炫速双源CT心脑血管病诊断
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二、 炫速双源CT的优势

(一)增加时间分辨率

炫速双源CT机架上互成94°角安装的两个球管/探测器系统,采集一层图像数据只需要旋转94°,所需时间约是单源螺旋CT的一半。机架旋转一圈的时间为0.28秒,因此系统的时间分辨率约为旋转时间的1/4即75毫秒(图2-2-2),不需要进行多扇区重建,进一步提高了冠状动脉成像的图像质量,在高心率的情况下可以常规应用前瞻性序列扫描。

(二)增加容积覆盖范围

图2-2-2 双源CT的时间分辨率,旋转时间/4 =75毫秒
加宽探测器是增加容积覆盖范围的一个解决方法。探测器宽度达到一个心脏长度,就可以在一次心跳周期内和不动床的情况下完成对整个心脏的扫描。但是事实上,由于现在超宽探测器CT的时间分辨率没有得到提高和低对比度分辨率的下降,使得心脏扫描依然受限于心率和心律,仍然需要服用β受体阻滞剂控制心率,同时图像质量并没有得到改善,并且我们所期待的心肌灌注评估也因为受限的时间分辨率不能应对负荷心脏的快心率成为遗憾。另外,使用宽探测器CT时,要想在获得与64层CT相同的各向同性的空间分辨率的同时保证图像具有足够的信噪比,就必须明显地加大射线剂量,而这将会造成医学伦理学方面的问题。所以既要避免宽探测器造成的不可逾越的问题,又要增加扫描的容积覆盖,那么就要突破固有的一味增加探测器宽度的局限思维,利用双源双球管信息互补和四维螺旋扫描技术,将真正的容积覆盖范围加大到48cm(图2-2-3),可以完成大范围的全身各部位的全器官灌注和血管四维成像。就心脏而言,炫速双源CT高时间分辨率能够对负荷状态下的高心率心脏成像,并凭借它Shuttle Model的扫描模式,可以覆盖整个心脏的范围,从而完成真正的、负荷状态下的、具有时间-密度曲线的心肌灌注成像。
图2-2-3 Shuttle Model的动态扫描模式

(三)低剂量扫描

炫速双源CT在较低心率患者应用Flash大螺距扫描模式,冠脉检查的辐射剂量可以控制在1mSv以内。前瞻性序列扫描剂量可以控制在1.2~4.3mSv。如果需要,前瞻性扫描可以设置智能扩展触发时相,在低剂量成像的同时,可以完成心功能的评估。另外,基于原始数据的迭代重建技术(SAFIRE技术)(见第四章 第五节)可以双重消除噪声和伪影,大大地增加图像信噪比,因而可以大幅地降低辐射剂量(图2-2-4)。

(四)组织分辨能力的拓展

图2-2-4 SAFIRE技术,直接原始数据迭代重建技术
密度分辨率是传统CT成像的基本出发点,密度对比是其分辨组织结构的依据。对于密度相同或相似的组织,传统的方式是引入阳性或阴性对比剂,使之产生密度对比。而目前能量成像已经成为一种新的可以分辨组织CT成像手段。研究表明,单源双能通过切换电压可以很容易的实现,但是因为快速切换导致两种电压能量的不纯,影响分辨组织的客观性,因此致力于研究更纯的双能量成像(图2-2-5)。
图2-2-5 双能量技术发展史

(五)大螺距扫描模式

双源设计成就了一种全新的大螺距扫描模式(图2-2-6),螺距可以达到3.4,扫描速度达到45cm/s。这种扫描方式让冠脉成像可以在1/4个心动周期内完成(0.25秒左右),全胸扫描0.6秒内完成,全身扫描4秒内完成,扫描速度快到成像对呼吸运动不敏感,所以不能屏气的成人和不配合的小儿都可以不受呼吸限制,成功地完成检查。
图2-2-6 Flash大螺距扫描心脏

(六)双能量能谱纯化技术

炫速双源CT采用能谱纯化技术(spectrum photon shield,SPS)来有效降低成像的剂量(图2-2-7)。为了得到更加纯化的能量,在高能球管上设置了Sn能量滤过器,应用能谱纯化技术,使高、低两个能量谱几乎没有重叠,真正实现了纯谱能量。此外,为了使两个能量获取的图像噪声和剂量一致,灵活调节每个球管的管电流是必要的,通常来说球管电压在140kV和80kV下球管电流的最优比例大约是1:4;两个独立的探测器呈94°角,各自独立地接受不同能量的X线光子,得到的能量信息也互不受干扰。用纯谱能量扫描得到的数据,可以客观准确地应用在图像显示、定量和协助定性的多个方面,譬如像头颈、体部的血管造影直接去骨,肺栓塞和肺血流灌注一次完成,肾结石分析,痛风结节检测等多种应用已经成为常规;能谱成像帮助显示、分析实质脏器的早期病灶,协助对肿瘤进行定性诊断;在心脏成像方面,则可以一次双能量扫描,得到冠脉的形态细节和心肌的首过血流灌注影像,一站式完成形态和功能学的结合。双能量的临床应用已经由第一代双源CT的FDA认证的10项检查拓展为14项检查(图2-2-8)。