖像。所以，CT圖像是重建圖像。每個(gè)體素的X線吸收系數(shù)可以通過不同的數(shù)學(xué)方法算出。（摘自《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備》第四章計(jì)算機(jī)體層成像設(shè)備）eq\o\ac(○,2)CT的結(jié)構(gòu)：CT在我國臨床應(yīng)用已有二十年歷史，其結(jié)構(gòu)有了很大改進(jìn)，探測器層數(shù)增加，掃描速度不斷加快。雖然ＣＴ種類繁多。但其硬件基本是相同的，主要有三大部分：一是帶計(jì)算機(jī)的控制臺。二是帶ｘ射線發(fā)生部分及探測器的掃描架。三是可升降的病人床。eq\o\ac(○,3)關(guān)于CT機(jī)的有缺點(diǎn)和其他醫(yī)學(xué)影像設(shè)備的比較CT優(yōu)點(diǎn)：CT成像密度分辨率高CT檢查的優(yōu)點(diǎn)：1、密度分辨率高，能更好地顯示由軟組織構(gòu)成的器官。2、是橫斷面圖，可連續(xù)掃描若干層，可作冠狀、矢狀重建。3、由電子計(jì)算機(jī)重建的圖像，不與鄰近體層的影像重疊。4、CT值可提供診斷參考價(jià)值。CT檢查的缺點(diǎn)：1、圖像空間分辨力不如X線圖像高。2、觀看橫斷面圖要有豐富的斷面解剖知識。3、有一定的局限性，如累及粘膜層及肌層的胃腸道疾病等CT檢查容易漏診。4、病變的密度與正常組織密度相近的病變，平掃易漏診，須增強(qiáng)掃描。5、有X線輻射影響。另外，CT設(shè)備比較昂貴，檢查費(fèi)用偏高，某些部位的檢查，診斷價(jià)值，尤其是定性診斷，還有一定限度，所以不宜將CT檢查視為常規(guī)診斷手段，應(yīng)在了解其優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，合理的選擇應(yīng)用。另外，CT和CT、CR、DR、DSA、X線都事醫(yī)學(xué)影像疾病診斷中利用X射線的設(shè)備MRI是磁共振影像檢查，可以獲得橫斷面，矢狀面和冠狀面的影像?？臻g分辯率好。CT是一種X線診斷設(shè)備，是一種復(fù)雜的X線設(shè)備，可以獲得橫斷面圖像。和MRI比較密度分辨率高是其特點(diǎn)。eq\o\ac(○,4)發(fā)展歷史及方向：發(fā)展階段1972年第一臺CT誕生，僅用于顱腦檢查；1974年制成全身CT，檢查范圍擴(kuò)大到胸、腹、脊柱及四肢。第一代CT機(jī)采取旋轉(zhuǎn)/平移方式（rotate/translatemode)進(jìn)行掃描和收集信息。由于采用筆形X線束和只有1~2個(gè)探測器，所采數(shù)據(jù)少，所需時(shí)間長，圖像質(zhì)量差。第二代CT機(jī)將X線束改為扇形，探測器增至30個(gè)，擴(kuò)大了掃描范圍，增加了采集數(shù)據(jù)，圖像質(zhì)量有所提高，但仍不能避免因患者生理運(yùn)動(dòng)所引起的偽影(Artifact)。第三代CT機(jī)的控測器激增至300~800個(gè)，并與相對的X線管只作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（rotate/rotatemode），收集更多的數(shù)據(jù)，掃描時(shí)間在5s以內(nèi)，偽影大為減少，圖像質(zhì)量明顯提高。第四代CT機(jī)控測器增加到1000~2400個(gè)，并環(huán)狀排列而固定不動(dòng)，只有X線管圍繞患者旋轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)/固定式(rotate/stationarymode)，掃描速度快，圖像質(zhì)量高。第五代CT機(jī)將掃描時(shí)間縮短到50ms，解決了心臟掃描，是一個(gè)電子槍產(chǎn)生的電子束（electronbeam）射向一個(gè)環(huán)形鎢靶，環(huán)形排列的探測器收集信息。