發(fā)布日期：2019-01-24
自1972年第一臺EMI型頭顱CT問世后，CT先后經(jīng)歷了五代結(jié)構(gòu)性能的發(fā)展和改變。
第一代（平移+旋轉(zhuǎn)掃描方式）
最早的第一代CT掃描機(jī)于1971年安裝在winbledon醫(yī)院。以后生產(chǎn)的一般都用Mark I 來表示。
(EMI Mark I Head CT Scanner)
這類掃描機(jī)多屬于頭部專用機(jī)。由一個(gè)X射線管和兩個(gè)或三個(gè)晶體探測器組成。由于X射線束被準(zhǔn)直成像鉛筆芯粗細(xì)的線束，故又稱為筆形掃描束裝置。X射線管與探測器連成一體，X射線管產(chǎn)生的射線束和相對靜止的探測器環(huán)繞人體的中心做同步直線平移掃描運(yùn)動(dòng)。穿過人體頭部的線束被另一段的NaI晶體探測器接收。第一代CT，矩陣為80*80，共產(chǎn)生6400個(gè)顯示單元（像素值）。
在EMI型CT掃描機(jī)中，病人的頭部被放置在一個(gè)圓形橡膠帽中。這樣是為了確保X射線的路徑穿病人的頭部。
第一代EMI型CT掃描機(jī)X射線利用率很低，掃描時(shí)間長，通常需要3～5分鐘的時(shí)間，重建一幅圖像的時(shí)間為5分鐘。所以在做CT檢查時(shí)，計(jì)算機(jī)上重建一幅圖像的同時(shí)收集下一幅圖像的數(shù)據(jù)。如果病人需要掃描6個(gè)層面，則需要35分鐘的時(shí)間。第一代掃描機(jī)基本能夠滿足人體頭部的掃描圖像。然而，由于掃描時(shí)間比較長，很難抑制圖像的運(yùn)動(dòng)偽影，尤其是在掃描腹部時(shí)，運(yùn)動(dòng)偽影極其嚴(yán)重。因此第一代掃描機(jī)首先需要改進(jìn)的是掃描時(shí)間長的問題，于是產(chǎn)生了第二代CT掃描機(jī)。
第二代（平移+旋轉(zhuǎn)掃描方式）
第二代CT機(jī)與第一代CT機(jī)的明顯區(qū)別在于把第一代單一筆形X射線束改為扇形線束，探測器數(shù)目也增加到3～30個(gè)。每次掃描后的旋轉(zhuǎn)角由1度提高到3度～30度。這樣旋轉(zhuǎn)180度時(shí)，掃描時(shí)間就縮短到20～90秒。但這個(gè)時(shí)間對于掃描腹部器官來說仍然不能避免運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生。由于探測器數(shù)目增加，就用連續(xù)扇形X線束替代了每個(gè)筆形X射線束。扇形線束可以照射到更大的提及范圍，但同時(shí)也產(chǎn)生了更多的散射線。此外，每個(gè)探測器的性能和靈敏度必須一致。由于第二代CT機(jī)的X射線源和探測器之間的每束X射線沒有分別被準(zhǔn)直，結(jié)果使投向病人的部分射線中照射在探測器的間隔中而沒有得到有效地利用
第三代（旋轉(zhuǎn)-旋轉(zhuǎn)掃描方式）
第一代和第二代都是采用平移+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)方式限制了掃描速度的進(jìn)一步提高。為了減少運(yùn)動(dòng)時(shí)間而取消平移運(yùn)動(dòng)，使得X射線管和探測器作為整體之圍繞病人做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而進(jìn)一步縮短了掃描時(shí)間。1975年，美國GE公司首先推出了這種方式的CT機(jī)。稱為第三代CT掃描機(jī)。
第三代CT機(jī)有較寬的扇形角（30度～45度），可以包括整個(gè)被掃描體的截面，探測器的數(shù)目也極大地增加了。第三代CT掃描機(jī)的掃描時(shí)間在投放市場初期就已經(jīng)縮短到20秒。使得在一次屏氣時(shí)間內(nèi)掃描一幅完整的圖像的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。
