常規(guī)CT從發(fā)明到現(xiàn)在已經(jīng)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展史,。這三十年CT技術(shù)大量地應(yīng)用到臨床的同時，叮機自身的各項功能也顯著增強,。從第一代到第四代CT的發(fā)展,，掃描時間從數(shù)分鐘減少至1s-2s，工作周期時間也縮短到l0s以下,，不過主要結(jié)構(gòu)并沒有根本性的變化,。但近年來采用的滑環(huán)技術(shù)使CT上了一個很大的臺階,。采用滑環(huán)技術(shù)不僅縮短了工作周期時間,，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了螺旋CT。即在連續(xù)掃描的同時,，病床承載病人連續(xù)送入機架掃描孔,。掃描軌跡為螺旋形曲線，可以一次收集到掃描范圍內(nèi)全部容積的數(shù)據(jù),，所以也稱為螺旋容積掃描,。這是CT技術(shù)上的一項重大突破。我科自前年十月份引進一臺美國MarconIMXS000雙層螺旋CT,，經(jīng)過近一年半的使用,，充分說明了其絕對的優(yōu)越性。現(xiàn)結(jié)合我科的實際工作就螺旋CT的原理,，技術(shù)特點及其臨床應(yīng)用價值做一綜述,。
1 螺旋CT原理
螺旋叮掃描，就是在掃描的同時,，患者隨掃描床勻速運動,，而X線管球和探測器組則相當(dāng)于電機的轉(zhuǎn)子一樣，不停地圍繞患者的“感興趣區(qū)”(Range of interesting)作快速連續(xù)360度旋轉(zhuǎn),，同時探測器組連續(xù)采集數(shù)據(jù),，如此掃描若干周后,，其結(jié)果是球管相對患者“感興趣區(qū)”體表的掃描軌跡是一螺旋形路經(jīng)。故稱為螺旋容積掃描CT(Helica Spiral Volumetric Scanning CT),。 螺旋掃描得以實現(xiàn),，關(guān)鍵之處是采用了滑環(huán)技術(shù)(Slip-Ring Technique)傳統(tǒng)的CT掃描機球管系統(tǒng)的電力及信號傳遞是由電纜完成的，在掃描時球管作往復(fù)圓周運動,，電纜也隨之來回纏繞,，并發(fā)生
拉伸和絞合。阻礙了探測器組的持續(xù)旋轉(zhuǎn),，使得掃描無法連續(xù)進行,。因而明顯地影響了掃描速度的提高，獲取數(shù)據(jù)的范圍也受到限制,?；h(huán)技術(shù)的發(fā)展，解決了上述電纜連接的缺點,。該技術(shù)的實現(xiàn),，包括兩個關(guān)鍵的解決：第一，它應(yīng)用了中頻技術(shù)將高壓發(fā)生器制作得很小,，并與凹球管連在一起形成組合,，固定在機架內(nèi)，隨機架旋轉(zhuǎn)而同步運動,。第二,，它運用高速旋轉(zhuǎn)的封閉滑環(huán)來代替機架運動器件的供電和傳送數(shù)據(jù)的電纜。所謂滑環(huán),，實際上是一個圓形寬帶狀封閉的銅條制成的同心環(huán),。其一面與探測器、控制器,、控制電路以及檢測電路相連 接并固定于機架的旋轉(zhuǎn)部分,。另一面則于一組固定的碳刷頭緊密接觸，每個碳刷頭對應(yīng)一個滑道,，這樣在掃描時,，滑環(huán)與機架一起高速同步旋轉(zhuǎn)，數(shù)據(jù)則通過滑環(huán)與機架相連的一面及時傳遞到滑環(huán),?；h(huán)另一面的各個滑道也就隨即獲取了各自所需負(fù)責(zé)傳遞的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)再通過各個滑道同與之對應(yīng)的碳刷頭的緊密接觸,，這就能及時地準(zhǔn)確無誤地被傳送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),，這很像電機的結(jié)構(gòu)。X管和探測器相當(dāng)于電機的轉(zhuǎn)子，滑環(huán)系統(tǒng)相當(dāng)于碳刷和集電環(huán),。由于像這樣電源和數(shù)據(jù)的傳遞不是通過電纜而是通過封閉的滑動的銅環(huán)來連接的,，所以稱之為滑環(huán)技術(shù)。正是由于這種技術(shù)的實現(xiàn),，保持掃描系統(tǒng)可以連接旋轉(zhuǎn),，從而消除了傳統(tǒng)CT掃描機的加速減速和回位的過程，大大提高了掃描速度,，并使掃描獲取的信息更加廣泛,。
我院引進的美國