推出的64層CT，僅用0.33s即可獲得病人的身體64層的圖像，空間分辨率小于0.4mm，提高了圖像質(zhì)量，尤其是對搏動(dòng)的心臟進(jìn)行的成像。CT發(fā)展歷史對比表第一代第二代第三代第四代第五代掃描方式平移-旋轉(zhuǎn)平移-旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)-靜止靜止-靜止探測器13-52128-511241-72000864（分兩組X線束單筆多筆或窄束扇束廣角扇束倒置錐形扇角——3-2621-4548-120——掃描時(shí)間240-30020-2103-51-50.03-0.1eq\o\ac(○,5)CT機(jī)的維護(hù)：CT機(jī)維護(hù)主要分為機(jī)械部分、X射線部分和計(jì)算機(jī)部分，猶豫計(jì)算機(jī)部分的維護(hù)設(shè)計(jì)程序的編寫和維護(hù)等等，所以本報(bào)告不做過多的贅敘。ａ．機(jī)械部分的故障下面主要從三大件或三大部分對故障分別介紹；機(jī)械故障主要隨使用年限逐年增加。早期ＣＴ由于采用正轉(zhuǎn)一反轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)方式在一個(gè)掃描周期內(nèi)用很短的時(shí)間完成旋轉(zhuǎn)加速-勻速-減速停止，且不斷反復(fù)，其機(jī)械故障率較高。常表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，易失控產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)過頭、剎不住、撞擊、皮帶過緊過松。以及電纜磨損、斷裂等多種故障。而今天絕大多數(shù)CT都采用滑環(huán)技術(shù)，單向勻速旋轉(zhuǎn)，有些高檔機(jī)還采用磁懸浮驅(qū)動(dòng)技術(shù)從而使旋轉(zhuǎn)機(jī)械故障人為減少。但另一方面滑環(huán)的采用，也帶來另外一些故障由于滑環(huán)長期旋轉(zhuǎn)磨擦?xí)?dǎo)致接觸不良，由此產(chǎn)生一系列的機(jī)械和電氣故障，例如旋轉(zhuǎn)失控，高壓失控，打火（高壓滑環(huán)），某些（滑環(huán)傳遞）控制信號丟失等。所以滑環(huán)要定期保養(yǎng)和更換。此外還有一些機(jī)械部件也容易發(fā)生故障Ｘ射線準(zhǔn)直器機(jī)械部分容易出現(xiàn)失控、卡死；風(fēng)扇長期工作后失效；馬達(dá)旋轉(zhuǎn)控制信號的脈沖發(fā)生器，容易由于磨損產(chǎn)生丟失脈沖現(xiàn)象或損壞等。病人升降床的機(jī)械故障較少，個(gè)別床下承重滾輪軸承會出現(xiàn)卡死、失靈現(xiàn)象還有個(gè)別按鍵失靈，限位開關(guān)失靈等。ｂ．Ｘ射線產(chǎn)生部分故障所有ＣＴ機(jī)的Ｘ射線產(chǎn)生自部分由以下幾部分組成：二射線管、高壓變壓器、高頻逆變器及其控制電路、高壓電纜。其中逆變部分主要用來將低頻變換成高頻加到高壓變壓器初級。常見故障有：（１）以射線管本身故障：如旋轉(zhuǎn)陽極故障，表現(xiàn)為旋轉(zhuǎn)噪聲大。嚴(yán)重時(shí)不轉(zhuǎn)．卡死，曝光時(shí)產(chǎn)生陽極過流現(xiàn)象等；燈絲部分故障，燈絲斷。導(dǎo)致不出射線；Ｘ射線管芯玻殼破裂或漏氣故障導(dǎo)致漏油、不能曝光、真空度下降、高壓打火等。（２）高壓產(chǎn)生部分故障：逆變電路故障、擊穿等，高壓變壓器短路，高壓電容打火、擊穿。這些故障通常導(dǎo)致對應(yīng)的保險(xiǎn)絲燒斷。同時(shí)不能曝光，或一曝光就自動(dòng)保護(hù)性中斷等。