扫描机sǎomiáojī

<名>进行扫描的电子仪器。
　◇ 赌场入口处设电视扫描机以防带入凶器，同时配备便衣警卫人员700人，轮流值班。(人民日报.1980.11.3)
　◇ 沈阳软件园中，有的企业把软件技术和现代医学结合，开发出具有自主知识产权的CT扫描机。(人民日报.2000.10.5)

扫描机

扫描机是临床核医学中应用较早的一种放射性核素显象装置，它的探头和受检体之间的相对位置按一定规律移动，以测定不同部分的相对放射性活度，从而用图象显示出放射性核素在体内的分布。扫描机的工作是与特定放射性核素标记药物的应用相配合。由于各脏器对药物的选择性吸收，同一脏器的正常组织与病变组织的吸收有差异，故能根据放射性分布图诊断某些脏器的占位性病变或功能性变化。

图1 扫描机基本结构方框
1. 准直器 2. NaI(Tl) 3. 光
电倍增管 4. 跟随器 5. 线性
脉冲放大器 6. 脉冲幅度分析
器 7. 数据测量和处理 8. 记
录装置 9. 驱动系统

扫描机灵敏度高，安全简便，价格便宜，故广泛用于甲状腺、肝、脾、肺、脑、胰等脏器的检查。
扫描机每作一次显象需时较长，不能适应快速显象的需要，在一些要求快速显象的工作中，已逐步被γ照相机取代。但对于一些不需要快速显象的场合，如肿瘤定位等，扫描机仍不失为一种有用的工具。
扫描机的基本结构由探头、线性脉冲放大器、脉冲幅度分析器、数据测量和处理系统、记录装置、驱动系统等组成。
探头 探头只探测被扫靶体有限范围内的辐射，它的运动方式由驱动系统控制。在X轴方向，它是连续地、匀速地移动，当扫到被测靶体的末端时，它就在与之垂直的Y方向移过间距Δy，然后平行于原来的方向往回移动。探头以这种方式在靶体上方逐行地来回扫描，探测靶体相应各部分的相对放射性活度，得到一幅放射性分布的图象。探头由准直器、辐射探测器组件和探测器屏蔽组成。辐射探测器组件通常包括NaI(Tl)闪烁晶体、光电倍增管和跟随器，它们的工作原理参见“核射线的探测”及“固体闪烁测量”条。
脉冲频率太高时机械记录装置（打点装置）来不及响应，所以中间还有一频率转换装置，将脉冲频率按一定比例递减。最后记录到的脉冲数并不是原始的脉冲数，但能够反映各部位原始脉冲数的相对量。最常用的办法是用计数率仪(见“动态功能测定仪”条)，将脉冲频率转换成直流电压，电流的大小与脉冲的频率成正比；然后再用电压-频率系统将直流电压转变为一定频率的脉冲，直流电压越高，脉冲频率也越高，但与原始脉冲相比，则已经慢得多。
放射性核素衰变的统计涨落对测量的精度有影响。在采用模拟式计数率仪的扫描机中，为了达到一定的测量精度，电路的时间常数τ可取大一些，以累积足够的计数。但另一方面，在探头对靶体不断扫描的过程中，输出的模拟电压不能很快地反映输入计数率的变化，在往返扫描中，在计数率急剧变化的边缘产生错行位移，称为“锯齿”畸变；错行位移的程度与扫描速度成正比。这种现象妨碍了对较小范围的放射性变化区的识别。因此在实际应用时，适当地选择电路时间常数和扫描速度是重要的，使满足一定的测量精度而又不致有过分的“锯齿”失真。
在采用数字式计数率仪的扫描机中，计数器将一定时间间隔内的γ计数累积起来，然后用数-模转换电路转换成模拟电压去控制记录装置，此时输入计数率的变化和输出模拟电压之间的延迟是很小和不变的，并可用机械缓冲装置或在电路中补偿，从而大大减少“锯齿”畸变；也可用改变取样时间的办法，以使在不同放射性活度时，都有较好的精度。为了减少统计涨落的影响，有的还采用平滑运算处理。在具有二个测量道的扫描机中，还可对二个测量道来的信息进行加、减运算，这样可提高灵敏度和作双标记扫描。