Marconi公司MXS000雙層螺旋CT是比較先進的換代產(chǎn)品，其單周掃描速度能達(dá)到0.5s／周,，并采用雙排固體探測器,，曝光一次能重建兩層圖像。過去做一個頭顱需掃描9-10次,，每次掃描4.5s,，共需5min左右，而現(xiàn)在的機器一次頭顱CT僅需曝光5次,，而每一次掃描時間僅0.5s,，全部過程平均不到lmin，使工作效率提高幾倍甚至十幾倍,，而胸腹部的掃描,，螺旋CT的優(yōu)勢更加明顯。后面再作比較論述,。
2主要技術(shù)特點
2.1 掃描技術(shù)
螺旋CT掃描體位與普通CT無太大區(qū)別,，只是掃描架傾斜角度更大(一般正負(fù)30度)，床位移更加靈活,，因而掃描范圍也進一步擴大,，掃描技術(shù)參數(shù)的選擇直接影響圖像的質(zhì)量,。螺旋CT掃描的大多數(shù)參數(shù),，如kV，mA,，層面厚度等的選擇與常規(guī)CT基本一致,。所不同的是增加了進床速度(table increment)和所需重建圖像的間隔的選擇。螺旋掃描的層厚,，床移速度,，整個掃描時間及圖像重建的間隔是可以調(diào)整的。層厚的選擇主要是根據(jù)成像部位和掃描目的而設(shè)計,。床速度和層厚的比值即螺距(picth),，螺距在整個掃描條件的設(shè)計中顯得很重要，一般情況下picth選用1，也就是進床速度等于層厚,，但也可以在0.1-2范圍內(nèi)選擇,。一次掃描的范圍決定于掃描時間和進床速度，而一次螺旋掃描最長時間決定于所用的mA數(shù),，在掃描層厚一定的情況下,，pitch越小，床面移動速度愈慢,，切層愈薄,，倍提高則圖像質(zhì)量愈好，但當(dāng)掃描范圍確定時,，若床速過慢,，必然延長掃描時間，則需考慮病人的一次屏氣能力和機器本身的性能,，否則患者將無法很好地配合掃描,。pitch越大，床面移動愈快,，切層愈厚,，則總的掃描時間愈短，圖像質(zhì)量下降,，從而降低病灶的檢出率,。因此，pitch,，層厚,，掃描時間三者必須很好地選擇于最佳配合點。
我科現(xiàn)有CT因是雙層探測器,，X射線利用率高,，一般pitch用0.875，重建時有部分容積數(shù)據(jù)重疊,，這樣有利于提高圖像質(zhì)量,，對特殊身材的病人(如肺氣腫，瘦高體型患者)pitch一般取1,，最大不超過1.2,，憋氣時間一般不超過20s。
2.2圖像重建技術(shù)
由于螺旋掃描采集的是容積數(shù)據(jù),，所以數(shù)據(jù)重建的方法關(guān)系到圖像質(zhì)量的好壞,。掃描的同時，掃描床在連續(xù)等速移動導(dǎo)致每一周掃描的起點和終點不在同一平面上,，因此在圖像重建之前,，為了消除運動偽影和防止層面的錯位,，需要在所采集的原始數(shù)據(jù)的相鄰點內(nèi)用線性內(nèi)插法進行校正。線性內(nèi)插法有兩種：360度線性內(nèi)插法和180度線性內(nèi)插法,，360度線性內(nèi)插法與常規(guī)CT比較,，其噪聲降低了17％-18％，但使層面敏感度側(cè)視曲線SSP增寬,，降低了縱向分辨率,，而180度內(nèi)插法的噪聲則比常規(guī)叮增加了12％-29％，但其縱向分辨率要高于360度線性內(nèi)插法,，所以一般我們都使用180度內(nèi)插法,。螺旋CT圖像的重建數(shù)據(jù)雖然要比實際掃描數(shù)據(jù)少，也就是說在重建過程中要損失一部分?jǐn)?shù)據(jù),，從而降低了圖像的分辨率,，特別是z軸分辨率。但實踐證明,，因為圖像的連續(xù)性增加了,。螺旋CT重建圖像的質(zhì)量仍比普通CT的高得多。 3 臨床應(yīng)用
螺旋CT幾乎可用于全身各系統(tǒng)的檢查,，合理選擇不同的應(yīng)用方法,，會給臨床帶來良好的影像效果并可充分發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢。
3.1 頭部掃描
螺旋叮頭部掃描
一般情況下不用螺旋程序,，只用軸位掃描程序,，因此方法和條件與普通CT基本一樣。只是圖像重建方法不同,，而螺旋叮掃描時間短,，X線穿過人體以后帶有信息的光于量相對較少，從理論上講重建后的圖像不如普通CT,，但是由于螺旋Cr采用的是稀有金屬制造的固體探測器,，光子吸收率可達(dá)到98％-99％幾乎為普通CT的一倍(普通叮一般采用惰性氣體探測器，吸收效率僅僅50％左右)有效地彌補了光子量少的缺點,，事實上螺旋CT頭顱圖像質(zhì)量不低于普通CT,。由于掃描時間極短，每次曝光僅0.75s,，同時一次曝光可重建兩層圖像因此大大提高了工作效率,，對急診病人、兒童以及易燥動的病人非常適用,，為臨床診斷和治療以及院前急救爭取了時間。