（３）高壓電纜故障：常見的是接頭松動(dòng)，導(dǎo)致打火、高壓過壓或欠壓，早期ＣＴ高壓電纜跟隨Ｘ射線球管轉(zhuǎn)動(dòng)使用日久，由于磨損導(dǎo)致高壓電纜內(nèi)部短路打火，這些故障一般也會燒斷對應(yīng)保險(xiǎn)絲。ｃ．計(jì)算機(jī)部分的故障由于電子元器件和集成電路已十分成熟．只要環(huán)境適當(dāng)，且不考慮人為等因素，計(jì)算機(jī)部分故障是最低的。常見的鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球有些小問題外。最多的就是硬盤、磁帶機(jī)、磁光盤的故障，其中硬盤多是由于使用日久，壞區(qū)逐漸增加，最終導(dǎo)致徹底損壞，磁帶機(jī)和磁光盤也有一個(gè)類似的消耗時(shí)期。視使用頻率和保養(yǎng)狀況不同而不同。除上述三大部分外，CT還有一些計(jì)算機(jī)與各硬件之間的接口電路和電纜部分，也會產(chǎn)生一些故障，接口電路在一些驅(qū)動(dòng)電流較大的部分容易損壞，電纜接頭部分有時(shí)會出現(xiàn)接觸不好（特別是舊機(jī)）。導(dǎo)致一些不穩(wěn)定的故障出現(xiàn)?！境咚貱T、螺旋CT和常規(guī)CT的比較】(摘自《醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)》——張里仁)超高速CT、螺旋CT和常規(guī)CT比較表功能對比超高速CT常規(guī)CT螺旋CT掃描時(shí)間1/20s2s1s床面運(yùn)動(dòng)17cm/s0.5cm/s1cm/s運(yùn)動(dòng)偽影最少較多少螺旋掃描有無有單層掃描有有有電影成像有無無流動(dòng)成像有無無連續(xù)體積掃描40cm/18s無30cm/30s冠狀動(dòng)脈造影較好無一般機(jī)械運(yùn)動(dòng)無有有【實(shí)習(xí)體會】通過本次實(shí)習(xí)，我們同學(xué)都更深刻更加全面的認(rèn)識到本專業(yè)的發(fā)展趨勢和前景，至少減少了思想上的迷茫，使我們今后的學(xué)習(xí)生活更加有了目標(biāo)感和方向感。我們意識到了一項(xiàng)醫(yī)療器械如果沒有掌握他的最核心的技術(shù)是一件多么可怕的事情，我們國內(nèi)現(xiàn)在做的僅僅是單純的模仿和再創(chuàng)造，當(dāng)然這根醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)在國內(nèi)剛剛起步也有很大關(guān)系，我們有理由相信，發(fā)展中的中國醫(yī)療影像設(shè)備學(xué)是具有無窮的潛力的，而我們努力的方向就是縮短與國外先進(jìn)技術(shù)的距離。目前在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備這一領(lǐng)域國內(nèi)的技術(shù)和國外先進(jìn)技術(shù)還是有一定差距的，這種差距主要體現(xiàn)在成像清晰度和準(zhǔn)確性上，還有操作系統(tǒng)、人際對話接口等等，這些也許都是我們將來努力的方向，我們現(xiàn)在要做的不僅是學(xué)好自己的專業(yè)課程，打好基礎(chǔ)，而且還要注意關(guān)注國際電子影像設(shè)備的發(fā)展趨勢，這也是必不可少的，我們的路還有很長，前途是光明的道路是曲折的。另外，在甘泉等老師的講解下，我們也明白了在醫(yī)學(xué)影像設(shè)備這方面的市場需求是多么大，在剛剛起步的中國醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)我們的發(fā)展空間是多么大，當(dāng)然，除了CT還有各種先進(jìn)的儀器等著我們?nèi)W(xué)習(xí)，去研究，比如DRCRMRIDSA、X線,盡管他們都是利用X線對人體的穿透能力來進(jìn)行檢測的，但是他們原理不盡相同，并且他們還包括了計(jì)算機(jī)軟件