第三代CT機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)也與第一代、第二代CT有若干原則區(qū)別，因?yàn)樯刃谓菍挘ㄉ刃谓菫?0度～45度），像第一代、第二代CT那樣安置X射線管就不可能了（由于旋轉(zhuǎn)陽極小）。因此X射線管必須環(huán)繞其中心線轉(zhuǎn)過90度。這樣一來就不允許有直線形焦點(diǎn)。小焦點(diǎn)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)生的偽影少，提高了劑量效率和圖像質(zhì)量。
第三代CT所要求的技術(shù)性較高，但在成本和圖像質(zhì)量方面具有較大的優(yōu)勢。第三代CT的掃描時(shí)間現(xiàn)在已可達(dá)到0.5秒以內(nèi)，是目前臨床上應(yīng)用最為廣泛的一種CT機(jī)。
第四代（旋轉(zhuǎn)-靜止）
1976年，美國科學(xué)工程（AS&E）公司首先推出了第四代CT掃描機(jī)，它用600個(gè)探測器排成圓周。掃描方式是探測器靜止而只有X射線管旋轉(zhuǎn)。扇形線束角度也較大，單幅的數(shù)據(jù)獲取時(shí)間縮短。第四代CT掃描機(jī)的缺點(diǎn)是對散射線極其敏感，因此在每只探測器旁加一小塊翼片做準(zhǔn)直器。但這卻浪費(fèi)了空間，增加了病人所受的輻射劑量。第四代掃描機(jī)探測器數(shù)量最多可達(dá)72000個(gè)，這就加大了設(shè)備的成本，并且這么多的額探測器在掃描過程中并沒有充分利用，因此第四代CT掃描機(jī)與第三代CT掃描機(jī)相比已沒有明顯的優(yōu)勢了。所以只有極少數(shù)廠家生產(chǎn)第四代CT掃描機(jī)。
（PICKER 第四代全身螺旋CT）
（TOSHIBA TCT-TCT-400S CT Scanner）
第五代：靜止-靜止方式
電子束CT
第一臺電子束CT由D.P Body開發(fā)，并由Imatron公司推向市場，然而目前用于臨床上的數(shù)量并不多。電子束CT（EBT，EBCT），通常又稱為電影CT，或超高速CT（UFCT），主要應(yīng)用于心臟的掃描。
但電子束CT在心臟成像方面的壟斷地位受到了多層螺旋CT的挑戰(zhàn)。已證實(shí)具有亞秒級掃描時(shí)間和多層螺旋能力的普通CT也可以獲得較高質(zhì)量的心臟圖像。關(guān)于多層螺旋CT可以看為什么多層螺旋CT能風(fēng)靡世界20年？和同為64排CT，為什么“它”叫128層，“你”卻是64層？
動(dòng)態(tài)空間再現(xiàn)機(jī)
第五代CT機(jī)的另一種形式是“動(dòng)態(tài)空間再現(xiàn)機(jī)”，它利用普通 CT技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速容積掃描。設(shè)計(jì)者R.A.Robb計(jì)劃用28個(gè)X線球管和28個(gè)熒光屏圍繞著病人連續(xù)旋轉(zhuǎn)。與連續(xù)單層掃描不同，它采用錐形束只在一圈旋轉(zhuǎn)掃描中就覆蓋整個(gè)容積。美國梅奧診所有安裝一臺僅用14個(gè)球管的，動(dòng)態(tài)空間再現(xiàn)機(jī)的縮小版。它重大數(shù)噸，可同時(shí)采集240層0.9mm厚的層面，總掃描時(shí)間只有1秒，用于動(dòng)物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)。因其體積巨大，也被稱為“梅奧巨人”。
來源：器械之家
