徐子森，樊寬章，王敏，張偉

青島大學(xué)附屬醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)工程科；b.病案室，山東 青島 266003

炫速雙源CT的原理、特點及臨床應(yīng)用

徐子森a，樊寬章a，王敏b，張偉a

青島大學(xué)附屬醫(yī)院 a.醫(yī)學(xué)工程科；b.病案室，山東 青島 266003

炫速雙源CT作為近年來最新發(fā)展的CT設(shè)備，相較于傳統(tǒng)CT在技術(shù)性能上有了很大提升，被廣泛應(yīng)用于多種疾病診斷領(lǐng)域，本文主要介紹了炫速雙源CT的原理、特點以及具體的臨床應(yīng)用。

雙源CT；原理；臨床應(yīng)用

計算機斷層掃描（Computed Tomography，CT）是X射線診斷學(xué)上的一次重大突破。隨著電子計算機的發(fā)展及在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，CT技術(shù)也日趨先進和完善，不同類型的CT應(yīng)運而生，如單光子CT（Emission Computed tomography，ECT）、正電子CT（Positron Emission Tomography，PCT）、超聲CT（Ultrasound Computed Tomography，UCT）、微波CT等。近年來，一種新型的炫速雙源光子CT逐漸進入臨床應(yīng)用，本文簡要介紹其基本原理、特點和臨床應(yīng)用。

1 CT基本原理

CT利用X射線對人體進行斷層掃描，由探測器收得模擬信號再轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號，經(jīng)電子計算機計算出每一個像素的衰減系數(shù)，然后重建圖像，從而顯示出人體各部位的斷層結(jié)構(gòu)。斷層的圖像形式能較清晰地顯示人體組織的細微差別，徹底解決了內(nèi)部重疊顯示問題，而且能將人體各種組織對X線的吸收系數(shù)以精確的數(shù)字形式表示出來[1-2]。

CT設(shè)備主要包括以下結(jié)構(gòu)：① 由X線管、探測器和掃描架組成的掃描部分；② 可對掃描收集到的信息進行存儲運算的計算機系統(tǒng)；③ 圖像顯示和存儲系統(tǒng)。經(jīng)過不斷發(fā)展，CT設(shè)備的探測器已從原始的1個發(fā)展到現(xiàn)在的多達4800個[3-5]，掃描方式也從平移/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)/固定，發(fā)展到螺旋CT掃描。

2 雙源CT技術(shù)進展

常規(guī)CT通常使用一個X線球管和一套探測器，而雙源CT則通過兩套X線球管（球管A和球管B）和兩套探測器來采集CT圖像，其間在X-Y平面上間隔90°，通過機架旋轉(zhuǎn)90°即可獲得180°數(shù)據(jù)，使單扇區(qū)采集時間分辨率達到毫秒級，具有極快的速度。2005年北美放射學(xué)會年會提出了“雙源CT技術(shù)”概念，同年德國SIEMENS公司憑借其技術(shù)優(yōu)勢推出了世界首臺雙源CT，從此CT技術(shù)的發(fā)展進入了一個嶄新的時代[6]。

無創(chuàng)心臟CT成像推動了多層CT技術(shù)的發(fā)展，但在高心率病人及重度冠狀動脈鈣化或金屬支架的狹窄評估方面，多層CT在時間分辨率上受到了限制，通過軟性和硬性技術(shù)均難實現(xiàn)。SIEMENS在成熟的64層螺旋CT技術(shù)和零兆球管的基礎(chǔ)上，一體化整合了兩套64層CT成像系統(tǒng)，使時間分辨率得到明顯的提升，較好的解決了上述問題。

雙源CT系統(tǒng)主要包括主機配電柜、掃描機架、檢查床、水冷系統(tǒng)、成像控制系統(tǒng)、圖像重建系統(tǒng)及圖像后處理系統(tǒng)等[7-8]。其在傳統(tǒng)多層CT檢查功能的基礎(chǔ)上有了新的臨床應(yīng)用，在冠狀動脈成像、復(fù)雜型先天性心臟病、主動脈成像、肢體動脈損傷等領(lǐng)域均取得了較好的應(yīng)用效果[9-11]。雙源CT的主要劣勢在于雙能量掃描時球管B的視野較小，因此較難覆蓋體型較胖患者的全部檢查區(qū)域，特別容易遺漏胸、腹部的病變，對較薄韌帶及橫行韌帶的顯示效果也欠佳。

