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1、双源光子CT的临床应用 世博高新医院影像中心王成华 一 CT机发展简史二 双源CT主要技术特点三 双源CT的临床应用四 双源CT的展望 一 CT机发展简史1971年英国EMI公司Hounsfield 豪斯菲尔德 工程师研制成功第一台头部CT扫描机 1975年第一台全身CT机问世 1985年 CT机扫描采用滑环技术来实现旋转部分和静止部分的馈电及信号传递 1988年 在滑环技术日益成熟的基础上 研发成功螺旋CT 1992年 推出双层探测器的CT机1998年 4层螺旋CT问世2000年 8层螺旋CT问世2001年 16层螺旋CT问世2003年 32层螺旋CT问世2004年 64层螺旋CT问世200
2、5年 双源螺旋CT问世2008年 炫速 第二代 双源CT问世 单源CT怎么办呢 严格控制心率 尽量 75次 分 必要时使用 受体阻滞剂避免心率过快 心律不齐病人提供服务反复控制心率 反复扫描 使用多扇区后门控增加病人扫描剂量 双源CT质的突破在哪里 CT冠脉成像不需控制心率 无需服药CT成为急诊病人诊断标准双能成像拓展全新临床应用图像质量的飞跃 双源CT与XXX层CTXXX层CT 大广角镜头双源CT 高速度快门镜头 英文全称为DualSourceCT DSCT 是一种通过两套X射线球管系统和两套探测器系统同时采集人体图像的CT装置 最早的关于双 多 源CT的专利构想分别由德国西门子公司 美国G
3、E公司及荷兰飞利浦公司分别提出 由于工程和技术方面的原因 目前仅西门子一家公司将此构想实现为产品 2005年11月西门子公司正式将这一划时代的影像学诊断产品展现在世人面前 2006年中国北京协和医院率先引进了中国第一台双源CT 传统螺旋CT由于仅有一套X射线发生装置和一套探测器系统 所以在扫描高速运动物体时 比如冠状动脉 将会显的力不从心 通常情况下 工程师通过加快CT的旋转速度来提高CT对运动物体的扑捉能力 但是受限于工业水平和CT旋转时产生的巨大离心力 目前最快的CT也只能达到0 27秒旋转一圈 而双源CT的出现则彻底改变这一现象 通过两套X射线球管系统和两套探测器系统同时工作 则相当于将
4、扫描速度提高了一倍 从而使 等效旋转速度 提高到0 165秒或0 15秒 视不同机型设计而定 通过该技术的临床应用 从而实现对绝大部分病人或正常人的心脏冠脉进行完全无创伤性的检查 尤其是心律不正常的受检者或者是心率非常高的受检者 一 CT机发展简史二 炫速双源CT主要技术特点三 炫速双源CT的临床应用四 炫速双源CT的展望 智能 炫动 平台从 机械 低效 到 灵活 自动 高效 的转变 智能 炫动 双源智能 炫动 平台 核心之一 全新工作流程 炫动 智能平台 多重 核心技术 核心之二 全新剂量技术 核心之三 全新迭代重建 核心之四 全新图像处理 智能 炫动 平台四大领先核心技术实现自动 高效 超
5、低剂量检查 流程快捷 剂量超低 迭代原始数据 图像预处理 Definition4G 炫动双源CT 炫速双源CT优势一览临床优势 心脏成像 心脏扫描速度提高20倍 0 25秒即可完成整个冠脉成像 业界最快 无需屏气 无需反复呼吸训练 减少因呼吸运动导致的检查失败 业界最高的75毫秒时间分辨率 心脏检查无需控制心率 无需筛选患者 beta 受体阻滞剂禁忌患者或心律不齐患者也可检查 较常规CT的辐射剂量降低达92 实现亚mSv绿色成像 使CT有望成为冠脉病变普查工具 射线剂量为64排CT的1 10 独有的负荷心肌灌注功能 实现一站式冠脉形态及心肌功能检查 全胸胸痛三联扫描仅需0 6秒 速度提高接近3
