一台完整的CT机通常包含扫描系统、X射线发生系统、计算机及图像重建系统、图像显示、记录和存储系统等组成部分 。
其中X线发生系统包括高压发生器、x射线管、冷却系统及准直器等 。 主要用于产生一个稳定的、高度准直的x射线束 ， 即扇形束 。 （补充TIP：X射线是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流 ， 是波长介于紫外线和γ射线之间的电磁辐射 。 ）
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而CT机产生X射线的过程则是通过高压发生器提供一个稳定的直流高压 ， 通常为100 – 140 kV ， 该直流高压的大小直接影响X射线的能量值 。 在成像过程中 ， 需要X射线能量保持稳定 ， 准确的提供被扫描部位对X射线的吸收程度 ， 因此 ， 稳定的直流高压至关重要 。
X射线管是在高压下运行的真空二极管 ， 包括用于发射电子的灯丝 ， 作为阴极和用于接受电子轰击的靶材 ， 作为阳极 。 阴极发射的电子经过加速撞击靶材 ， 撞击过程中 ， 电子突然减速 ， 其损失的动能会以光子形式放出 ， 形成X 光光谱的连续部分 ， 被称为韧致辐射 。
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X射线产生原理 | 图片来源1
通过提升加速电压 ， 电子携带的能量增大 ， 则有可能将金属原子的内层电子撞出 ， 外层电子跃迁回内层填补空穴 ，同时放出波长在0.1 nm左右的光子 。
由于外层电子跃迁放出的能量是量子化的 ， 对应于释放的光子的能量 ， 形成了X光谱中的特征线 ， 被称为特性辐射 。
冷却系统负责将X射线管在产生的热量迅速散掉 ， 保证X射线管的连续工作 。
准直器会“雕琢”前述产生的X射线 ， 使之呈束状排列 ， 具有调节扫描厚度的能力 。
X射线束对被扫描部位的截面进行扫描 ， 其强度和组织密度不同 ， 导致透射的X射线产生相应的吸收和衰减 。
探测器将会收集投影信号P ， 代表了一个物体在x射线源和探测器之间的路径上的x射线衰减总量 。 为了重建CT图像 ， 对投影值进行数学过滤后 ， 沿获取方向进行反投影 。 反投影完成后 ， 就会获得被扫描部位的横截面图像 。
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CT成像技术进化史
为目前医疗提供巨大帮助的CT成像技术是如何成长起来 ， 一步步“升级打怪” ， 走向“透视巅峰”的呢？
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