雙源CT大螺距掃描技術(shù)的研究進展

任姣 孫建男 么剛 金曉宇 王莉娜

【摘要】近幾年來，由于人類疾病越來越年輕化，在臨床的檢查中也相繼出現(xiàn)各種各樣的檢查技術(shù)。隨著人們對自我保護意識的提升，在應(yīng)用各種檢查技術(shù)做檢查的同時，人們更希望在獲得準確的檢查結(jié)果的同時承受更小的身體損害。因此，更安全、更便捷、更能全面快速完成檢查的同時并且能使患者自身所受傷害更小已成為大多數(shù)人關(guān)注的重點。多排螺旋CT作為診斷疾病的重要檢查方法之一，越來越廣泛地應(yīng)用于臨床，并且隨著CT螺距技術(shù)的發(fā)展，患者檢查時間得到縮短，患者所受輻射劑量減低等。其他的降低輻射劑量的方法有低電壓技術(shù)自動曝光技術(shù)以及迭代重建技術(shù)等本文將從雙源CT大螺距掃描技術(shù)應(yīng)用進展等方面進行論述。

【關(guān)鍵詞】大螺距;雙源CT;輻射劑量;臨床應(yīng)用

【中圖分類號】R816.2;R816.1 【文獻標識碼】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.03.195

引言

CT即計算機X線體層攝影，1972年，英國工程師Hounsfield成功研制出了世界上第一臺CT機，自此，在CT的發(fā)展領(lǐng)域里，出現(xiàn)了一次又一次的革命[1]。主要在于CT機組成部件中的探測器的排數(shù)由原來的單排逐漸增加至16排、64排等。在2005年，全球著名的電子公司西門子公司推出了全球首臺雙源（ Dual Source Computer Tomography， DSCT）CT機，也被人們稱之為第一代雙源CT機，雙源，顧名思義，有兩個X射線發(fā)射源，與之對應(yīng)的有兩套X射線接收器，即兩套球管-探測器系統(tǒng)，并且每套球管-探測器系統(tǒng)可以獨立工作，獨自發(fā)射X射線，同時利用自己獨特的探測器接收信號，兩套球管-探測器系統(tǒng)也可以同時使用，這樣使掃描的速度變得更加快。完全打破了傳統(tǒng)的技術(shù)理念，自此，開創(chuàng)了CT技術(shù)應(yīng)用史上的新紀元[2]。隨著科學技術(shù)的進一步發(fā)展，西門子公司在經(jīng)過對原來的系統(tǒng)進行改造升級后，終于在2009年又成功安裝了新一代的雙源CT機，即第二代雙源CT機[3]。第二代雙源CT機與傳統(tǒng)的CT機不同之處在于它擁有兩套球管-探測器掃描系統(tǒng)，機架的旋轉(zhuǎn)速度可以達到0.28s，檢查床移動的速度更快，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)更加完善，能夠更加快速地采集患者信號，數(shù)據(jù)傳輸能力更快，后處理功能更加強大[4]。雙源CT基本可以應(yīng)用于全身每個部位的檢查，但主要還是應(yīng)用于全身各部位血管的檢查，其血管成像可以和數(shù)字減影血管造影（ Digitai Subtraction Angiography，DSA）相比較，結(jié)果顯示CT血管成像方式相比于數(shù)字減影血管造影成像方式有很大的優(yōu)勢，提高了血管病變的檢出率，同時減少了血管造影對血管的損害[5]。在實際操作中，利用雙源CT檢查技術(shù)在常規(guī)血管CTA檢查中均取得了很好的效果，如在主動脈、鎖骨動脈、腎動脈及下肢動脈以及下肢靜脈等。雙源CT的雙能量成像技術(shù)是其他普通螺旋CT所沒有的，甚至可以利用其能譜分析技術(shù)對膽囊結(jié)石成分以及腎結(jié)石成分進行分析，可以明確結(jié)石的成分，為臨床治療提供有價值的診斷信息[6]。

1? 雙源CT的大螺距

螺距的概念：即每個探測器旋轉(zhuǎn)一周檢查床移動的距離，螺距決定掃描的容積覆蓋速度，螺距越大，掃描速度越快。雙源CT之所以比其他螺旋CT更加受歡迎，是因為其特殊的Flash大螺距掃描模式，其最大螺距可以達到3.2。在常規(guī)的螺旋CT掃描中，螺距是有一定上線的，如果在掃描過程中，超過一定螺距則會使掃描的數(shù)據(jù)丟失，會對圖像產(chǎn)生一定的影響，對患者也有一定的經(jīng)濟損失。雙源螺旋CT的機架旋轉(zhuǎn)速度可縮短至0.28s，時間分辨率可達75ms，掃描床移動速度可達到45cm/s，可在1s內(nèi)完成整個胸部的掃描。雙源CT機有兩套球管-探測器系統(tǒng)，在一個數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)，第二個探測器可以彌補由于增大螺距而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失造成的圖像質(zhì)量的影響。因此，由于雙源CT的大螺距掃描技術(shù)的應(yīng)用，那些需要在掃描過程中屏住呼吸的檢查則可以不需要屏氣就可以完成檢查。

