雙源CT大螺距掃描技術(shù)的研究進(jìn)展

任姣 孫建男 么剛 金曉宇 王莉娜

【摘要】近幾年來(lái)，由于人類疾病越來(lái)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(duì)自我保護(hù)意識(shí)的提升，在應(yīng)用各種檢查技術(shù)做檢查的同時(shí)，人們更希望在獲得準(zhǔn)確的檢查結(jié)果的同時(shí)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(shí)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(diǎn)。多排螺旋CT作為診斷疾病的重要檢查方法之一，越來(lái)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(shí)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(dòng)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(jìn)展等方面進(jìn)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(hào)】R816.2;R816.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.03.195

引言

CT即計(jì)算機(jī)X線體層攝影，1972年，英國(guó)工程師Hounsfield成功研制出了世界上第一臺(tái)CT機(jī)，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(jī)組成部件中的探測(cè)器的排數(shù)由原來(lái)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(mén)子公司推出了全球首臺(tái)雙源（ Dual Source Computer Tomography， DSCT）CT機(jī)，也被人們稱之為第一代雙源CT機(jī)，雙源，顧名思義，有兩個(gè)X射線發(fā)射源，與之對(duì)應(yīng)的有兩套X射線接收器，即兩套球管-探測(cè)器系統(tǒng)，并且每套球管-探測(cè)器系統(tǒng)可以獨(dú)立工作，獨(dú)自發(fā)射X射線，同時(shí)利用自己獨(dú)特的探測(cè)器接收信號(hào)，兩套球管-探測(cè)器系統(tǒng)也可以同時(shí)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(kāi)創(chuàng)了CT技術(shù)應(yīng)用史上的新紀(jì)元[2]。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，西門(mén)子公司在經(jīng)過(guò)對(duì)原來(lái)的系統(tǒng)進(jìn)行改造升級(jí)后，終于在2009年又成功安裝了新一代的雙源CT機(jī)，即第二代雙源CT機(jī)[3]。第二代雙源CT機(jī)與傳統(tǒng)的CT機(jī)不同之處在于它擁有兩套球管-探測(cè)器掃描系統(tǒng)，機(jī)架的旋轉(zhuǎn)速度可以達(dá)到0.28s，檢查床移動(dòng)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(hào)，數(shù)據(jù)傳輸能力更快，后處理功能更加強(qiáng)大[4]。雙源CT基本可以應(yīng)用于全身每個(gè)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(shì)，提高了血管病變的檢出率，同時(shí)減少了血管造影對(duì)血管的損害[5]。在實(shí)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(dòng)脈、鎖骨動(dòng)脈、腎動(dòng)脈及下肢動(dòng)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(méi)有的，甚至可以利用其能譜分析技術(shù)對(duì)膽囊結(jié)石成分以及腎結(jié)石成分進(jìn)行分析，可以明確結(jié)石的成分，為臨床治療提供有價(jià)值的診斷信息[6]。

1? 雙源CT的大螺距

螺距的概念：即每個(gè)探測(cè)器旋轉(zhuǎn)一周檢查床移動(dòng)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?yàn)槠涮厥獾腇lash大螺距掃描模式，其最大螺距可以達(dá)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(guò)程中，超過(guò)一定螺距則會(huì)使掃描的數(shù)據(jù)丟失，會(huì)對(duì)圖像產(chǎn)生一定的影響，對(duì)患者也有一定的經(jīng)濟(jì)損失。雙源螺旋CT的機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度可縮短至0.28s，時(shí)間分辨率可達(dá)75ms，掃描床移動(dòng)速度可達(dá)到45cm/s，可在1s內(nèi)完成整個(gè)胸部的掃描。雙源CT機(jī)有兩套球管-探測(cè)器系統(tǒng)，在一個(gè)數(shù)據(jù)采集周期內(nèi)，第二個(gè)探測(cè)器可以彌補(bǔ)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(guò)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(jìn)展

2.1在冠狀動(dòng)脈中的應(yīng)用

冠心病即冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病，在當(dāng)今時(shí)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(lái)越多。雖然冠心病屬于非傳染性慢性疾病，但它也嚴(yán)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(lái)越受歡迎。然而，冠狀動(dòng)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(xiàng)檢查。根據(jù)氣體-血流動(dòng)力學(xué)氧交換原理[8]，呼吸與心率之間有一定的相關(guān)性，當(dāng)患者吸氣屏氣時(shí)心率會(huì)有所增高。因此，在做此項(xiàng)檢查前，需要對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練。但有的時(shí)候即使已經(jīng)囑咐患者一定要在檢查的過(guò)程中屏住呼吸，仍有很多患者無(wú)法屏氣，致使圖像結(jié)果無(wú)法滿足臨床診斷要求，檢查結(jié)果失敗，給醫(yī)護(hù)人員以及患者都會(huì)帶來(lái)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(shí)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(shí)對(duì)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(dāng)超過(guò)此限度，便會(huì)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(gè)采集周期內(nèi)，第二個(gè)探測(cè)器可以彌補(bǔ)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(shí)間，同時(shí)也降低了患者所受輻射劑量，避免了重疊掃描[10]?？梢?jiàn)應(yīng)用大螺距模式掃描在增大掃描速度的同時(shí)相對(duì)減少了呼吸與心臟運(yùn)動(dòng)的偽影，可以實(shí)現(xiàn)在患者不屏氣狀態(tài)下即可完成冠狀動(dòng)脈CT血管檢查。

2.2在肺動(dòng)脈中的應(yīng)用

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

目前，肺動(dòng)脈CT成像（Computed Tomography Pulmonary Angiography ，CTPA）已基本替代導(dǎo)管法肺動(dòng)脈造影而成為肺栓塞的影像學(xué)評(píng)價(jià)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(yán)重呼吸系統(tǒng)疾病或心力衰竭、 瓣膜病、肺動(dòng)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(dòng)脈血管的各級(jí)分支分布情況。同時(shí)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?？梢詾榕R床提供有價(jià)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(diǎn)。并且檢查前無(wú)需患者腹部壓迫以及其他的特殊準(zhǔn)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?；静皇苣c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(dòng)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(dòng)脈粥樣硬化與腦動(dòng)脈、頸動(dòng)脈粥樣硬化密切相關(guān)，因而準(zhǔn)確全面的評(píng)價(jià)心腦血管動(dòng)脈粥樣硬化的關(guān)系及程度，對(duì)于早期干預(yù)、降低心腦血管事件的發(fā)生來(lái)說(shuō)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(duì)比劑用量少，輻射劑量低，可以為臨床提供有價(jià)值的診斷信息。

2.5在學(xué)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(shí)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(duì)心理狀態(tài)較為緊張或恐懼的學(xué)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(jià)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(huì)使胸腔發(fā)生物理變化，吸氣會(huì)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(dòng)力學(xué)。此外，如果患者誘發(fā)Vaslalva動(dòng)作，胸腔和血管內(nèi)壓力會(huì)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(shí)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。