6、0倍 辐射剂量降低80 有望使CT胸痛三联扫描成为急诊胸痛患者的首选诊断模式 临床优势 急诊诊断 每秒45厘米超高速扫描 快速完成检查 全身检查 4秒 显著缩短多部位检查时间 提高急诊躁动患者检查成功率 更少造影剂用量 临床优势 儿童成像 快速完成儿童各部位检查 显著提高检查成功率 婴幼儿扫描无需使用镇静剂 瞬间完成扫描 辐射剂量极低 绿色安全 临床优势 前瞻应用领域 48厘米业界最宽4D扫描范围 实现大范围动态血管成像及灌注成像 配备全新4D降噪技术 显著降低辐射剂量 第二代双能量成像 辐射剂量进一步降低 组织鉴别能力进一步提高 多达10余种双能量成像应用 开拓全新临床应用及科研平台 一 C
7、T机发展简史二 炫速双源CT主要技术特点三 炫速双源CT临床应用四 炫速双源CT的展望 炫速双源CT临床适应症1 适用于全身多部位大范围检查 为急诊病人提供一站式诊断 如急性胸痛三联症诊断与鉴别等 2 心脏及冠状动脉检查 如冠心病筛查 冠脉支架植入术后及搭桥术后评估 斑块性质分析 先心病及心瓣膜疾病诊断 3 无创性CT血管造影 适用于脑血管畸形及动脉瘤 颈动脉病变 大血管及四肢血管检查 4 独特的双能量技术 提高了对病变检测的敏感和准确性 可用于鉴别组织成分 如肿瘤灌注成像 肺灌注成像 肝脏虚拟平扫 痛风 结石成分分析 肌腱韧带损伤评估等 DSCT血管成像临床应用在CT问世至今38年中的前25
8、年 1999年之前 血管系统的显示几乎是CT设备的盲区 尽管二十世纪八十年代后期开发了单层螺旋CT 改变了传统的横断层面采集方式以后这一状况略有改变 1998年在RSNA首次提出 之后迅速普及的多层螺旋CT使CTA从一个相对的盲区一跃而成为CT设备的最主要的优势功能之一 多层CT的后处理技术 最大密度投影 MIP 多平面重建 MPR 曲面重建 CR 容积再现 VR 一 心脏检查 冠心病 lllll 是由冠状动脉粥样硬化引起的缺血性心脏病芬兰每年的死亡人口中 1 3是因为冠心病美国每天有3000人发生心肌梗死 每年70万人死于冠心病我国冠心病的死亡率为64 10万 占死亡总人口的10 山东发病率
9、居全国之首 青岛发病率居山东之首 冠心病的转归 l无症状不干预 急性心梗 死亡l有症状 检查 治疗 稳定l查体 发现异常 治疗 稳定 冠心病影像学 X线平片血管造影 声超核医学 MRI CT CRDRDSA SPECT PET CT PET CT CT作为唯一的无创性冠脉显影方法已被临床认可 重建一幅图像至少需要180度数据 单扇区采集 提高旋转速度 提高断面时间分辨率 如何获得心脏优质图像呢 1 时间分辨率 100ms2 机架旋转时间0 2s左右3 心脏舒张期内采集到180 的数据 单源64层CT怎能获得优质图像 1 时间分辨率165mm2 机架旋转时间0 35S3 心脏舒张期内采集不到18
10、0 的数据 需要多扇区采集数据 单源CT如何进行心脏扫描呢 1 严格控制心率 尽量 75次 分 必要时使用 受阻滞剂2 避免心率过快 心律不齐病人提供服务3 反复控制心率 反复扫描 使用多扇区后门控扫描 增加病人扫描剂量 四扇区采集 时间分辨率 1 8旋转时间 第二次采集 第一次采集 第三次采集 第四次采集 多扇区采集 提高时间分辨力 多扇区重建的不足 l不同的心跳造成的位置差异 l心率的变化造成冠脉位置的变化 l必须使用小螺距 扫描时间长 辐射剂量增加 双源CT和常规64层CT冠脉模型扫描比较 DSCT64层CT DSCT64层CT 单扇区单扇区 多扇区多扇区StephanAchenbach
11、 M D 16层 64层 双源CT技术比较 心脏CT检查体现了CT性能和 临床应用水平 l心率 心律控制l呼吸控制 l扫描参数设定 l注药 注水控制 量 浓度 流速l后处理技术 l心电编辑技术 于心率 83ms RotationTime4 330ms4 双源SOMATOMDefinition83ms的时间分辨率成像质量不再依赖TemporalResolution DSCT可不受快心率限制 60bpm 100bpm 强化程度和体重呈负相关 对肥胖病人应适当增加对比剂用量 不同体重病人主动脉时间密度曲线 强化与体重的关系 肝脏强化程度与体重呈负相关 不同体重病人肝脏的时间密度曲线 对比剂总量不变时
