第一节　非螺旋CT机

20世纪80年代末螺旋CT发明之前，CT的发展通常以代称呼（图1-1-1），而螺旋CT出现后，CT的改进和发展则不再以代称呼。以下是螺旋CT发明前各代CT的基本特点概述，螺旋CT将由专门章节讨论。

各代CT机的基本特点如下：

一、第一代CT机

第一代CT机为旋转（rotation）加平移（translation）扫描方式，多属头颅专用机，由一个X线管和1个闪烁晶体探测器组成。X线管是油冷固定阳极，扫描X线束被准直成为铅笔芯粗细的笔形束（pencil beam）。X线管与探测器连成一体，扫描时，X线管产生的射线束相对探测器环绕人体的中心作旋转和同步直线平移运动，X线管每次旋转1°，同时沿旋转反方向作直线运动扫描。下一次扫描，再旋转1°并重复前述扫描动作，直至完成180°以内的180个平行投影采样。这种CT机结构的缺点是射线利用率很低，扫描时间长，一个断面需3～5分钟，重建1幅图像的时间为5分钟。

二、第二代CT机

第二代CT机仍为旋转加平移扫描方式。扫描X线束改为5°～20°的窄扇形线束，因此又称为小扇束CT扫描机，探测器增加到3～30个，平移扫描后的旋转角度由1°提高到扇形射线束夹角的度数，扫描的时间缩短到20～90秒。另外，第二代CT缩小了探测器的孔径、加大了矩阵和提高了采样的精确性等，改善了图像质量。这种扫描方式的主要缺点是：由于探测器排列成直线，对于扇形的射线束而言，其中心和边缘部分的测量值不相等，需要作扫描后的校正，以避免伪影的出现而影响图像质量。此外，由于探测器几何尺寸较大，部分X线照射在探测器间隔中而没有得到有效的利用。

三、第三代CT机

第三代CT机改变了扫描方式，为旋转加旋转扫描方式，使X线管和探测器作为整体只围绕患者做旋转运动来进行数据采集。X线束是30°～45°宽扇形束，因此又称为广角扇束CT扫描机，探测器数目增加到300～800个，扫描时间缩短到2～9秒或更短。探测器阵列排列成彼此无空隙的弧形，数据的采集以X线管为焦点，随着X线管的旋转得到不同方位的投影，由于排列方式使扇形束的中心和边缘与探测器的距离相等，无须作距离测量差的校正。该扫描方式的缺点是：扫描时需要对每一个相邻探测器的灵敏度差异进行校正，这是因为一个角度的投影内相邻测量常由不同的探测器进行，在扫描期间绝大多数探测器从不曾接受过未经衰减的射线，造成在旋转轴周围出现一个同心环形伪影。

四、第四代CT机

第四代CT机的扫描方式是探测器静止而只有X线管环绕机架的旋转，因此称为静止加旋转扫描方式。X线束的扇形角达50°～90°，因此也减少了X线管的负载，使扫描速度可达1～5秒。探测器更多达600～1500个，全部分布在机架360°的圆周上。扫描时，没有探测器运动，只有X线管围绕患者作360°的旋转。与第三代CT机扫描不同，在第四代扫描方式中，对于每一个探测器来说所得的投影值，相当于以该探测器为焦点，由X线管旋转扫描一个扇形面而获得，故此种扫描方式也被称为反扇束扫描，这样可以有效地避免环形伪影的发生，但是这么多的探测器在扫描过程中只有扇形X线束照射部分能够使用，这就造成了探测器的浪费。

五、第五代CT机

第五代CT机又称电子束CT，它的结构明显不同于前几代CT机（图1-1-2），扫描方式采用静止加静止扫描方式，X线管和探测器都是静止的。它由一个电子束X线管、一组由864个固定探测器阵列和一个采样、整理、数据显示的计算机系统构成。最大的差别是X线发射部分，它包括一个电子枪、偏转线圈和处于真空中的半圆形钨靶。扫描时，电子束沿X线管轴向加速，电磁线圈将电子束聚焦，并利用磁场使电子束瞬时偏转，分别轰击4个钨靶。扫描时间为30毫秒、50毫秒和100毫秒。由于探测器是排成两排216°的环形，一次扫描可得两层图像；还由于一次扫描分别轰击4个靶面，故总计一次扫描可得8个层面。由于时间分辨率高，所以具有减少运动伪影，提高对比剂的利用率和进行动态研究等特点。