记录装置 从探头获取的信息，经数据处理系统后输到记录装置，完成放射性分布的显示。常用的有黑白打印记录、彩色打印记录、光记录、磁记录等方式。为了使脏器放射性活度信息能准确定位，记录装置常通过机械连杆直接和探头相连。此外，由于被测脏器周围组织及血液中吸收的放射性药物和脏器中一样，不能用脉冲分析器作能量鉴别除去，在一般记录方法中都有“去本底”或“本底抑制”调节，当计数率低于某一预选值时，记录装置不予记录。恰当地选择“去本底”值，脏器周围组织吸收的放射性就不显示，使脏器轮廓显象清楚。用此法还可区分两放射性浓度差别不大的单元，提高对比度。黑白打印记录用一种机械打印器，每次打印就在纸上打出一个黑色的标记，打印速率和计数率对应。这种扫描机称黑白扫描机。
由于人眼对于颜色的分辨能力优于对密度的分辨能力，还常用彩色打印记录；这种扫描机又称彩色扫描机。在彩色打印记录中，打印头和显示纸之间装有多种颜色的一组彩带，打印头打在彩带上，把彩带上相应颜色印在纸上，打印头下彩带的位置受计数率控制，按计数率的高低将多色彩带的相应颜色移到打印头下，而打印头的打印速率也和计数率成正比，这样不同的计数率显示为密度、颜色两种变化。有时在放射性活度过低时，可采用恒频打印，仅以颜色不同表示计数率的变化，否则打印密度太低，图形有稀疏感。在彩色记录中，一般以红色表示计数率最高的点，称作热点。在作扫描记录前，为了保证每次扫描时计数率能按相同的间隔由低到高地选择相应的颜色，把各点的γ计数都乘以同一个系数，使得γ计数最高点的数值成为一个标准数值，此时打印头对准的彩带正好是红色，这称为热点归一化。
在光记录中，光源聚焦成狭缝或点状，光源的强度受计数率控制。在暗室中，用此光源去曝光照相底片，照相底片的黑度反映了放射性的强度。
此外，还可用磁带记录扫描过程中获取的全部信息，需要时再在适当的重放装置上显示放射性分布图。此法的优点是可在病人离去后从容不迫地选择最佳重放条件，以获得较好的图象显示。
分辨率和灵敏度 扫描机的主要指标是分辨率和灵敏度。分辨率表征对两个相互靠近的小放射源加以区分的能力，而灵敏度是指有效地探测放射性量微小差别的能力。这两个指标都和准直器的结构和正确使用有密切关系。准直器的作用是定向定位，使只局限于某一空间单元的射线进入到辐射探测器，而被测脏器其他部分的射线受到屏蔽而不能进入探测器。准直器常用原子序数大、密度高的物质如铅铸造而成，根据探测γ线能量不同，可设计成低能、中能、高能准直器。常用的是多孔道聚焦型准直器，这是一种由很多锥形孔道构成的蜂窝状准直器，孔径的形状有圆形、正六边形、扇形。各孔道的轴线和中心轴线相交于一点，称几何焦点；几何焦点到准直器正面的距离称几何焦距。在中心轴线上测得最大计数率点到准直器正面的距离为有效焦距。一般有效焦距小于几何焦距。通过有效焦距垂直于准直器中心轴线的平面称焦平面。扫描时，可调节探测器位置，使被测脏器落在准直器的有效焦平面上，以获取最多的信息。准直器的空间分辨率是扫描机分辨率的定量表示，它的定义为准直器线分布函数一半最大值的全宽度，简称半宽度。线分布函数可通过放置于和准直器轴线垂直的平面上的线型放射性源扫描而得，它反映了准直器的特性，以图2表示。从图中可求得不同距离时的半宽度，并可看到在轴线的某一水平上（即源与准直器在一定距离时），半宽度有一最小值，即最佳分辨率。

图2 准直器的线分布函数曲线

由于扫描前不知病变在脏器的什么深度，所以希望准直器有较好的深度响应，使它在较大范围内分辨率不受深度变化的影响。因此有的准直器设计成有几个不同的焦点，分别聚焦于不同的深度，或采用双探头扫描，此时，两个探头分别在脏器两侧同时探测。扫描机的灵敏度取决于源发射的并通过准直器孔道的γ线和入射到NaI(Tl)闪烁晶体上并在光电峰范围内产生脉冲的那部分γ线。前者和准直器的几何结构有关，后者和晶体面积及探测的γ线能量有关。一般以平面源灵敏度表示扫描机的灵敏度，即用规定的准直器和脉冲幅度分析器窗，将规定的某放射性核素平面源在空气中对准和垂直于准直器中心，放在离准直器正面一定距离处，测得探头的计数率和单位面积平面源放射性活度之比[cpm/(μCi/cm²)]。准直器的这些参数是相互制约的，灵敏度越高，分辨率越低，设计时要根据临床要求，适当兼顾。