（空军军医大学第一附属医院西京医院陕西西安710032）
摘要：社会经济的快速发展，对CT-X射线管的应用带来了新的机遇与挑战，有必要对其旋转阳极双速启动与控制系统的应用展开深入研究与探讨，并采取最优化的实施措施，达到事半功倍的应用效果。本文介绍了CT的理论基础，分析了CT的结构组成，研究了如何控制CT机的X射线辐射量，望该课题的研究，对后续相关工作的实践能够起到借鉴与参考作用。
关键词：CT-X射线管旋转阳极；双速启动；控制系统；实现
1前言
在CT-X射线管应用中，其旋转阳极双速启动与控制系统是一项综合性较强的系统性工作，如何取得最为理想的效果，保证顺利进行，备受业内人士关注。本文从实际出发，结合相关先进理念，对该课题进行了深入研究，阐述了个人的几点认识。
2.CT的理论基础
CT-是计算机断层扫描成像技术的简称，其特点是可以在不破坏物体自身组成结构的条件下，依据从物体周围所获得的某些物理里量，比如X射线强度，电子束强度，波动速度等，应用相关的数字信号获取技术及处理放在，在一定的算法基础上，通过计算机内部的CPU和GPU对获得的数字信号进行物体特定的层面的图像重建，图像可以以二维及三维立体的表现形式出现。CT成像技术的理论算法基础是数学家Radon于1917年提出的Radon变换理论。Randon理论的基本原理就是对于已知入射角的投影函数能够重建出唯一的二维图像函数f（x，y）。以此理论为基石，断层成像技术得到了迅速的发展首当其冲的应用到医疗诊断领域，当代医学诊断图像技术也得到了极大的发展。随着CT技术与其他学科的不断融合，CT在物质检测方面的巨大优势使得其在工农业，地质勘探，安全工程等领域不断得到应用。
3.CT的结构组成
CT机主要由三个主要部分组成，分别是：扫描部分，计算机处理部分，显示和存储部分。X射线发射源，探测器、扫描支架组成了扫描部分。计算机处理部分负责处理由扫描部分的得到的数字信号，然后进行数据的运算和存储，最后生成重建后的图像。经重建后的CT图像通过存储设备存储到CT机中，并随时通过显示系统进行显示。CT机成像的过程可以概括如下：利用X射线对扫描对象的某一特定部分某一厚度的层面进行扫描处理，穿过该物体的X射线被探测器所接受，通过内部变化转化为可见光信号，再由光电转换器转换为电信号，通过数字信号采用器将模拟电信号采样转化为数字信号，利用计算机处理得到的数字信号。处理过程将特定位置的层面细分为若干个体积相同的大小相同的单元，经扫描后的数字信号描述成对应的数字矩阵。计算机可以直接对数字矩阵进行处理，经数字模拟转换运算把数字矩阵转换为实际的图像最小单位，并按顺序就行排列，便可以形成CT图像。
4.如何控制CT机的X射线辐射量
现代医学及计算机技术不断发展，由此带来了CT成像技术的飞跃。各种最新的技术成果不断应用在CT机中。在全部的医学放射成像仪器中，CT设备的辐射剂量越来越大。据不完全的统计资料显示，在70年代CT的检查比例可以达到每千人6.1次的比例，在80年代美国的CT检查率是每千人14.5次，日本的CT检查比例可以达到每千人/98次。CT机每千人的检查比例不断提高是由于CT检查具有准确度高，成像清晰，快捷方便。在现阶段还不能完全采用超声波及核磁共振替代CT检查，CT在医疗检查中的应用比例还在不断的增加。2000年，据联合国原子能辐射机构委员会发布的权威数据，CT在世界范围内所占的医疗放射性检查总数比例达到6%左右，其总的辐射剂量更是达到了35%。有权威的研究数据表明，儿童与青年人相对于成年人而言，其对辐射更为敏感，遭受辐射后患癌症的几率大大增加。2岁以下的幼儿接受胸腹部的CT照射，患癌症的几率增加0.18个百分点。如果进行头部CT检查，则相应的癌症发生率会增加0.07个百分点。我国每年有2亿人次的CT检查量，其中年龄在16岁以下的人数有7000万人，在这些人中，每年约有800人因CT检查而引发癌症。所以，在CT的实际检查过程中，如何有效减少辐射剂量，并且能够保证图像质量，是一个亟待解决的问题。
