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1、 西门子双元CT 2005年底西门子发布了业界首台双源CT，并在刚刚结束的RSNA2005上成为最受瞩目的CT新品之一。这种新型CT的意义何在？它将给临床医学带来什么影响？它的出现是否会确立一种新的CT发展方向？ 带着疑问开始了一次“双源CT探索之旅”，担任向导并向我详细讲述相关知识的是：中华放射学会主任委员祁吉教授、西门子医疗CT全球副总裁BerndOhnesorge先生、西门子中国有限公司医疗系统集团副总裁钟汉明先生、西门子医疗系统集团CT产品业务发展总经理魏满先生、CT销售支持部经理张大海先生。 近年来，随着多层螺旋CT的发展，心血管成像已经成为CT最具潜力的一个领域。心血管方面的表现也
2、成为评价多层螺旋CT技术进步时离不开的一个话题。专家们对双源CT的介绍从心血管影像开始。 CT与心血管影像 生命不息跳动不止的心脏对放射学是一个难题，在很长的一段时间里，放射学家们面对心率过快、心律不齐的心脏，无法抓住心动周期中短暂的相对静止期，不得不依靠心血管造影等有创的检查方法来获得需要的心脏影像。 20世纪70年代，CT刚刚被发明的时候，每扫描360度需要7分钟，主要用于头、肺、体部的非运动器官。除了那些头发乱蓬蓬的科学狂人，当时恐怕谁也不会想到能用它来做心脏成像。斗转星移30年，CT已经从当初的轴向断层扫描发展成螺旋扫描，从单排探测器发展到多排探测器，扫描速度增快，每次扫描覆盖的范围扩
3、大，使心血管CT(CardiacCT)从不可能发展到有可能；心电门控技术、多扇区图像采集算法、图像处理技术的发展，使心血管CT逐步完善。此外，CT还具有超越传统心血管造影的优势：它除了能够显示血管腔内的影像，还能够同时观察血管壁以及管外的情况。心血管疾病目前的诊疗流程是： 心电图等初筛检查-诊断：心血管造影-介入治疗。 去年年底西门子发布了集两套成像系统于一身的双源CTSOMATOMDefinition，使心血管CT替代心血管造影将成为现实，这个流程将改为：心电图等初筛检查-诊断：心血管CT-介入治疗-复查：心血管CT 这种改变的意义在于避免阴性患者和复查患者接受不必要的有创检查，它使得检查更
4、简便、有效，节省费用。 双源CT的出现，不仅是CT设计思路的一种突破，它进一步解决了过去心血管CT存在的一些技术问题，从专家们的讲解中，笔者了解到它的两套成像系统在心脏CT领域具备独特的技术优势，它的出现将使CT在心血管影像领域的表现更加优异。 SOMATOMDefinition SOMATOMDefinition是全球首台双源计算机断层成像(DSCT)系统。何谓双源？简言之就是将两套影像系统集成在一台设备上：两个探测器成90?角，分别对应一个球管?但这不是一道常规算术题，它的答案绝不止限于一加一等于二。两套影像系统相加，除了解决了目前CT存在的一些问题，还为未来开辟了更多的可能。 时间分辨率
5、达到83ms 双源CT取得的最重要的技术进步是它的时间分辨率达到83ms。但是这个时间分辨率的概念略微不同于依靠多扇区采集算出来的时间分辨率。 为什么这个83ms那么重要，必须从以下三种CT谈起：电子束CT(EBCT)、只有一套影像系统的多层螺旋CT(为了叙述方便，以下称为“单源CT”)、双源CT。 假设有一台x层CT，每旋转一周可以获得x层图像，完成一个心脏扫描，需要旋转n周，获得n个x层图像。因为心脏总在不停的运动，每一个x层影像的采集一般选择舒张末期心脏的相对静止期，即R波前的200100ms，n个相对静止期的图像即可重建出整个心脏的图像。 电子束CT是专用于心脏的一种CT，它的时间分辨
6、率可以达到100ms甚至更高，对于任何心率的患者，它都能够在一个心动周期内获得所需要的1/n部分信息，但是它的空间分辨率低，是一种价格昂贵、技术不成熟的设备。 单源CT以西门子公司的64层CTSOMATOMSensation64为例，它的机架旋转速度达到业界最快的0.33s/周，但是仍然不能在100ms内获得所需的1/n部分的信息，如希望时间分辨率高于100ms则必须采取多扇区采集的方法，例如双扇区：把180度扫描范围分成2次完成，每次获得1/n部分信息的一半，这样它的时间分辨率可以达到83ms(0.33s除以2，再除以分割的扇区数2)。理论上来说分的扇区越多时间分辨率就可以越高。但是首先，每
