導(dǎo)語(yǔ)：

前幾天看了李懋老師的“CT中的"層"與"排"的區(qū)別”，從大處著手，總結(jié)的很好。

但，該文是寫給“老手”看的。對(duì)于CT整體架構(gòu)沒(méi)有概念的CT技師、入門工程師、以及醫(yī)院采購(gòu)人員來(lái)說(shuō)，是很難理解的。遂決定換個(gè)角度重寫！

本文繼續(xù)用我所擅長(zhǎng)的設(shè)備拆解的角度，結(jié)合小學(xué)數(shù)學(xué)，從CT整體，到探測(cè)器結(jié)構(gòu)、參數(shù)，緩慢推進(jìn)，講述探測(cè)器的“排”與“層”。

全文通俗易懂，保證對(duì)探測(cè)器的所有參數(shù)一遍過(guò)！

一、CT探測(cè)器的整體認(rèn)識(shí)

以經(jīng)典的飛利浦Brilliance64 CT，出了名的穩(wěn)定、皮實(shí)。感慨一句：飛利浦的球管太XX耐操了，后面專門開(kāi)一篇好好說(shuō)道說(shuō)道！

CT整體結(jié)構(gòu)就機(jī)架和床兩大塊，所有CT都這樣。

打開(kāi)機(jī)架前蓋，最亮眼是球管和探測(cè)器，如下圖。

今天的主角是探測(cè)器，CT最重要最神奇的部件。

繼續(xù)，拆探測(cè)器的外殼，中間那一長(zhǎng)條就是探測(cè)器，明顯可以看出是一塊一塊拼起來(lái)的。其他廠家也是一樣，都是拼起來(lái)的，有42塊的、52塊的、56塊的。放大上圖紅色橢圓部分，可清晰可見(jiàn)每塊探測(cè)器。

注意：如不是維修需要，盡量不要拆探測(cè)器外殼，探測(cè)器是好好呵護(hù)的，另外探測(cè)器特別特別特別貴！

肯定特別想拆1塊，研究探測(cè)器長(zhǎng)啥樣吧，滿足你！

下圖就是1塊探測(cè)器的，正臉和側(cè)臉。探測(cè)器正面是探測(cè)器材料，X線從這進(jìn)入探測(cè)器，后面跟著的是X光信號(hào)數(shù)據(jù)處理單元。

記住右邊那張圖，很重要。

以上是對(duì)探測(cè)器的整體認(rèn)識(shí)，下面進(jìn)入正題。

二、探測(cè)器參數(shù)圖文解讀

廠家每次宣傳CT時(shí)，機(jī)架轉(zhuǎn)速和探測(cè)器總是要大書特書，畢竟這倆參數(shù)是CT一直在努力追求的極限，簡(jiǎn)直就是CT屆的摩爾定律！

探測(cè)器的功能是可將入射的不可見(jiàn)X光轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光的閃爍晶體或熒光物質(zhì)，以完成后續(xù)成像。

探測(cè)器參數(shù)包括探測(cè)器材料、探測(cè)器排列、每排探測(cè)器個(gè)數(shù)，探測(cè)器通道數(shù)等。

探測(cè)器材料有好幾種，有高速稀土陶瓷、人造寶石、固體鎢酸鉻，閃爍晶體GOS等。四大CT廠家的探測(cè)器材料都不太一樣，材料就見(jiàn)仁見(jiàn)智，這個(gè)離工程師太遠(yuǎn)。咱們?cè)敿?xì)分析下面三個(gè)參數(shù)。

為便于理解，一般人為定義探測(cè)器有三個(gè)方向，即X、Y、Z，如下圖所示:

