醫學影像設備與工程（簡體書）

本書主要介紹各種醫學影像設備的原理、結構、規格功能，以及設備使用維護與故障判析等。本書可作為影像技術專業、生物醫學工程等專業的專業教材，也是影像設備技術部門和設備管理部門的參考用書。

《醫學影像設備與工程》由江蘇大學出版社出版。

第1章 醫學影像設備概論
1.1 醫學影像設備發展歷程
1.2 醫學影像設備發展趨勢
1.3 醫學影像設備分類
1.4 醫學影像設備性能與特點
第2章 醫用X線機
2.1 醫用X線機概述
2.2 工頻X線機
2.3 程控X線機
2.4 變頻X線機
2.5 X線自動曝光控制裝置
2.6 醫用X線電視系統
第3章 計算機X線攝影設備
3.1 數字圖像基礎
3.2 CR設備
3.3 CR乳腺攝影設備
第4章 數字X線攝影設備
4.1 間接數字化X線攝影設備
4.2 直接數字化X線攝影設備
4.3 平板DR評價
4.4 DR曲線編輯與探測器校準
4.5 DR乳腺攝影設備
第5章 數字減影血管造影設備
5.1 X線影像模—數變換
5.2 數字減影技術
5.3 DSA設備
第6章 計算機X線體層攝影設備
6.1 CT設備概述
6.2 CT球管
6.3 CT設備
6.4 外部設備
6.5 單排螺旋CT設備
第7章 多排螺旋CT設備
7.1 多排螺旋CT設備概述
7.2 64排VCT設備
7.3 寶石CT設備
7.4 雙源CT設備
7.5 電子束CT設備
7.6 超寬探測器320排CT設備
第8章 磁共振設備
8.1 磁共振概述
8.2 MR設備
8.3 磁共振成像原理
第9章 超聲設備
9.1 超聲醫學概述
9.2 超聲設備
9.3 B型超聲設備
9.4 超聲多普勒設備
9.5 全數字式B型超聲設備
9.6 超聲經顱多普勒
9.7 TCD設備
第10章 核醫學設備
10.1 核醫學設備概述
10.2 γ照相機設備
10.3 單光子發射型計算機體層設備
10.4 正電子發射型計算機體層設備
第11章 圖像存儲與傳輸系統
11.1 PACS系統概述
11.2 數字影像會診中心系統
11.3 PACS系統顯示器的應用與選擇
第12章 工頻X線機單元電路與故障檢修
12.1 工頻X線機故障概述
12.2 工頻X線機單元電路
12.3 工頻X線機故障綜合分析與檢修
12.4 程控X線機單元電路分析
12.5 程控X線機故障檢修方法
第13章 變頻X線機單元電路與故障檢修
13.1 變頻X線機電路分析
13.2 變頻X線機元件
13.3 西門子變頻X線機電路分析與故障檢修
第14章 CT設備單元電路與故障檢修
14.1 CT設備故障分類與檢測
14.2 CT設備單元電路
14.3 單排螺旋CT設備電路分析
14.4 ELSCINT 2000 CT設備故障檢修
14.5 多排螺旋CT設備電路與故障檢修
14.6 SPECT設備電路與故障檢修
第15章 MR設備單元電路與故障檢修
15.1 線圈
15.23.0T磁共振設備電路與故障檢修
第16章 B超設備單元電路與故障檢修
16.1 B超設備電路
16.2 B超設備故障檢修
第17章 醫學影像設備實驗與質量控制
17.1 X線機單元電路實驗
17.2 醫學影像成像質量控制
17.3 醫學影像設備質量控制的檢測參數與儀器
附錄 英漢對照術語
參考文獻

