上QQ阅读APP看书,第一时间看更新
第2章 介入相关CT机物理技术
CT研发之初主要应用于诊断,其主要构成部分为机架、球管、滤线栅、探测器、DAS系统、重建系统等。CT技术得到临床应用的青睐最重要的是扫描速度的提高。CT扫描能力从最初仅能进行静止器官扫描到可以完成运动器官扫描,从运动慢的器官到运动快的器官,成像能力不断提高。最早的非螺旋CT只能做相对静止的头部,螺旋CT实现了一次屏气扫描全肺的容积图像。亚秒级的旋转速度结合稍宽的探测器,CT扫描速度可以匹配造影剂的流动速度以后,CTA开始日常应用,而64排及以上的CT使得冠脉CTA进入日常检查(图2-0-1)。
图2-0-1 CT成像的发展
与CT引导介入技术相关的主要设备便是CT,随着软硬件革新及各项技术的进展,其应用逐渐拓宽,至今已广泛应用于介入治疗等领域。对于介入应用,CT设备具备各项角度、距离等显示工具,辅助确定进针方向、角度以及深度等位置信息(图2-0-2)。除尽量精细显示病灶外,部分厂家还具有扫描参数自动设定功能,根据扫描部位自动优化扫描条件(图2-0-3),进一步减少了操作时间。
在精准医学时代背景下,介入治疗要求CT具有以下功能:稳定、优质、清晰的图像质量,CT设备近年来发展迅速,各项软硬件技术不断革新,设备档次也已经从最初单排CT到了16排、64排至现今超高端CT及光谱CT的水平;CT设备的软硬件革新及技术发展也给CT引导下的介入学提供了更多技术支持,现CT设备旋转速度均已达到1s以内,64排CT转速已经在0.5s以内,可以进一步节省整体介入操作时间;另外,通过探测器技术的进步,提高X射线效率、降低电子噪声。全数字化影像链技术,显著提升图像质量,实现了降低扫描条件的成像模式。在确保图像质量的前提下,扫描条件更低,而图像稳定清晰,满足多种需要。
图2-0-2 介入相关图像显示
图2-0-3 根据扫描部位自动优化扫描条件
1.简洁的操作模式
现今高端CT设备均已经具备螺旋扫描功能,可以快速进行各种二维及三维重建,方便进行病变位置及情况观察,且扫描层厚可达到1mm以下,空间分辨率达到20LP/cm以上,可以非常精细地显示病变部位。在此基础上各厂家均已开始研发各项智能操作及扫描技术,以提高扫描效率,优化图像质量。例如某厂家开发iPatient操作平台,透视扫描的扫描参数可随时更改,不同的扫描模式可随时切换。并且iPatient操作平台可将预扫描图像设为参照图像,用于指导介入过程,有多种不同显示模式,方便医生对患者进行精准的介入治疗(图2-0-4)。
图2-0-4 三维重建显示模式
2.高清成像技术
部分厂家利用图像算法,进行伪影去除,对于穿刺针、植入粒子或是患者本身的一些金属植入物,如义齿、人工关节等的伪影去除有一定的帮助,可辅助病灶位置以及周围组织结构的高清显示,辅助介入治疗顺利开展(图2-0-5、图2-0-6)。
图2-0-5 盆部无伪影显示模式
左为常规图像,右为去伪影图像
图2-0-6 三维重建颈部无伪影显示模式
3.低剂量的成像模式
目前大部分高端螺旋CT厂家都研发了低剂量迭代技术,进一步降低辐射剂量和提高图像质量。早期CT设备仅仅通过降低扫描时千伏及毫安值进行剂量降低,但无法同时保证图像质量。而现今各CT设备厂家进行的低剂量技术应用,通过迭代算法进行图像数据重建,剂量可比传统CT图像算法降低23%~76%,仍可保证图像质量不下降。
借助CT的种种优势,如扫描速度快、图像密度分辨率高且临床适应证广泛等,CT介入学也得以快速发展,加上各项临床技术的进步,未来发展的空间必将越来越宽泛。
(高翠翠 胡效坤)