7、个心动周期心脏的状态不可能完全相同；其次，门控技术对于心律不齐的患者有局限性，因此重建的图像可能有偏差；第三，分的扇区越多扫描时间越长，需要患者屏气的时间也越长；最后，放射剂量随扫描时间增长而增大。 双源CT所基于的技术也是多层螺旋CT的技术，它把两套影像系统集于一身的意义简单地说就是：把之前由一套影像系统先后两次进行的双扇区扫描，变成了由两套影像系统同时扫描，每1/n部分图像是同时获得的，是扫描瞬间心脏状态的实况。前文曾经提到，双源CT的时间分辨率是83ms，这个数值与刚刚计算出的SOMATOMSensation64进行双扇区采集的时间分辨率83ms相同，但它们的意义却不相同。 双源CT的出
8、现是CT领域的重要进展 双源CT的出现解决了CT技术存在的一些问题，是CT领域出现的十分重要的进展，主要体现在以下几个方面： 1.扫描速度快 由于83ms的扫描速度，双源CT可以对心率过快、不规则及屏气有困难的患者进行成像，在几秒钟之内完成心脏研究，而且无需使用降低心率的b受体阻断剂，也不必进行多扇区采集和重建。 2.放射剂量减半 双源CT虽然使用了两套影像系统同时工作，但是即使与能量效率最高的单能CT扫描仪相比，它在正常心率条件下的放射剂量也降低50%，这是因为：第一，不需要进行多扇区采集，能够在一次心跳过程中采集心脏图像；第二，SOMATOMDefinition可以根据心率的快慢自动选择最
9、快的扫描速度；第三，西门子还开发了依据心电图的适应性剂量调控技术，降低心脏快速运动阶段的放射剂量。这些技术的综合使用使图像的采集速度提高了一倍。 3.双源CT尤其适合急症诊疗的需要 双源CT技术能够通过一次快速扫描来完成多种需要对急诊患者进行的检查，并可以提供卓越的诊断图像质量。两个X射线源的总能量达160kW，即使在最快的扫描和进床速度下，也能确保极佳的图像质量。SOMATOMDefinition的78cm的机架孔径和200cm的扫描范围，即使遇到高大肥胖的患者也能进行全身扫描。当临床需要进行全身检查时，如有复合性外伤或需要全身血管检查的患者，这一点尤为重要。SOMATOMDefinitio
10、n集大功率、高扫描速度以及高时间分辨率于一身，使临床医生能够及时进行危重急诊的检查。 由于这些特点，双源CT不仅在冠心病的诊断方面具有优势，而且它的扫描速度快、剂量低的特点尤其适于儿科先心病患者。 双源CT开辟全新的临床研究领域 双源CT不仅在上述3个方面大大提升了CT在已有领域的表现，它安装在一起的两套影像系统还带来了更多新的机遇，为CT推开了一扇扇崭新的临床研究领域的大门。 1.双源量使CT在组织分辨率等新的领域有所作为 西门子是双源放射设备的专家，几年前推出的双C臂血管介入系统，验证了它在双放射源数据采集和处理方面的技术。 双源CT的研发成功，使得在CT领域开展双能量减影等技术的研究成为
11、可能。利用双能量减影，通过一次扫描可以根据需要分离出只有骨骼的图像，也可以分离出只有血管的图像，它还可以进一步区别组织类型和描述病变特征，包括心血管CT发现的粥样斑块和肿瘤检查中发现的肿块。这是CT历史上第一次在组织分辨率上有所作为。 2.心脏收缩期成像 过去的心脏影像都是舒张期的影像，由于双源CT扫描速度快，不需要进行多扇区重建，目前已经有研究机构利用双源CT进行心脏收缩期成像的研究。 笔者相信，随着双源CT在临床的逐渐普及，还会发现更多新的研究领域。是否会出现多源CT？ 双源CT有这么多优点，那么更多源的CT是否是未来的发展方向呢？ 上世纪80年代，就曾经有人设想出具有5个探测器的CT系统
12、。祁吉教授告诉笔者：“多安装一套影像系统，机架就要多承受20G的离心力，西门子这套双源系统解决这个问题的方式十分巧妙。”钟汉明先生说：“在设计这套系统的时候，西门子的Straton球管非常关键，因为它的体积和重量仅为普通球管的1/4，正是这一点使得双源能够实现。” 钟先生继续说：“目前还无法制造更多探测器的系统，主要的原因是受到有限的空间和离心力等物理因素的限制。而且双源CT已经完全可以满足最快心率的要求，更多源的系统在这方面没有临床需求。但是多源系统可能会在提高组织分辨率方面有所作为。” 结语 回顾CT的发展历史，从断层扫描到螺旋扫描是第一次技术革命，从单排探测器到多排探测器是第二次技术革命，现在我们见证到从单源到双源的进步，它是否将是CT的第三次重要的技术革命？！