6.5.3 螺旋CT機的結構
螺旋CT機的主要組成部分是掃描架、掃描床和控制臺。掃描架內有X線發生系統和數據采集系統。掃描床的功能包括定位、控制掃描床上下運動和進出掃描孔。控制臺由計算機、系統控制、操作和通信系統以及存儲系統等組成。
1.掃描機架
掃描機架由固定機架和旋轉系統兩大部分組成。固定機架的主要功能是控制機架傾斜角度、掃描架旋轉、數據收集和掃描器接口。旋轉系統的主要功能是X線的產生和控制，例如高壓產生控制、熱交換器控制、X線光束成形控制等。旋轉系統是一臺無刷直流伺服電動機，其主要優點是調速和啟動性能好，旋轉轉矩大，因而被廣泛應用于各種驅動裝置和伺服系統中。
2.高壓發生器
高壓滑環的高壓發生器安放在掃描架的外部，不受體積、重量的限制。高壓發生器直接把三相交流電輸入變壓器的初級，升壓后進行三相橋式整流，分別產生±80 kV的高壓供給CT球管。低壓滑環結構的螺旋CT中，高壓發生器被安放存螺旋CT饑架內，多采用交流直流交流變換器再經倍壓整流的方法，獲得CT球管燈絲電壓和CT球管高壓。
①高壓變壓器。進入機架的三相380 V交流電經三相橋式整流后得到670 V直流，供電電流可達85 A，產生的正高壓和負高壓分別加到CT球管的正、負極、CT球管上可獲得165 kV的高壓。
②高壓閉路控制。X線系統控制處理器給出期望值高壓，1 V表示20 kV高壓。高壓產生后，通過電阻分壓，分壓比為20000：1，并把這個分壓信號反饋到X線系統控制處理器，與期望值進行比較，誤差信號用于控制觸發器的開關頻率或相位，達到穩定輸出直流電壓的日的。
③CT球管電流閉路控制。CT球管陽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球管陽極電流只需控制CT球管燈絲溫度，而燈絲溫度控制是通過燈絲電流控制實現的。
3.CT球管組件
CT球管組件由CT球管、熱交換器和高速啟動器組成，安裝在機架的旋轉系統部分。
①CT球管。螺旋CT設備掃描過程是長時間的持續曝光，對CT球管熱容量和散熱效率的要求很高。螺旋CT設備的CT球管熱容最要求在5 MHU以上，散熱效率要求到達700 kHLr／min以上。
②熱交換器。熱交換器是CT球管的冷卻系統，CT球管借助冷卻油降溫。通過向CT球管注入冷油的同時吸出熱油的循環方法，可將CT球管溫度控制在一定范圍內。
③高速啟動器。高速啟動器監測CT球管旋轉陽極及熱交換器的工作狀態，進行故障診斷，并提供旋轉陽極加速、運行和制動3種控制方式。陽極高速旋轉速度可達10000轉／分，CT球管陽極需要停轉時，利用快速制動方式可使其快速停轉。
④準直器、濾過器、補償器是控制X線厚度、寬度和質量的組件。
4.探測器
螺旋CT設備中采用的是固體探測器。X線轟擊晶體后，晶體將X線能量轉換成光能，光能又被光敏二極管轉換成電流。光電二極管輸出的電流加到前置放大器的輸入端，在其輸出端產生0～—10 V的電壓，電壓的絕對值與入射的X線強度成正比。
5.數據采集
①前置放大器。每個探測器模塊上有一組前置放大器開關，開關的通斷狀態由可編程只讀存儲器選擇，受到X線照射的探測器才有可能打開。
②模／數轉換。模／數轉換功能共分兩級，第一級是信號轉換，即將探測器輸出的電壓信號（0～—10 V）轉換成頻率信號（2～—2 MHz）。第二級是信號調整，它接收已轉換的頻率信號和4 MHz的時鐘信號進行對比調整。轉換電路板共有12塊，每塊包含有100個通道，共形成1200個模／數轉換通道。
③數據預處事電路。電路中有4級數據處理流水線完成處理功能，不同的數據塊分處在4級流水線的不同位置，多塊數據在同一時間進行運算，使運算工作能夠并聯進行。這4級流水線的作用是進行δ數據校正、偏置校正、對數運算、對數減法和探測器數據平均。
數據經過流水線處理后，存儲到平均存儲器中。平均過的源扇區數據被送到掃描接口板，將源扇區16位數據字裝訂成32位數槲字，32位數據字的配對方法可根據掃描方式進行選擇。被重新裝訂的數據字就是影像重組的原始數據。