X軸，探測(cè)器長(zhǎng)度，體現(xiàn)每排探測(cè)器的采集單元數(shù)；

Z軸，探測(cè)器寬度，體現(xiàn)探測(cè)的排數(shù)；

Y軸，是X線方向，其實(shí)沒(méi)啥意義。

很不好理解對(duì)吧，繼續(xù)用圖說(shuō)話。

以單塊64排探測(cè)器為例分析，從圖中（圖7上）能清楚看到探測(cè)器上有豎直的條紋。實(shí)際上，探測(cè)器物理結(jié)構(gòu)像田字格（圖7下），不僅有豎直條紋，還有水平條紋。每一格是一個(gè)探測(cè)器的物理單元。

到這，單個(gè)探測(cè)器的基本結(jié)構(gòu)算是清楚了，開(kāi)始講探測(cè)器的參數(shù)。

1、探測(cè)器排列（寬度）

繼續(xù)用上圖，64排探測(cè)器，Z軸就代表探測(cè)器寬度，64排就是64個(gè)單元，每個(gè)單元是寬度0.625mm，也是探測(cè)器的縱向分辨率。

因此探測(cè)器總寬64*0.625=4cm。至于為什么是0.625mm，這是每家工藝決定，佳能是0.5mm，西門子是0.6mm，GE和飛利浦是0.625mm。

越薄，圖像的細(xì)節(jié)越多。

再舉個(gè)栗子，比如同樣16cm探測(cè)，GE Revolution是16cm=256*0.625，Canon Aquilion ONE是16cm=320*0.5mm。這么薄，也不知道人眼能不能看出來(lái)。

肯定有人好奇雙源CT探測(cè)是怎么計(jì)算的，一樣：Force，探測(cè)器參數(shù)是96*0.6*2mm = 5.76cm*2，即2塊一模一樣的5.76cm的探測(cè)器。

補(bǔ)充：雖然現(xiàn)在主流基本上都是64排以上，探測(cè)器排列也都是等寬的。但有些老款CT的探測(cè)器排列是不等寬的，具體每家不太一樣。一般定義探測(cè)器排數(shù)的規(guī)則：以Z軸上最小寬度探測(cè)器的數(shù)目作為探測(cè)器的排數(shù)。比如，

16排CT，寬度2.4cm，實(shí)際是16+8=24排，寬度是16*0.75；

40排CT：寬度4cm，實(shí)際是40+12=52排，寬度是40*0.625；

2、每排探測(cè)器的采集單元數(shù)

1塊探測(cè)器的X軸是16個(gè)單元。16是個(gè)好數(shù)字，好像其他家探測(cè)器也是這樣的，主要的是探測(cè)器的塊數(shù)。

上面說(shuō)，X軸是探測(cè)器長(zhǎng)度，體現(xiàn)每排探測(cè)器的采集單元數(shù)。那怎么體現(xiàn)呢？

咱們看整體探測(cè)器的正面（圖9），整體是由42塊探測(cè)器拼起來(lái)的。因此每排探測(cè)器的采集單元數(shù)：42*16=672。

再舉個(gè)栗子，

Revolution CT每排探測(cè)器的采集單元數(shù)：52*16=832；

Aquilion ONE每排探測(cè)器的采集單元數(shù)：56*16=896。

3、探測(cè)器的總物理單元數(shù)

探測(cè)器的總物理單元數(shù)，也就是CT像素。CT的空間分辨率與像素大小有密切關(guān)系，一般為像素寬度的1.5 倍。像素越小、數(shù)目越多，空間分辨率提高，圖像越清晰。

