X 射 線 電 腦 斷 層 掃 描 層 析 技 術 ( C o m p u t e d Tomography)，簡稱CT，原理是用X射線進行拍照，不過做一次CT檢查，相當于在同一部位分不同層、多個角度進行X射線立體化掃描，并由計算機合成三維立體圖像，電腦斷層掃描能夠更加深入地針對某一器官某一位置的病變進行檢查。通常來講，CT機主要用于對頭顱、胸腔以及腹腔器官進行掃描，以鑒定肺部感染、肺癌、腦部腫瘤、血管瘤，以及造影劑檢查心血管狹窄堵塞引起的心肌梗塞等疾病，尤其對于早期肺癌的診斷，CT是最佳的選擇。

　　1 CT成像原理及CT機上的自動化

　　CT成像的基本原理是用X光線束對人體檢查部位一定厚度的層面進行分層掃描，由探測器接收透過該層面的X線，轉變?yōu)榭梢姽夂?，由光電轉換器轉變?yōu)殡娦盘?，再?jīng)模擬/數(shù)字轉換器，轉為數(shù)字信號，輸入計算機處理，圖像形成的處理有如將選定層面分成若干個體積相同的長方體體素(Voxel)。掃描所得信息經(jīng)計算而獲得每個體素的X線衰減系數(shù)或吸收系數(shù)，再排列成矩陣，把數(shù)字矩陣轉為由黑到白不等灰度的小方塊，即像素(Pixel)，并按矩陣排列，從而構成CT圖像。

　　在X線穿透人體器官或組織時，由于人體器官或組織是由多種物質成分和不同的密度構成的，所以各點對X線的吸收系數(shù)是不同的。CT成像裝置要從不同角度方向上進行多次分層掃描，來獲取足夠的數(shù)據(jù)建立求解吸收系數(shù)的方程。

　　因此，CT機上的自動化大致包括：多角度傳感器、分層次掃描(三維運動控制)，以及角度變化與分層掃描的多軸同步聯(lián)動運動控制。系統(tǒng)工作流程包括：

　　(1)檢查床體的移動，上下與前進退出，這里的移動位置就是多軸運動控制的自動化位置控制;

　　(2)X光射線發(fā)射管(俗稱“槍”)和接收成像板(俗稱“靶”)的相對同步掃描和角度變化的同步聯(lián)動，這里的掃描對位就有位置控制，“槍”與“靶”的位置同步與角度變化對齊同步就有自動化同步聯(lián)動控制，并且由于角度的傾斜，同步中還要做位移隨角度傾斜的補償計算，才能夠準確合成影像。

　　而且，這一部分的位置控制對于精度與可靠性要求很高，如果位置錯了，不僅僅影響檢查的準確性，也有可能損壞機器，或者造成對病人的傷害。因為X射線對人體有一定的傷害，因此必須時間要短，效率要高，并獲得高質量的CT成像。

　　目前常見的CT有64層、128層和256層，每一層的位置控制分層，相當于數(shù)碼像素，就是由絕對值多圈編碼器反饋輸出信號完成。層數(shù)越多分得越細，CT圖像的質量越高，但是對于編碼器輸出精度要求也就越高，而且不允許有錯誤數(shù)據(jù)，這對于提供的編碼器要求是很高的。

　　尤其是“槍”與“靶”的自動化同步對位，以及與床體的自動化同步聯(lián)動補償計算，一定要做機械末端閉環(huán)，反饋的傳感器數(shù)據(jù)輸出要一定同步準確，重復精度一定要高，數(shù)據(jù)一定不能有錯，這是CT圖像能夠成像的關鍵。

　　2 多軸同步控制技術

　　(1)每一個運動負載軸的機械末端需要傳感器反饋，并且數(shù)據(jù)可靠性要保證，才能確保同步控制的可靠性。同步控制的可靠性非常重要，因為任何一個運動負載軸反饋數(shù)據(jù)的錯誤，或者控制上的失誤，都會造成同步任務失敗與損失，甚至會造成設備的損壞。所以每一個運動負載機械末端的傳感器反饋是不能省的，目前以可靠性、實用性而言，一般選用了機械式絕對值多圈編碼器為多。

　　在CT設備中一旦同步掃描任務失敗，病人就需要多做一次X光劑量，這是不被允許的，因為多次的X光照射對人體會造成傷害。

　　(2)每一個運動負載軸上的絕對值多圈編碼器的數(shù)據(jù)應該是無時差的硬件并行同時采集，例如多路硬件連接的到達同步位置比較器，或者選用同步數(shù)據(jù)采集器轉換為總線，進入上位機控制器做同步位置比較。目前也有使用工業(yè)以太網(wǎng)上傳到上位機控制器。

　　(3)重復精度與數(shù)據(jù)的可靠性，這是對自動化系統(tǒng)可靠性、安全性的需要。而在多軸運動控制中，有些是不同運動方向、不同的位置移動比例關系，非線性的計算或者補償，但是仍然要遵循運動控制軌跡設計的控制，稱為同步聯(lián)動控制。

　　如果反饋數(shù)據(jù)有時差，甚至缺少一個負載軸的閉環(huán)數(shù)據(jù)反饋，那么運動行走的軌跡就會有鋸齒形邊(因為時差關系)，或者在糾正偏差時引起糾偏振蕩(因為時差關系)。例如在CT自動化控制中，就是一個五軸的運動控制同步聯(lián)動控制，包括發(fā)射門機的傾斜與旋轉角度、床體的三維運動控制。如果發(fā)生同步時差，合成的影像將會產(chǎn)生重影、“鬼影”，導致CT影像合成失敗。

　　3 對編碼器的要求

　　CT醫(yī)學影像設備對于絕對值多圈編碼器的核心要求有：重復精度高、高可靠性、不許出錯。

　　目前，其他的醫(yī)學影像檢查手段還有核磁共振檢查(簡稱MRI)、數(shù)字X光照相(簡稱DR)等，這些設備也都需要用到絕對值多圈編碼器，它們對于編碼器的性能要求也大致同樣，同時也需要大量的國產(chǎn)化產(chǎn)品普及應用。

　　我國目前每百萬人口的CT保有量與發(fā)達國家比較還很低，需大量普及CT設備，醫(yī)學影像CT早期檢查篩選的普及化，可以大幅度提高肺癌的早期發(fā)現(xiàn)率，提高肺癌患者的生存率。這些醫(yī)學影像檢查設備如果能夠實現(xiàn)大量的國產(chǎn)化制造，就可以實現(xiàn)全民醫(yī)療的早期檢查，提高我國居民的整體健康水平，解決老百姓“看病貴”的實際難題，造福社會和人民。