第3代雙源CT的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

陳 鈺，金征宇

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京100730

·Force CT專欄 述評(píng)·

第3代雙源CT的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀與展望

陳 鈺，金征宇

中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京100730

第3代雙源CT與以往的雙源CT相比，具有多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步，包括：管球功能、迭代重建及雙能量掃描模式等。第3代雙源CT在“雙低”的應(yīng)用等方面已經(jīng)取得豐碩的研究成果，未來(lái)有望在疾病診斷、去除偽影、臟器灌注、物質(zhì)分離等方面開(kāi)展更多研究。

第3代雙源CT；輻射劑量；迭代重建；雙能量掃描；臟器灌注

ActaAcadMedSin，2017,39(1)：1-3

雙源CT是當(dāng)今最先進(jìn)的CT設(shè)備之一，可以改進(jìn)時(shí)間分辨率、減少運(yùn)動(dòng)偽影、減少線束硬化偽影、移除或減少血管鈣化的影響，并進(jìn)行物質(zhì)成分分析等[1]。經(jīng)歷了第1代及第2代雙源CT之后，雙源CT推出了第3代機(jī)型，進(jìn)入了新的發(fā)展階段。

192層的第3代雙源CT比起128層的第2代雙源 CT具有多項(xiàng)技術(shù)進(jìn)步，例如：管球旋轉(zhuǎn)速度由280 ms提高到250 ms，單扇區(qū)時(shí)間分辨率由75 ms提高到66 ms，長(zhǎng)軸方向準(zhǔn)直的覆蓋范圍由38 mm增加到58 mm，管球電流功率由2×100 kW增加至2×120 kW，最大管電流達(dá)到1300 mA[2- 3]。迭代重建在第3代雙源CT也有了進(jìn)一步的改進(jìn)。以往的迭代重建算法在最大程度降低圖像噪聲時(shí)，可能會(huì)改變圖像紋理。因此，只有有限數(shù)量的應(yīng)用可能會(huì)受益于這種更高程度的降噪優(yōu)勢(shì)，從而相應(yīng)地降低了迭代重建技術(shù)減少輻射劑量的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮。第3代雙源CT采用高級(jí)模擬迭代重建(advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE)技術(shù)，綜合了原始數(shù)據(jù)域、圖像域與模型域3方面的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)于微小病變的邊緣顯示更具優(yōu)勢(shì)。此外，重復(fù)的正向投影循環(huán)通常對(duì)計(jì)算要求非?？量?，ADMIRE采用創(chuàng)新性的數(shù)學(xué)模型以及前置迭代預(yù)處理芯片解決這個(gè)問(wèn)題，提高了運(yùn)算速度，可以直接實(shí)時(shí)迭代成像[4- 5]。

第3代雙源CT的諸多優(yōu)異性能，拓展了CT的臨床應(yīng)用空間，使得低輻射劑量、低對(duì)比劑用量(所謂“雙低”)的掃描模式廣泛應(yīng)用于臨床。突出表現(xiàn)在70 kV管電壓掃描的廣泛應(yīng)用，既拓展了70 kV管電壓的應(yīng)用部位(例如：肩頸部)，也拓展了70 kV管電壓的應(yīng)用人群(例如：肥胖或者心率較快患者)。同時(shí)對(duì)比劑用量進(jìn)一步下降，可以采用20 ml或以下的對(duì)比劑進(jìn)行心臟、肺臟、頭頸、下肢等全身諸多部位CT血管成像(CT angiography，CTA)。這將擴(kuò)大CTA應(yīng)用人群的范圍，有望使得傳統(tǒng)檢查禁忌證的腎功能不全患者實(shí)現(xiàn)常規(guī)CTA檢查。此外，超快速的掃描模式，也使得70 kV在多部位聯(lián)合掃描方面更為普及，將催生更多組合方式，例如：頭— 頸血管、頭頸—心臟血管、心臟—腹部血管—下肢血管等。

除了CTA掃描，低劑量在CT灌注成像方面也得到廣泛應(yīng)用。CT灌注成像是一項(xiàng)快速發(fā)展的技術(shù)，可以同時(shí)提供形態(tài)學(xué)及功能學(xué)信息。然而由于CT灌注是一個(gè)多期動(dòng)態(tài)掃描的過(guò)程，患者輻射劑量會(huì)顯著增加。低管電壓雖然可以降低輻射劑量，但是將顯著增加圖像噪聲。此外，以往的CT灌注在長(zhǎng)軸方向上覆蓋的范圍有限。因此，以往低劑量的CT灌注成像未能得到廣泛應(yīng)用。第3代雙源CT灌注掃描長(zhǎng)軸范圍擴(kuò)大到80cm，可完成全器官灌注掃描(神經(jīng)、體部、心肌)和動(dòng)態(tài)血流評(píng)估；同時(shí)結(jié)合70 kV及迭代重建，可以減少圖像噪聲，提高診斷準(zhǔn)確性，并且在完成灌注成像的同時(shí)獲得血管形態(tài)圖像[6- 7]。