CT像素 = X*Z = 64*672= 43008。

同樣，其他CT也是這么算的，感興趣可以看看誰(shuí)的空間分辨率高。

三、探測(cè)器的“層”是如何實(shí)現(xiàn)的

先引用李懋老師的原文：

“排”是指CT探測(cè)器在Z軸方向的物理排列數(shù)目，簡(jiǎn)單來(lái)講就是有多少排（個(gè)）探測(cè)器，就是多少排CT，這個(gè)指標(biāo)主要是反映CT硬件結(jié)構(gòu)。目前的CT都是多排CT（MDCT），即Multi-detector CT或者可以寫成Multi-row CT或者M(jìn)ultiple detector row CT。
“層”是指CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（Data Acquisition System, DAS）同步獲得圖像的能力，這個(gè)指標(biāo)主要是反映CT掃描的功能，是一個(gè)功能性參數(shù)。所謂功能性參數(shù)是指要通過(guò)圖像性能來(lái)反映的，不能直接通過(guò)實(shí)體顯示。有多少層CT就代表掃描一圈能夠同步獲得多少幅圖像。比如，我們常說(shuō)的16層CT、64層CT，就是表示掃描一圈能夠獲得16層圖像、64層圖像。目前的CT基本上都是多層CT（MSCT），即Multi-Slice CT或Multi-slice spiral CT或Multislice CT。

通過(guò)第三章，“排”已經(jīng)足夠清楚了吧，下面是層。

層，是CT掃描一圈能夠獲得的圖像數(shù)。

上圖各家CT的探測(cè)器排數(shù)和層數(shù)的對(duì)比，可以看出，就兩種情況：

第一種，探測(cè)器層數(shù)=探測(cè)器排數(shù)，即探測(cè)器排數(shù)和DAS通道數(shù)一樣。通常來(lái)說(shuō)，64排CT，后面正好跟64通道DAS，掃描一圈獲得64幅圖（圖11）。即，圖像數(shù)=DAS數(shù)=探測(cè)器排數(shù)。這很好理解對(duì)吧。

第二種，探測(cè)器層數(shù)=探測(cè)器排數(shù)*2，即DAS通道數(shù)是探測(cè)器排數(shù)的2倍，圖像數(shù)=DAS數(shù)=探測(cè)器排數(shù)*2。

那后一種怎么實(shí)現(xiàn)的呢，兩種方法：

1、飛焦點(diǎn)技術(shù)

普通X線成像是X線轟擊到陽(yáng)極靶面的一個(gè)點(diǎn)上，反射到探測(cè)器上；而飛焦點(diǎn)成像（圖12）是在X線產(chǎn)生的過(guò)程中，電子束在磁偏轉(zhuǎn)線圈的作用下，轟擊在陽(yáng)極靶面的不同位置上，從而使焦點(diǎn)在靶面兩個(gè)不同的位置快速變換。

比如，西門子的飛焦點(diǎn)(Z-sharp)技術(shù)，通過(guò)X線焦點(diǎn)在Z軸上運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)焦點(diǎn)位置的X線信號(hào)先后到達(dá)64排探測(cè)器，由64排探測(cè)器的“分時(shí)讀取”并分別傳遞給128個(gè)DAS通道，相當(dāng)于兩個(gè)64排探測(cè)器在工作，實(shí)現(xiàn)每圈64層數(shù)據(jù)的采集，不僅獲得圖像加倍，同時(shí)也提高了Z軸分辨率，從0.6mm提高到0.33mm。

2、共軛采集技術(shù)

X線在機(jī)架內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°（即，球管和探測(cè)器交換位置）后，可以獲得相反方向的X線，即為共軛射線。

GE和飛利浦都采用共軛采集技術(shù)，該技術(shù)是對(duì)連續(xù)X線信號(hào)進(jìn)行不同時(shí)相上的采集，通過(guò)兩組DAS系統(tǒng)將對(duì)相位相差180°的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行捕獲即轉(zhuǎn)換，可重建出雙倍于探測(cè)排數(shù)的圖像數(shù)，比如飛利浦Ingenuity Core128，是64排128層CT。

同樣，使用共軛采集技術(shù)后，可將采樣率提高1倍，同時(shí)也提高Z軸分辨率，從0.625mm提高到0.3mm。

飛焦點(diǎn)和共軛采集本質(zhì)上都是通過(guò)提高1倍數(shù)據(jù)采樣率，實(shí)現(xiàn)獲得雙倍圖像數(shù)，同時(shí)也提高了Z軸分辨率。

以上是探測(cè)器的全部?jī)?nèi)容。作圖比碼字兒還費(fèi)勁。如文中有不足及錯(cuò)誤之處，請(qǐng)大家斧正，感謝同行支持！

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