發(fā)布日期：2019-01-24
自1972年第一臺(tái)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(cè)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(cè)器連成一體，X射線管產(chǎn)生的射線束和相對(duì)靜止的探測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)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?。Ｒ虼薠射線管必須環(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(shì)。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(cè)器排成圓周。掃描方式是探測(cè)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(duì)散射線極其敏感，因此在每只探測(cè)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(cè)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(cè)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(shì)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(tái)電子束CT由D.P Body開發(fā)，并由Imatron公司推向市場(chǎng)，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(jí)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(tái)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