12、 提高注射流 速 峰值提高 到达峰值 时间越短 持续时间缩短 注药流速与强化效果的关系 为提高增强效果 应尽可能提高注射流速 碘量一定 对比剂浓度越高 峰值提高 并提前 对比剂浓度与强化效果的关系 为提高增强效果 应尽量使用高浓度对比剂 减少心排血量 增强延 迟 持续时间延长 心排血量与强化的关系 随着对比剂用量的增加 强化的峰值增高 持续时间延长 对比剂用量与强化的关系 单源CT心脏检查的结果 4000例 l80 的病人需服用降心率药物 l20 的病人尽管服用降心率药物后 仍不 适合检查 l10 的病人心率降至65次以下后 检查时 心率会再次升高 使检查结果不满意 l20 的病人检查后诊断困
13、难 10 需重做 l16层CT正退出心脏的检查 DSCT心脏检查的优势 l不再服降心率药物 不再受快心率的限 制 缩短检查准备时间l冠脉斑块性质的分析 l支架置入后通畅情况的分析有明显提高l心腔大小 心壁厚度的测量l射血分数的测量 l使 三合一 检查成为可能 由于时间分辨力的提高 使先心病的CT评估成为可能 辐射剂量明显降低 多种显示方式 DSCT心脏扫描 l双源采集 l高浓度对比剂l4 5ml s l对比剂用量60 80mll盐水50ml 显示多个室间隔支 300mg ml3 5ml s Headline 用高浓度对比剂是为了提高冠脉的浓度和分支的显示率 冠状动脉各级分支 1 2 3 11
14、14 1513 18 1220 19 4 RCA 近端中段远端 LCA LM LAD 主干近端中段远端对角支 LCX 近端 远端边缘支 ACC1999 冠状动脉粥样硬化所致管腔狭窄 l 冠状动脉粥样硬化所致管腔狭窄一般分四级 级 狭窄75 lllll 冠状动脉狭窄分级轻度 管径狭窄小于等于50 中度 管径狭窄大于50 但小于等于75 重度 管径狭窄大于75 血管闭塞 100 冠状动脉钙化研究的领域和基本结论 动脉硬化斑块中包含脂质沉积 变形细胞 纤维 钙化和不确定物质 钙化斑块是冠状动脉粥样硬化存在的标志 钙化斑块与冠状动脉粥样硬化的发生率随着年龄的增长而同比增加 CACS 钙化积分 1 与病
15、理对照证实 CAC与粥样硬化斑块的分布和体积大小有显著相关性 2 与冠状动脉造影证实 CAC积分诊断冠心病 1支以上冠状动脉狭窄 50 的敏感性 特异性和准确性约为83 67 77 对于严重钙化节段 积分 100 导致CTA诊断特异性和阳性预测值明显下降 3 CAC表明粥样硬化斑块形成时间较长 结构较硬 不易破裂造成急性冠状动脉管腔的阻塞 不易引发急性冠状动脉综合征 4 CAC阴性表示存在动脉粥样硬化病变以及管腔狭窄的可能性较低 但不能除外管腔内有软斑块 特别是对中青年患者 对于老年患者可帮助排除冠心病 5 CAC阳性不能证明一定有狭窄 对于年轻患者更有意义 CAC过多 影响管腔狭窄程度的诊断
16、 但多可提示冠状动脉病变严重程度 6 CAC诊断冠心病的价值显著好于其他危险因素 年龄 性别 家族史 吸烟 体质量指数 收缩 舒张压 总胆固醇 三酰甘油 低密度脂蛋白 血糖和尿酸 7 CAC阴性 2 5年冠心病事件率较低 0 1 年 而钙化积分 100 2 5年冠心病事件发生率 2 0 年 钙化斑块与冠状动脉管腔狭窄的关系 钙化反映了冠状动脉粥样硬化病变所在 其积分的高低反映了斑块的大小 间接预示着管腔的狭窄程度和累计范围 但是 临床CT诊断因为钙化的存在而影响管腔的观察 因为对准确诊断管腔的狭窄程度受限 虽然CAC诊断冠心病的敏感性较高 但是特异性过低 临床已经很少应用钙化积分来诊断冠心病 不同心率下图像比较 61bpm 72bpm83bpm93bpm 115bpm 92bpm circulation 冠脉狭窄分析软件使评估更为准确 85 斑块分析 及评价 16层图像 64层CT容积重建法显示正常冠状动脉 MIP及VR三维成像显示冠状动脉狭窄 MIP 薄层MIP MIP Q1狭45 CPR基于MIP图像 曲面MPR显示软斑块的位置范围及冠脉腔内的情况 双右冠 LAD狭窄90 冠状动脉
