6.5.3螺旋CT機(jī)的結(jié)構(gòu)

　　螺旋CT機(jī)的主要組成部分是掃描架、掃描床和控制臺(tái)。掃描架內(nèi)有X線(xiàn)發(fā)生系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。掃描床的功能包括定位、控制掃描床上下運(yùn)動(dòng)和進(jìn)出掃描孔�？刂婆_(tái)由計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)控制、操作和通信系統(tǒng)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)等組成。

　　1.掃描機(jī)架

　　掃描機(jī)架由固定機(jī)架和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)兩大部分組成。固定機(jī)架的主要功能是控制機(jī)架傾斜角度、掃描架旋轉(zhuǎn)、數(shù)據(jù)收集和掃描器接口。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的主要功能是X線(xiàn)的產(chǎn)生和控制，例如高壓產(chǎn)生控制、熱交換器控制、X線(xiàn)光束成形控制等。旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)是一臺(tái)無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)，其主要優(yōu)點(diǎn)是調(diào)速和啟動(dòng)性能好，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大，因而被廣泛應(yīng)用于各種驅(qū)動(dòng)裝置和伺服系統(tǒng)中。

　　2.高壓發(fā)生器

　　高壓滑環(huán)的高壓發(fā)生器安放在掃描架的外部，不受體積、重量的限制。高壓發(fā)生器直接把三相交流電輸入變壓器的初級(jí)，升壓后進(jìn)行三相橋式整流，分別產(chǎn)生±80 kV的高壓供給CT球管。低壓滑環(huán)結(jié)構(gòu)的螺旋CT中，高壓發(fā)生器被安放存螺旋CT饑架內(nèi)，多采用交流直流交流變換器再經(jīng)倍壓整流的方法，獲得CT球管燈絲電壓和CT球管高壓。

　　①高壓變壓器。進(jìn)入機(jī)架的三相380 V交流電經(jīng)三相橋式整流后得到670 V直流，供電電流可達(dá)85 A，產(chǎn)生的正高壓和負(fù)高壓分別加到CT球管的正、負(fù)極、CT球管上可獲得165 kV的高壓。

　�、诟邏洪]路控制。X線(xiàn)系統(tǒng)控制處理器給出期望值高壓，1 V表示20 kV高壓。高壓產(chǎn)生后，通過(guò)電阻分壓，分壓比為20000：1，并把這個(gè)分壓信號(hào)反饋到X線(xiàn)系統(tǒng)控制處理器，與期望值進(jìn)行比較，誤差信號(hào)用于控制觸發(fā)器的開(kāi)關(guān)頻率或相位，達(dá)到穩(wěn)定輸出直流電壓的日的。

　　③CT球管電流閉路控制。CT球管陽(yáng)極電流的大小取決于CT球管的燈絲溫度和施加的高壓值。CT球管高壓已有高壓閉路控制，因此要控制CT球管陽(yáng)極電流只需控制CT球管燈絲溫度，而燈絲溫度控制是通過(guò)燈絲電流控制實(shí)現(xiàn)的。

　　3.CT球管組件

　　CT球管組件由CT球管、熱交換器和高速啟動(dòng)器組成，安裝在機(jī)架的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)部分。

　　①CT球管。螺旋CT設(shè)備掃描過(guò)程是長(zhǎng)時(shí)間的持續(xù)曝光，對(duì)CT球管熱容量和散熱效率的要求很高。螺旋CT設(shè)備的CT球管熱容最要求在5 MHU以上，散熱效率要求到達(dá)700 kHLr／min以上。

　�、跓峤粨Q器。熱交換器是CT球管的冷卻系統(tǒng)，CT球管借助冷卻油降溫。通過(guò)向CT球管注入冷油的同時(shí)吸出熱油的循環(huán)方法，可將CT球管溫度控制在一定范圍內(nèi)。

　　③高速啟動(dòng)器。高速啟動(dòng)器監(jiān)測(cè)CT球管旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極及熱交換器的工作狀態(tài)，進(jìn)行故障診斷，并提供旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極加速、運(yùn)行和制動(dòng)3種控制方式。陽(yáng)極高速旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)10000轉(zhuǎn)／分，CT球管陽(yáng)極需要停轉(zhuǎn)時(shí)，利用快速制動(dòng)方式可使其快速停轉(zhuǎn)。

　�、軠�(zhǔn)直器、濾過(guò)器、補(bǔ)償器是控制X線(xiàn)厚度、寬度和質(zhì)量的組件。

　　4.探測(cè)器

　　螺旋CT設(shè)備中采用的是固體探測(cè)器。X線(xiàn)轟擊晶體后，晶體將X線(xiàn)能量轉(zhuǎn)換成光能，光能又被光敏二極管轉(zhuǎn)換成電流。光電二極管輸出的電流加到前置放大器的輸入端，在其輸出端產(chǎn)生0～―10 V的電壓，電壓的絕對(duì)值與入射的X線(xiàn)強(qiáng)度成正比。

　　5.數(shù)據(jù)采集

　�、偾爸梅糯笃�。每個(gè)探測(cè)器模塊上有一組前置放大器開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的通斷狀態(tài)由可編程只讀存儲(chǔ)器選擇，受到X線(xiàn)照射的探測(cè)器才有可能打開(kāi)。

　　②模／數(shù)轉(zhuǎn)換。模／數(shù)轉(zhuǎn)換功能共分兩級(jí)，第一級(jí)是信號(hào)轉(zhuǎn)換，即將探測(cè)器輸出的電壓信號(hào)（0～―10 V）轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)（2～―2 MHz）。第二級(jí)是信號(hào)調(diào)整，它接收已轉(zhuǎn)換的頻率信號(hào)和4 MHz的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行對(duì)比調(diào)整。轉(zhuǎn)換電路板共有12塊，每塊包含有100個(gè)通道，共形成1200個(gè)模／數(shù)轉(zhuǎn)換通道。

　�、蹟�(shù)據(jù)預(yù)處事電路。電路中有4級(jí)數(shù)據(jù)處理流水線(xiàn)完成處理功能，不同的數(shù)據(jù)塊分處在4級(jí)流水線(xiàn)的不同位置，多塊數(shù)據(jù)在同一時(shí)間進(jìn)行運(yùn)算，使運(yùn)算工作能夠并聯(lián)進(jìn)行。這4級(jí)流水線(xiàn)的作用是進(jìn)行δ數(shù)據(jù)校正、偏置校正、對(duì)數(shù)運(yùn)算、對(duì)數(shù)減法和探測(cè)器數(shù)據(jù)平均。

　　數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)流水線(xiàn)處理后，存儲(chǔ)到平均存儲(chǔ)器中。平均過(guò)的源扇區(qū)數(shù)據(jù)被送到掃描接口板，將源扇區(qū)16位數(shù)據(jù)字裝訂成32位數(shù)槲字，32位數(shù)據(jù)字的配對(duì)方法可根據(jù)掃描方式進(jìn)行選擇。被重新裝訂的數(shù)據(jù)字就是影像重組的原始數(shù)據(jù)。

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