ct 設(shè)備原理？ct取電電路工作原理是什么

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本文目錄

1. ct取電電路工作原理是什么
2. 電流互感器的CT原理
3. PET-CT的原理

一、ct取電電路工作原理是什么

CT取電（感應(yīng)取電）電源，即利用安裝在電力線路上的CT通過電磁感應(yīng)原理獲得電源的一種裝置，它由取電CT（取能互感器）和電源轉(zhuǎn)換模塊（將CT取得的電能量轉(zhuǎn)化為所需要的直流電壓）兩部分組成。

在高壓、超高壓及特高壓輸電領(lǐng)域，導(dǎo)線可能流經(jīng)巨大的短時故障電流，這時電流感應(yīng)電源需加裝專門配套的限流器。CT取電電路，用于獲取經(jīng)CT變換而來的電流信號，

并將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的3.

3V（或5V,12V等）直流電壓，CT取電電路包括整流濾波電路、DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路、掉電檢測電路和后備電池電路，其中高壓線路的電流經(jīng)過電流傳感器、防浪涌保護(hù)電路后分別進(jìn)入信號變換電路、CT取電電路以及整流濾波電路，整流濾波電路的輸出端連接DC/DC模塊電路、過壓保護(hù)電路和掉電檢測電路，DC/DC模塊電路的輸出端輸出3.3V（或5V,12V等）直流電壓，掉電檢測電路的輸出端控制后備電池電路是否向整個系統(tǒng)輸出電壓。

CT取電（感應(yīng)取電）電源主要應(yīng)用于電力線路上，可以解決因設(shè)備無法獲得其它方式供電的問題。1)高壓輸配電領(lǐng)域:電流感應(yīng)電源主要用于缺乏常規(guī)供電措施的高壓輸配電領(lǐng)域，在輸配電網(wǎng)中，電壓高至10kV-1150kV，工作電流達(dá)數(shù)十安至數(shù)千安，雖有巨大的電能傳輸，許多智能化電子設(shè)備卻因缺電而無法安裝，或不得不配置昂貴笨重的太陽能或風(fēng)能發(fā)電設(shè)備，猶如長江邊上無水可飲。

2)

智能電網(wǎng)領(lǐng)域：隨著智能電網(wǎng)的開展，在高壓一次設(shè)備上（如架空輸電線、電纜、環(huán)網(wǎng)柜等）加裝智能電子設(shè)備的需求增強，電流感應(yīng)電源的應(yīng)用日趨廣泛，

包括但不限于：配電自動化、智能環(huán)網(wǎng)柜、架空輸電線及電纜監(jiān)控、高壓帶電維護(hù)工具及其它各種拓展應(yīng)用（如野外通信基站、高壓輸電線指示燈等），如：智能開關(guān)柜配套電源，環(huán)網(wǎng)柜及輸配電監(jiān)測電源，故障指示器配套專用電源等等。

CT取電（感應(yīng)取電）具體應(yīng)用：配電自動化（配電線路故障指示器）,戶外智能開關(guān)柜,電力在線監(jiān)測系統(tǒng)(高壓輸電監(jiān)控,電纜狀態(tài)監(jiān)控),電力無線測溫系統(tǒng),有源電子互感器,高壓帶電作業(yè)工具,其他高壓輸電線上電子設(shè)備（如高壓輸電線指示燈等）等等。

CT取電（感應(yīng)取電）電源采用超寬電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器（如13V-380V寬輸入的PI-05V-B4等），能夠確保在一次側(cè)電流較大的變化范圍內(nèi)（比如15A~8000A）,

CT取電電源都能夠給電子線路提供穩(wěn)定的電壓。母線電流跟隨線路負(fù)載的變化而在很大的范圍變化，使二次側(cè)的感應(yīng)電壓也隨之在很大的范圍變化，給

CT取電電源的設(shè)計帶來很大的難度,寬電壓DC-DC轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)在較大的輸電線電流變化范圍內(nèi)該 CT取電裝置工作正常、輸出穩(wěn)定，

避免發(fā)生電流互感器嚴(yán)重發(fā)熱現(xiàn)象，且電路簡單，成本低。

二、電流互感器的CT原理

CT（簡稱）正常工作的時候，次級所接負(fù)載為繼電器電流線圈等等阻抗很小的東東，基本上屬于運行在短路狀態(tài)。于是由一次電流和次級電流所產(chǎn)生的磁通相互去磁，使鐵芯中的磁通密度較低（在0.1T以下），次級電壓也很低。2、當(dāng)次級繞組開路而一次電流不變，在次級電流為0的情況下，它的去磁磁通也沒有了。這時候一次電流全部變?yōu)閯畲烹娏鳎硅F心飽和（突變的），它的磁通密度高達(dá)1.8T以上。3、出現(xiàn)了第2種情況后，簡單說點后果吧：A次級產(chǎn)生數(shù)千伏電壓，對次級絕緣可能擊穿，對人員和設(shè)備有危險。B鐵芯突變飽和則損耗增加，鐵芯會發(fā)熱，容易破壞絕緣。C使計量失準(zhǔn)，因為磁通的變化太高會在鐵芯中產(chǎn)生剩磁，CT比差和角差加大。

