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CT笔记2-CT扫描控制原理

CT扫描成象有四个基本步骤:即产生X线→收集数据→处理数据→显示图象。

收集数据,CT采用探测器来代替底片或增感屏。有两种主要类型的扫描:平片扫描(TOPO)和断层扫描(TOMO)。

平片扫描是X线管和探测器静止,主要用于断层扫描切层定位。

断层扫描是X线管和探测器围绕静止的病人身体旋转,产生横断面的影象。

重建完毕的图象存放在磁盘上,可随时调出来观看。

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  一、CT糸统功能结构框图

  以德国SIEMENS公司生产的Somatom-AR型CT机为例解绍糸统控制结构功能框图。

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1.糸统功能结构

主要由图像糸统(IMS,)和采集糸统(ACS)二大功能部份组成。

图像糸统:包括许多功能部件控制ARCT机的日常功能。

1、进行图像重建、显示和评估CT图像

2、存储、获取和拍摄CT图像

由图像控制计算机糸统(ICS)和图像重建计算机糸统(IRS)组成。

采集糸统:主要用于糸统的数据集,包括下列功能糸统

DMS数据测量糸统:收集和测量由探测器得到的扫描数据。

XRSX线发生糸统:

FOC焦点偏移糸统:

SCS扫描控制糸统:

PHS检查床控制糸统:

PDS电源分配器:整个Somatom-ARCT的电源均由它供应。

2.数据采集部份功能结构

如前面所述,采集糸统主要是由SCS、XRS、DMS、PHS、和PDS等功能部件所构成。

SCS包括了:和病员对话通讯糸统;装在机架前面左右两边的功能控制面板以控制检查床的运动和机架的倾斜,

SCS具有的功能有:是图像控制计算机糸统(ICS)和数据采集糸统(ACS)其它部件之间通讯联糸的控制器和中继站。

XRS位于扫描机架的旋转部份,它包含了和X射线控制和产生有关的所有功能部件。

焦点偏移线圈FOC/DHV该部件也位于旋转部份,主要是控制飞焦点的位置。

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3.电源分配器结构

  S0MATOMARCT机的电源是由电源分配器(PDS)提供的。它包括下述元器件:

  用于400V电源的保险丝;主电源开关;

  输入变压器;供给ACS和IMS400V电源的保险丝

  供给高压主逆变器直流电源的电容库。

  IMS图像糸统是通过ACS的接线排来得到电源分配器所提供的电源的。它所需要的电源主要是供给SMI-5西门子医用图像糸统的图像控制计算机糸统(ICS)、图像重建计算机糸统(IRS)以及多幅相机等一些输入/输出设备和外部存储设备。

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4.图像糸统功能结构

图像糸统(IMS)是SOMATOM–AR的中央控制部份,如前所述它包含图像柜;操作控制台;数据文档糸统和一些外部存储设备。

  图像糸统柜:SMI-5西门子医学图像糸统内装图像控制计算机糸统(ICS)

CPU主机板(ICU):控制整个CT糸统,它和SIAM板结合在一起。

图像板(IMAGER):处理重建过的图像数据,以供监视器显示。

  图像重建计算机糸统(IRS)

  信息微处理器板(SIGMIP):快速矢量处理器进行高速运算。

  反投影板(BACKPROJECTOR):对预处理和卷积过的投影数据进行图像重建。

  数据接收板(DATA-IO):用附加的模式来接收和传输来自采集糸统的数据。

  存储和处理板(MAP):选购件,用于加快图像重建速度,尤其是三维重建。

  多幅相机接口(MAXICAM):选购件,用于连接数字激光相机。

  精密高稳定的电源糸统供柜内电子设备消耗。

  多种存储设备(硬盘、光驱、磁带机等)用于存放糸统软件和图像数据。

  通过接口板(CIB)和数据采集糸统(ACS)相接,利用键盘、鼠标实行人机对话。选购存储设备:可选可选购一些其它图像存储设备,SMI-5糸统为这些设备未来的安置留有空间,例如用户可选购额外的硬磁盘或磁带机等在柜的备用空间安放。

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扫描控制系统

  扫描控制系统是全身CT数据采集和机械运动的控制中枢.通常带有自己的微处理机系统,通过和主计算机的通讯联系,扫描控制能对机架的旋转速度和位置;曝光脉冲间隔,宽度;准直器的开口,和动作时间、等多种动作进行控制和性能检测,使得整个采样系统的动作协调、正确,保证采集数的据信号精确,从而为CT的图象重建提供高质量的原始信息。

一.扫描控制结构

  SOMATOM-CR的扫描控制装置位于左机架内,由3个功能部件组成:一COMI(通讯接口):分配由主计算机至扫描控制,以及由扫描控制至计算机的采集信息。COMI通讯接口在主计算机和扫描控制之间作为中间装置,COMI也允许在扫描控制内部的各处理器之间互相通讯。

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  SCU(扫描控制):单元负责完成扫描的机械任务(扫描参数、传递、光阑、旋转、脉冲产生、触发MMCT2和DAS)

  PPU(病床定位单元)负责病床操作(床面垂直和水平运动)以及机架倾斜操作。

  它主要产生下列三种信号:XPX线触发脉冲;控制射线产生。GCP机架控制脉冲;在DAS内控制采集和传递检测器信息。XRX线出光信号;在DMC里显示。

  COMI(通讯接口)和PPU(病床定位单元)是通过串行传输线来连接的,采用FASTR约定,该约定提供了一个2400波特同步传输的通讯方式。

  SCU(扫描控制)是由许多功能线路板所组成,如图2.3.3所示。

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  包括:协调控制、旋转控制、准直器控制、脉冲控制、开关(输入/输出)控制。它有自已的微处理器控制单元E40;及中断控制和内存扩展板;从而根据COMI传输过来的各种指令来产生相应的信号和命令,驱动各机械电器部件执行。

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二.协调控制

  协调控制对扫描控制系统的硬件环境和状态信号进行监示测试,一旦旋转、脉冲、曝光等条件具备便发出相应的使能信号。而当某个环节有故障便发出中断,引起计算机进入故障处理程序,在控制台显示屏中显示相应的出错信息。它起到协调扫描控制系统各功能部件配合工作的功能。

  1.监视电路功能

  2.X线控制功能

  3.准直器(光阑)控制

  4.旋转控制

  通过对扫描角度脉冲AP的检测来判别速度有否过快或过慢。当2个AP间的脉宽>400ms,则说明太慢,反之若<2.6ms或O.9ms,则说明过快,此时发光二极管V7或V8红灯亮,显示旋转故障。

  5.脉冲控制功能脉冲控制的功能就是要产生DAS系统的GCP脉冲和X射线触发脉冲XTP。为了使曝光和采样时序上的配合还要产生些延时信号DT1、DT2


注:本文为“影像之家”原创,如转载请标记来源。

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