3 炫速雙源CT的特點

炫速雙源CT在雙源CT的基礎(chǔ)上有了明顯的技術(shù)改進，它配備了兩組能進行128層圖像同步采集的探測器系統(tǒng)，機架的旋轉(zhuǎn)時間進一步縮短至0.28 s，使得時間分辨率達到了前所未有的75 ms。其利用兩組探測器同步互補的無縫螺旋掃描，利用大螺距采集使掃描的進床速度達到每秒45 cm，能瞬間完成從心臟到其他多部位的檢查，在檢查速度及圖像質(zhì)量明顯提升的同時大幅度降低了患者所接受到的輻射劑量。兩套X射線的發(fā)生裝置和兩套探測器系統(tǒng)呈一定角度安裝在同一平面，進行同步掃描。兩套X射線球管既可發(fā)射同樣電壓的射線也可以發(fā)射不同電壓的射線，通過處理兩組不同能量的數(shù)據(jù)可以得到普通CT所不能區(qū)分或顯示的組織結(jié)構(gòu)，即能量成像[12]。如果兩組數(shù)據(jù)以同樣的電壓電流值掃描則可以將兩組數(shù)據(jù)進行整合，快速獲得同一部位的組織結(jié)構(gòu)形態(tài)，突破普通CT的速度極限，所以稱為“炫速”。

4 炫速雙源CT在臨床上的應(yīng)用

4.1 心血管疾病

炫速雙源CT檢查開辟了冠狀動脈無創(chuàng)傷成像的新紀元。以往的多層CT進行心臟冠狀動脈檢查時，易受心跳波動的影響，成像效果不理想，有的患者還因心率問題難以進行檢查。炫速雙源CT解決了快心率患者的冠狀動脈成像這一難題，檢查時病人無須屏住呼吸，不需要使用藥物控制心率，實現(xiàn)了超低輻射劑量水平，可隨時獲取動態(tài)、逼真的圖像，能夠精準分析植入支架的通暢性及支架內(nèi)的再狹窄程度，為冠心病的篩查、復(fù)查提供準確診斷[13]。其通過智能化的步進式掃描模式亦能低劑量完成全心時相的采集，從而進行心肌橋評估，也可對冠狀動脈旁路搭橋術(shù)后橋血管的通暢性、冠狀動脈先天性畸形及冠狀動脈瘤等病變進行準確評價。

4.2 急性胸痛診斷

病人胸痛時，快速獲得準確的診斷是疾病治療的關(guān)鍵。盡管64層CT也可進行急性胸痛診斷，但由于其需要控制心率，診斷效果不佳。炫速雙源CT可以輕松完成常規(guī)檢查，即使在高心率情況下也能得到極佳的影像質(zhì)量，一次掃描即可對食道、縱隔、肺、胸膜及胸部骨骼等進行鑒別[14]，明確胸痛病因是心臟冠脈疾病、肺動脈栓塞還是主動脈夾層，為急診患者完成“一站式”診斷，是急診胸痛患者的首選診斷模式。

4.3 兒科疾病

在以往的CT檢查中，嬰幼兒通常需要注射鎮(zhèn)靜劑，以防止掃描中運動干擾造成的圖像模糊[15]。而注射鎮(zhèn)靜劑具有一定的風險，對嬰幼兒健康也有不良影響。炫速雙源CT在小兒正常呼吸、無約束的情況下可形成高品質(zhì)圖像，為兒童CT的成功檢查提供了有力保障。

4.4 各部位血管疾病

炫速雙源CT可進行無創(chuàng)傷性大范圍血管造影，在早期發(fā)現(xiàn)頸動脈狹窄和顱內(nèi)動脈狹窄、動脈瘤、血管畸形等，明確各種動脈瘤破口、方向、血管流向情況，對動脈瘤危險評估、卒中患者的預(yù)測有重要的診斷意義[16]。