三、PET-CT的原理

一、PET顯像的基本原理

PET是英文 Positron Emission Tomography的縮寫。其臨床顯像過程為：將發(fā)射正電子的放射性核素（如F－18等）標(biāo)記到能夠參與人體組織血流或代謝過程的化合物上，將標(biāo)有帶正電子化合物的放射性核素注射到受檢者體內(nèi)。讓受檢者在PET的有效視野范圍內(nèi)進(jìn)行 PET顯像。放射核素發(fā)射出的正電子在體內(nèi)移動大約1mm后與組織中的負(fù)電子結(jié)合發(fā)生湮滅輻射。產(chǎn)生兩個能量相等（511 KeV）、

方向相反的γ光子。由于兩個光子在體內(nèi)的路徑不同，到達(dá)兩個探測器的時間也有一定差別，如果在規(guī)定的時間窗內(nèi)（一般為 0－15 us），探頭系統(tǒng)探測到兩個互成180度（士0．25度）的光子時。即為一個符合事件，探測器便分別送出一個時間脈沖，脈沖處理器將脈沖變?yōu)榉讲?，符合電路對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分類后，送人工作站進(jìn)行圖像重建。便得到人體各部位橫斷面、冠狀斷面和矢狀斷面的影像。

PET系統(tǒng)的主要部件包括機架、環(huán)形探測器、符合電路、檢查床及工作站等。探測系統(tǒng)是整個正電子發(fā)射顯像系統(tǒng)中的主要部分，它采用的塊狀探測結(jié)構(gòu)有利于消除散射、提高計數(shù)率。許多塊結(jié)構(gòu)組成一個環(huán)，再由數(shù)十個環(huán)構(gòu)成整個探測器。每個塊結(jié)構(gòu)由大約36個鍺酸鉍（BGO）小晶體組成，晶體之后又帶有2對（4個）光電倍增管（PMT）（請看圖1）。BGO晶體將高能光子轉(zhuǎn)換為可見光．PMT將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號再被轉(zhuǎn)換成時間脈沖信號，探頭層間符合線路對每個探頭信號的時間耦合性進(jìn)行檢驗判定，排除其它來源射線的干擾，經(jīng)運算給出正電子的位置，計算機采用散射、偶然符合信號校正及光子飛行時間計算等技術(shù)，完成圖像重建。重建后的圖像將PET的整體分辨率提高到2 mm左右。

PET采用符合探測技術(shù)進(jìn)行電子準(zhǔn)直校正，大大減少了隨機符合事件和本底，電子準(zhǔn)直器具有非常高的靈敏度（沒有鉛屏蔽的影響）和分辨率。另外．BGO晶體的大小與靈敏度成正相關(guān)性。塊狀結(jié)構(gòu)的PET探頭。能進(jìn)行2D或3D采集。2D采集是在環(huán)與環(huán)之間隔置鉛板或鎢板，以減少散射對圖像質(zhì)量的影響 2D圖像重建時只對臨近幾個環(huán)（一般2－3個環(huán)）內(nèi)的計數(shù)進(jìn)行符合計算，其分辨率高，計數(shù)率低；3D數(shù)據(jù)采集則不同。取消了環(huán)與環(huán)之間的間隔，在所有環(huán)內(nèi)進(jìn)行符合計算，明顯地提高了計數(shù)率，但散射嚴(yán)重，圖像分辨率也較低，且數(shù)據(jù)重組時要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)運算。兩種采集方法的另一個重要區(qū)別是靈敏度不同，3D采集的靈敏度在視野中心為最高。

二、多層螺旋CT的工作原理

CT的基本原理是圖像重建，根據(jù)人體各種組織（包括正常和異常組織）對X射線吸收不等這一特性，將人體某一選定層面分成許多立方體小塊（也稱體素）X射線穿過體素后，測得的密度或灰度值稱為象素。X射線束穿過選定層面，探測器接收到沿X射線束方向排列的各體素吸收X射線后衰減值的總和，為已知值，形成該總量的各體素X射線衰減值為未知值，當(dāng)X射線發(fā)生源和探測器圍繞人體做圓弧或圓周相對運動時。用迭代方法

求出每一體素的X射線衰減值并進(jìn)行圖像重建，得到該層面不同密度組織的黑白圖像。

螺旋CT突破了傳統(tǒng)CT的設(shè)計，采用滑環(huán)技術(shù)，將電源電纜和一些信號線與固定機架內(nèi)不同金屬環(huán)相連運動的X射線管和探測器滑動電刷與金屬環(huán)導(dǎo)聯(lián)。球管和探測器不受電纜長度限制，沿人體長軸連續(xù)勻速旋轉(zhuǎn)，掃描床同步勻速遞進(jìn)（傳統(tǒng) CT掃描床在掃描時靜止不動），掃描軌跡呈螺旋狀前進(jìn)，可快速、不間斷地完成容積掃描。