4.1探测器的选用
探测器作为CT机的重要部件之一，其性能的好坏直接决定CT机性能的好坏。CT机的辐射剂量大小由探测器直接控制。CT机的探测器发展经历了三个主要阶段，即晶体探测器，氙气和陶瓷探测器。晶体探测器的反应慢，容易产生较长时间的余晖，并且会令射线发生飘移，在当代的CT机中已很少使用。氙气探测器由于不适用于多排螺旋CT机，现阶段已经很少使用。据大连市第三人民医院的西门子CT机使用的稀土陶瓷探测器与氙气探测器比较，辐射剂量至少可以降低35%以上，同时成像具有较高的分辨率。另外，陶瓷探测器具有较高的探测器效率，我们称吸收效率与转换效率的乘积为探测器效率。陶瓷探测器的效率最低值可以达到0.98，因此采用陶瓷稀土探测器可以有效降低CT的辐射剂量，并且提高图像质量。
4.2射线过滤器的选用
CT机中放射出来的X射线中含有一些对人体有害的射线成分，而这种成分又对CT成像不起任何作用。X射线过滤器所要起到的作用就是滤除这些对人体有害而对CT机成像没有帮助的射线成分。现代的多排螺旋CT机主要使用的弓字形的过滤器。相对于传统的板形过滤器而言，弓形过滤器能够降低一半以上的辐射剂量，在保证图像质量的前提条件下。并且能够有效提高图像的信噪比，平滑图像中的噪声成分。在针对特定部位检查的时候，还能够提供特定器官的过滤器，如心脏专用过滤器，能够有效地降低患者检查时噪声的辐射。
4.3手动调节剂量控制
任何射线包括X射线在内，在穿过人体组织的过程中，都是逐步发生衰减的。其衰减的幅度和强度由人体组织的组成以及穿过路径长短所决定。X射线穿过骨组织所产生的衰减大，而通过软组织的时候所产生的衰减少。这些衰减后的射线最终被CT机的探测器探测到，然后通过多个负责的校正还原过程后作为CT机内部图像处理器的原始输入数据，经处理后用于CT图像的重建成像。这一过程中，X射线的辐射量由管电压大小所决定。管中电流与CT照射曝光时间的乘积控制着X射线的密度。X射线的电压与曝光时间是影响辐射剂量的关键所在。例如，60cm直径的的圆盘形物体想要得到与15cm直径圆盘物体相同的图像信噪比，前者需要的辐射剂量是后者的960倍左右。45cm直径的均质圆形物体与16cm直径的圆形物体比较，辐射剂量前者是后者的75倍左右。与普通X射线机的成像机制不同，CT机曝光不足或者过曝不能够直接从成像的图像中直接反映出来，即过曝与曝光不足不能够直接从CT图像中反映出来。ALARA（Aslowasreasonablyachivevable）原则是控制CT照射剂量的根本原则。在实际操作用，应根据患者的具体情况，如身高，体重，年龄，身体状态等因素调整辐射量以达到控制曝光量，降低辐射，减少对患者身体的目的。据现有研究表明，即使在合理降低照射剂量的情况下，所获得图像质量依然能够满足实际诊断的需要。目前已经有医疗器械公司根据患者的年龄，身高，体重等因素制定了不同的CT扫描方案。
5结束语
总之，在当前各种条件下，CT-X射线管旋转阳极双速启动与控制系统实践中依旧存在着多方面的问题，我们应该从这些问题的实际情况出发，深刻分析其产生的多方面原因，统筹并进，多措并举，克服该项工作中的诸多难点问题，进而获得最为优化可行的实施策略与效果。
参考文献
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