除了降低管電壓外，第3代雙源CT具備“光譜過(guò)濾”功能的管電壓設(shè)置，也能降低輻射劑量。低能量光子通常只增加輻射劑量而不提高圖像質(zhì)量。第3代雙源CT具有特有的錫過(guò)濾板，放置在兩套X線管球前方，可以吸收能量較低的光子。這個(gè)過(guò)程稱作“光譜過(guò)濾”。第2代雙源CT雖然有這種設(shè)置，但是僅作為雙能量掃描中單個(gè)管球的管電壓使用。第3代雙源CT首次將“光譜過(guò)濾”用于單源掃描，并且提供兩種管電壓選擇，Sn100 kV以及Sn150 kV。其中Sn100 kV由于X線的穿透能力較弱，可用于肺部及鼻竇CT[8- 9]。Sn150 kV具有更好的X線穿透能力，可用于顱底、顳骨等部位。

雙能量掃描也是雙源CT的主要功能之一。第1代雙源CT，管球電壓固定在80 kV及140 kV，由于80 kV的射線穿透力有限，因此對(duì)于體型較大的患者，進(jìn)行腹部掃描時(shí)，將導(dǎo)致物質(zhì)分離的準(zhǔn)確性下降，例如結(jié)石成分分析。第2代雙源CT在1個(gè)管球前方增加了錫過(guò)濾板，出現(xiàn)了100 kV及Sn140 kV的管電壓組合，提高了雙能量CT的成像效果。第3代雙源CT在雙能量掃描中，擁有Sn150 kV的掃描模式，進(jìn)一步增加了射線的穿透力。并且由于低能量射線通過(guò)“光譜濾過(guò)”的功能被過(guò)濾掉，射線的效能得到提高，有助于提高物質(zhì)的分離效果，例如可以提高虛擬平掃圖像上碘的提取效果，從而提高虛擬平掃圖像的診斷效果。此外，雙源CT的兩套探測(cè)器要安裝在一個(gè)機(jī)架上，一套探測(cè)器必然要小于另一套，因此以往視野(field of view,FOV)直徑限制在最大33cm，第3代雙源CT側(cè)位的最大FOV提高到50cm，對(duì)于體型較大的患者也能覆蓋整個(gè)身體組織[10- 11]。除了以往具有的雙能量掃描模式外，第3代雙源CT提供了更為廣泛的雙能量選擇(例如：70 kV /Sn150 kV，80 kV/140 kV，80 kV/Sn150 kV，90 kV /Sn150 kV 以及100 kV/Sn150 kV)，將滿足不同的患者和檢查需要。

目前第3代雙源CT研究存在以下局限性：(1)現(xiàn)有研究多集中在“雙低”掃描模式的圖像質(zhì)量評(píng)估，缺乏對(duì)疾病診斷能力的評(píng)價(jià)，前瞻性、大樣本量、以診斷準(zhǔn)確性為目的的研究將是未來(lái)的熱點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)。(2)當(dāng)采用低管電壓掃描時(shí)，由于較低能量的X線穿透能力減弱，將加重高密度物質(zhì)產(chǎn)生的X線硬化線束偽影。因此，70 kV掃描條件下，鈣化的暈效用及對(duì)比劑滯留導(dǎo)致的靜脈偽影將更明顯。雖然ADMIRE技術(shù)可以顯著提高圖像質(zhì)量，然而尚缺乏第3代雙源CT的迭代重建對(duì)這種偽影的影響程度評(píng)估。(3)對(duì)于“光譜濾過(guò)”功能，尚缺乏對(duì)于Sn150 kV適用范圍的研究。(4)第3代雙源CT提供了比以往更加豐富的雙能量掃描模式，其間的差別以及不同臨床應(yīng)用方向尚不明確。(5)關(guān)于第3代雙源CT臟器灌注的研究仍比較少，而且也缺乏針對(duì)疾病的灌注特點(diǎn)的研究。

總之，第3代雙源CT在管球性能、迭代重建模式以及雙能量功能方面均有明顯改進(jìn)，將在血管成像、腫瘤篩查、臟器灌注、物質(zhì)分離等方面開(kāi)拓更為廣泛的應(yīng)用空間。

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Currents and Prospects of the Clinical Applications of the Third-generation Dual-source CT

CHEN Yu，JIN Zhengyu

Department of Radiology，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

JIN Zheng-yu Tel：010- 69155442，E-mail：jin_zhengyu@163.com

Compared with the conventional dual-source CT，the third-generation dual-source CT has many technical advantages in terms of tube function，iterative reconstruction，and dual-energy scanning mode. Many studies have explored the “double low” applications of this technique，and the future research will be focused on disease diagnosis，removal of artifacts，organ perfusion，and substance separation.

third-generation dual-source CT；radiation dose；iterative reconstruction；dual-energy scanning；organ perfusion

金征宇 電話：010- 69155442，電子郵件：jin_zhengyu@163.com

R814.42

A

1000- 503X(2017)01- 0001- 03

10.3881/j.issn.1000- 503X.2017.01.001

2017- 02- 13)