多層螺旋CT的特點是探測器多層排列。是高速度、高空間分辨率的最佳結(jié)合。多層螺旋CT的寬探測器采用高效固體稀土陶瓷材料制成。每個單元只有 0．5、1或 1.25 mm厚，最多也只有5 mm厚薄層掃描探測器的光電轉(zhuǎn)換效率高達(dá)99%能連續(xù)接收X射線信號。余輝極短，且穩(wěn)定性好。多層螺旋CT能高速完成較大范圍的容積掃描，圖像質(zhì)量好，成像速度快，具有很高的縱向分辨率和很好的時間分辨率。大大拓寬了CT的應(yīng)

用范圍，與單層螺旋CT相比。采集同樣體積的數(shù)據(jù)，掃描時間大為縮短，在不增加X射線劑量的情況下，每15 S左右就能掃描一個部位；5S內(nèi)可完成層厚為3 mm的整個胸部掃描；采用較大的螺距 P值，一次屏氣20 S，可以完成體部掃描；同樣層厚，同樣時間內(nèi)，掃描范圍增大4倍。掃描的單位時間覆蓋率明顯提高，病人接受的射線劑量明顯減少，x線球管的使用壽命明顯延長，同時，節(jié)省了對比劑用量，提高了低對比分辨率和空間分辨率，明顯減少了噪聲、偽影及硬化效應(yīng)。另外，還可根據(jù)不同層厚需要自動調(diào)節(jié)X射線錐形線束的寬度，經(jīng)過準(zhǔn)直的X射線束聚焦在相應(yīng)數(shù)目的探測器上探測器通過電子開關(guān)與四個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)（DAS）相連。每個DAS能獨立采集完成一套圖像，按照DAS與探測器匹配方式不同。通過電子切換可以選擇性地獲得1層、2層或4層圖像，每層厚度可自由選擇（0.5、1.0、1.25 mm或 5、10 mm。采集的數(shù)據(jù)既可做常規(guī)圖像顯示，也可在工作站進(jìn)行后處理，完成三維立體重建、多層面重建、器官表面重建等，并能實時或近于實時顯示。另外．不同角度的旋轉(zhuǎn)、不同顏色的標(biāo)記，使圖像更具立體感更直觀、逼真。仿真內(nèi)窺鏡、三維CT血管造影技術(shù)也更加成熟和快捷。

三、 PET－CT的圖像融合

PET與CT兩種不同成像原理的設(shè)備同機組合，不是其功能的簡單相加。而是在此基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像融合，融合后的圖像既有精細(xì)的解剖結(jié)構(gòu)又有豐富的生理．生化功能信息能為確定和查找腫瘤及其它病灶的精確位置定量、定性診斷提供依據(jù)。并可用X線對核醫(yī)學(xué)圖像進(jìn)行衰減校正。

PET－CT的核心是融合，圖像融合是指將相同或不同成像方式的圖像經(jīng)過一定的變換處理使它們的空間位置和空間坐標(biāo)達(dá)到匹配，圖像融臺處理系統(tǒng)利用各自成像方式的特點對兩種圖像進(jìn)行空間配準(zhǔn)與結(jié)合，將影像數(shù)據(jù)注冊后合成為一個單一的影像。 PET－CT同機融合（又叫硬件融合、非影像對位）具有相同的定位坐標(biāo)系統(tǒng)，病人掃描時不必改變位置，即可進(jìn)行 PET－CT同機采集，避免了由于病人移位所造成的誤差。采集后兩種圖像不必進(jìn)行對位、轉(zhuǎn)換及配準(zhǔn)，計算機圖像融合軟件便可方便地進(jìn)行

2D、3D的精確融合，融合后的圖像同時顯示出人體解剖結(jié)構(gòu)和器官的代謝活動，大大簡化了整個圖像融合過程中的技術(shù)難度、避免了復(fù)雜的標(biāo)記方法和采集后的大量運算，并在一定程度上解決了時間、空間的配準(zhǔn)問題，圖像可靠性大大提高。

PET在成像過程中由于受康普頓效應(yīng)、散射、偶然符合事件、死時間等衰減因素的影響，采集的數(shù)據(jù)與實際情況并不一致，圖像質(zhì)量失真，必須采用有效措施進(jìn)行校正，才能得到更真實的醫(yī)學(xué)影像。同位素校正得到的穿透圖像系統(tǒng)分辨率一般為12 mm、而 X線方法的穿透圖像系統(tǒng)分辨率為1mm左右圖像信息量遠(yuǎn)大于同位素方法。用 CT圖像對 PET進(jìn)行衰減校正使 PET圖像的清晰度大為提高，圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于同位素穿透源校正的效果（請看圖2），分辨率提高了 25%以上，校正效率提高了 30%，且易于操作。校正后的 PET圖像與 CT圖像進(jìn)行融合，經(jīng)信息互補后得到更多的解剖結(jié)構(gòu)和生理功能關(guān)系的信息對于腫瘤病人手術(shù)和放射治療定位具有極其重要的臨床意義。

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