4.5 神經(jīng)系統(tǒng)疾病

炫速雙源CT通過采用兩個能級的射線同時進行掃描成像然后再進行雙能量血管成像，避免了受檢者可能的移動帶來的圖像配準問題，大大提高了檢查的穩(wěn)定性[17]。尤其當受檢者由于疾病本身的原因不能很好配合時，意義非常明顯。

4.6 運動系統(tǒng)（軟骨、肌腱和韌帶）疾病

由于機體的軟骨、肌腱及韌帶等結(jié)構(gòu)的X線衰減系數(shù)差異較小，因此常規(guī)CT無法進行區(qū)別顯示。但這些結(jié)構(gòu)中的膠原分子側(cè)鏈有密實的羥賴氨酸和羥脯氨酸，它們對不同能量的X射線有較明顯的衰減差異，從而可以與周圍結(jié)構(gòu)清晰區(qū)別顯示出來。因此，炫速雙源CT平掃時可以評價外傷病人韌帶、肌腱的連續(xù)性以及軟骨的完整性，彌補了CT檢查的盲區(qū)[18]。

4.7 肺灌注和通氣成像

炫速雙源CT通過兩種能量狀態(tài)對肺組織內(nèi)碘或氙氣對比劑的分布情況進行分析，可顯示肺組織的血流灌注或通氣狀態(tài)。該技術(shù)通過單次對比增強掃描即可提供全肺形態(tài)學(xué)和功能學(xué)雙重信息，有望成為肺栓塞的“一站式”檢查技術(shù)[19-20]。

4.8 泌尿系統(tǒng)結(jié)石疾病和痛風

炫速雙源CT利用雙能掃描顯示尿路結(jié)石的特征，能有效鑒別尿路結(jié)石的成分，明確分析結(jié)石的類型。根據(jù)結(jié)石大小以及患者體質(zhì)量等的不同，炫速雙源CT鑒別尿酸鹽結(jié)石和非尿酸鹽結(jié)石的準確性在92%以上，檢出含尿酸鹽結(jié)石的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值均為100%。此外，炫速雙源CT通過薄層掃描和3D重建技術(shù)，在血液檢查未見異常的情況下，能第一時間準確診斷痛風的部位、范圍、對骨質(zhì)的侵犯嚴重程度，迅速鑒別真、假痛風，避免痛風患者錯過最佳的治療時機，在確定治療方案和療效觀察等方面均有重要應(yīng)用價值。

4.9 其他領(lǐng)域

除上述領(lǐng)域外，炫速雙源CT還可廣泛應(yīng)用于其他領(lǐng)域，如金屬偽影的去除，軟組織成分鑒別，血栓性質(zhì)的判定，高密度囊腫和實性腎腫塊鑒別，腎上腺腺瘤、胰腺腫瘤的定性診斷，肝臟腫瘤療效檢測等[21-22]。

5 結(jié)束語

綜上，炫速雙源CT具有掃描速度快、超低輻射劑量、雙能高清晰圖像質(zhì)量、高清組織鑒別成像及最大范圍動態(tài)覆蓋等特點。其突破了傳統(tǒng)CT的“瓶頸”，增加了診斷信息量，實現(xiàn)了CT影像從二維、三維成像到四維成像的時代，是人類醫(yī)學(xué)科學(xué)及設(shè)備發(fā)展史上的又一個突破。

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Principles, Characteristics and Clinical Application of Flash Dual Source CT

XU Zi-sena, FAN Kuan-zhanga, WANG Minb, ZHANG Weia
a. Department of Medical Engineering, b. Department of Medical Records, the Affliated Hospital of Qingdao University, Qingdao Shandong 266003, China

The Flash dual source CT is newly-developed CT equipment and was widely used in a variety of diseases in recent years and its technical performance has been greatly improved in comparison with conventional CT. This paper mainly introduced the principles, characteristics and the specifc clinical application of Flash dual source CT.

dual source computed tomography; principle; clinical application

R814.42

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.06.019

1674-1633(2016)06-0078-03

2015-11-03

2016-03-17

張偉，高級工程師。

通訊作者郵箱：18661807272@163.com