2? 大螺距掃描技術(shù)的應(yīng)用進展

2.1在冠狀動脈中的應(yīng)用

冠心病即冠狀動脈粥樣硬化性心臟病，在當今時代里，隨著人口老齡化以及人們生活水平的提高，冠心病患者越來越多。雖然冠心病屬于非傳染性慢性疾病，但它也嚴重威脅人類生命健康[7]。目前在臨床檢查中，冠脈CTA血管檢查技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)越來越受歡迎。然而，冠狀動脈CTA血管成像檢查受患者心率的影響很大，往往心率越高或者心律不齊的患者不能做此項檢查。根據(jù)氣體-血流動力學氧交換原理[8]，呼吸與心率之間有一定的相關(guān)性，當患者吸氣屏氣時心率會有所增高。因此，在做此項檢查前，需要對患者進行呼吸訓練。但有的時候即使已經(jīng)囑咐患者一定要在檢查的過程中屏住呼吸，仍有很多患者無法屏氣，致使圖像結(jié)果無法滿足臨床診斷要求，檢查結(jié)果失敗，給醫(yī)護人員以及患者都會帶來一定的損失。隨著雙源螺旋CT大螺距掃描技術(shù)的發(fā)展，在做心臟CTA血管檢查時不需要患者屏氣，且不需依賴心率。王玉權(quán)等[9]人研究結(jié)果表明大螺距CT掃描模式可大幅度降低輻射劑量、提高工作效率并在保證圖像質(zhì)量的同時對高心率、不屏氣狀態(tài)下也能獲得符合診斷要求的圖像。螺旋CT的螺距決定了容積覆蓋的速度，普通CT的螺距有一定的限度，當超過此限度，便會使數(shù)據(jù)丟失，然而雙源CT采用了大螺距掃描技術(shù)，在一個采集周期內(nèi)，第二個探測器可以彌補由于大螺距導(dǎo)致的數(shù)據(jù)丟失所引起的圖像質(zhì)量的改變。由于快速的掃描速度，所以極大地降低了患者的掃描時間，同時也降低了患者所受輻射劑量，避免了重疊掃描[10]。可見應(yīng)用大螺距模式掃描在增大掃描速度的同時相對減少了呼吸與心臟運動的偽影，可以實現(xiàn)在患者不屏氣狀態(tài)下即可完成冠狀動脈CT血管檢查。

2.2在肺動脈中的應(yīng)用

肺動脈栓塞[11]是指內(nèi)源性或外源性栓子栓塞肺動脈及肺動脈分支所造成肺循環(huán)阻礙的臨床病理綜合征。

目前，肺動脈CT成像（Computed Tomography Pulmonary Angiography ，CTPA）已基本替代導(dǎo)管法肺動脈造影而成為肺栓塞的影像學評價的一線檢查方法[12]。然而， 一些患有慢性阻塞性肺疾病、哮喘等嚴重呼吸系統(tǒng)疾病或心力衰竭、 瓣膜病、肺動脈高壓等循環(huán)系統(tǒng)疾病的患者，往往不能配合檢查屏住氣，最后導(dǎo)致檢查失敗。利用雙源Flash CT后處理技術(shù)、多平面重組技術(shù)、曲面重組技術(shù)、最大密度投影技術(shù)、容積成像技術(shù)，可以多角度多方位地觀察肺動脈血管的各級分支分布情況。同時也可以直觀地觀察到血栓的部位、形態(tài)、血管腔的受損情況以及血栓與管壁的關(guān)系。可以為臨床提供有價值的診斷信息。

2.3在泌尿系中的應(yīng)用

雙源CT大螺距尿路成像有著掃描速度快、掃描范圍大、采集數(shù)據(jù)的層厚薄、Z軸分辨率高等特點。并且檢查前無需患者腹部壓迫以及其他的特殊準備。由于不需要壓迫能夠使患者感到舒適。而且，此種檢查方法可使患者在一次屏氣中即可完成。基本不受腸管積氣和腸內(nèi)容物影響的情況下完成膈頂至盆底全部泌尿系掃描。

2.4在心臟和頭頸血管聯(lián)合掃描中的應(yīng)用

動脈粥樣硬化形成是導(dǎo)致心腦血管疾病的主要原因。研究[13]表明，冠狀動脈粥樣硬化與腦動脈、頸動脈粥樣硬化密切相關(guān)，因而準確全面的評價心腦血管動脈粥樣硬化的關(guān)系及程度，對于早期干預(yù)、降低心腦血管事件的發(fā)生來說至關(guān)重要。雙源CT 大螺距Flash 頭頸心一站式聯(lián)合掃描成像速度快，圖像質(zhì)量好，成功率高，對比劑用量少，輻射劑量低，可以為臨床提供有價值的診斷信息。

2.5在學齡前兒童肺部掃描中不用鎮(zhèn)靜劑的應(yīng)用

雙源CT大螺距掃描模式有著快速的容積覆蓋速度，使患者的輻射劑量降低，曾憲春[14]等研究表明：在大螺距掃描模式下掃描能縮短掃描時間、降低輻射劑量，而且不影響圖像質(zhì)量和臨床診斷效能，對心理狀態(tài)較為緊張或恐懼的學齡前兒童，可避免應(yīng)用鎮(zhèn)靜劑。值得臨床推廣應(yīng)用。

3? 總結(jié)

雙源CT大螺距掃描模式在臨床檢查中有著一定的應(yīng)用價值，特別是在某些需要患者呼吸配合的檢查中顯得尤為重要。吸氣屏氣會使胸腔發(fā)生物理變化，吸氣會導(dǎo)致胸腔內(nèi)壓力降低，從而改變胸腔內(nèi)大血管內(nèi)的血流動力學。此外，如果患者誘發(fā)Vaslalva動作，胸腔和血管內(nèi)壓力會突然大幅增加，從而阻止血液流向右心房，刺激迷走神經(jīng)反射導(dǎo)致心衰和心輸出量下降。雙源CT大螺距掃描可以加快掃描速度，使掃描時間縮短，因此不需要患者屏氣即可完成檢查。

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*通訊作者：孫建男，大慶油田總醫(yī)院。