3.2胸部螺旋CT掃描
與普通CT掃描相比胸部螺旋CT具有較為顯著的優(yōu)點,。首先,，在掃描過程中由于是連續(xù)容積掃描，定位以后病人只需憋一口氣即可將全胸掃描完畢，消除了由于數(shù)次甚至十?dāng)?shù)次的呼吸換氣而引起的病變位移的影響,，能發(fā)現(xiàn)普通CT易于漏診的小結(jié)節(jié)病變,。螺旋Cr具有后處理成像的功能，可在任一位置進行回顧性重建,，因此,，可選擇病變中心成像，達(dá)到精確描繪病變形態(tài),，準(zhǔn)確測量密度,，免受容積效應(yīng)影響的診斷效果。對肺底橫膈及附近病變,，利用MPR可確定病變的發(fā)生部位及胸膜的關(guān)系,。應(yīng)用SSD，最小密度投影和MPR可進行氣道成像,，顯示氣管,，支氣管輪廓，觀察氣道病變的范圍,，顯示有無狹窄及擴張,。對肺內(nèi)孤立結(jié)節(jié)的診斷，通過SCT掃描速度快,，成像迅速避免了呼吸偽影,，減輕了容積效應(yīng)，故對瘤肺界面的觀察更清晰,、真實,。MPR對分葉，毛刺,，血管連接,，胸膜凹陷等征象顯示得更精確，對腫塊或空洞內(nèi)結(jié)構(gòu)顯示更細(xì)致,，故對肺內(nèi)的良惡性結(jié)節(jié)的鑒別診斷優(yōu)于常規(guī)CT,。
3.3用于腹部螺旋CT
腹部螺旋CT同樣具有一次憋氣即可全部掃描完畢的優(yōu)點，避免了腹式呼吸而引起的圖像偽影,。并且可以配合高壓注射器進行肝臟的螺旋CT增強掃描,，并且能比較準(zhǔn)確地在肝臟動脈期，門脈期和平衡期進行適時掃描,，利用觀察病變的動態(tài)強化過程,，大大提高了小病灶的檢出率，如小肝癌等,。另外,，用以區(qū)分血管瘤病變和肝癌提供更加準(zhǔn)確的影像資料,。通過門脈期增強血管造影，還可進行門脈系統(tǒng)的三維成像,，為TIPPS術(shù)前提供參考依據(jù),。
螺旋Cr掃描還可以發(fā)現(xiàn)胰腺，腎上腺,，腎臟的小病灶在增強峰值期掃描可以顯示普通CT難以發(fā)現(xiàn)的密度差異,，增強了與周圍結(jié)構(gòu)以及病變與正常組織的對比，提高了診斷的可靠性和可信性,。 3.4 SCT血管造影(CTA)
SCTA是SCT增強掃描與計算機3D重建相結(jié)合的新檢查法,。CTA的基礎(chǔ)是較薄層的掃描或窄間隔重建，血管顯著強化及由此而產(chǎn)生的三維重建,。應(yīng)用MIP和SSD方法可使血管表現(xiàn)如同普通的血管造影,，但較其優(yōu)越的是前者還可以進行多軸旋轉(zhuǎn)，從不同角度觀察,，更利于病變的展現(xiàn),，CTA可以很好地描繪WILLS環(huán)的解剖，發(fā)現(xiàn)動脈瘤,，血管閉塞及動脈畸形,，并可顯示其大小，起源,，部位和累及的其它血管,。頸動脈CTA可發(fā)現(xiàn)狹窄，結(jié)合橫斷面像能進行狹窄分級,。胸腹主動脈瘤或夾層動脈瘤,，CTA能提供有價值的信息。CTA具有操作簡便相對費用低病人無創(chuàng)傷等優(yōu)點,。
3.5 SCT仿真內(nèi)窺鏡成像(SCTVE)
其成像原理是將SCT所獲取容積數(shù)據(jù)輸入工作站,，用計算機軟件調(diào)整CT閾值與透明度，將含氣器官或主動脈內(nèi)腔顯示,，將管腔內(nèi)表面以外的組織之透明度調(diào)整為100％,，將其圖像刪除，再用偽彩色技術(shù)將管腔內(nèi)表面賦予類似內(nèi)窺鏡所見的組織色彩,，后用CT電影沿管腔方向由上而下或由下而上地依次回放,。
SCTVE檢查安全無痛苦，并可以從病變的遠(yuǎn)端或近端觀察,，并可觀察大血管腔內(nèi)病變,。缺點是屬于一種重建圖像，偽色彩顯示,，不如纖維內(nèi)窺鏡顯示清楚與真實,，不能進行病變活檢,，后處理復(fù)雜,，費用相對較高,。
3.6 螺旋CT可用于肌肉骨骼的檢查，也有其明顯的優(yōu)越性,。螺旋CT掃描速度快,，檢查時間短，特別適用于創(chuàng)傷和危重癥者及難在較長時間內(nèi)保持固定姿勢的病人,。MPR和三維顯示在本系統(tǒng)有獨特
的應(yīng)用價值,。它可分辨復(fù)雜的解剖關(guān)系，如肩關(guān)節(jié),，脊柱,，骨盆，腕關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)等,，顯示橫斷面像上不易顯示的水平骨折和粉碎性骨折的移位情況,，通過不同角度旋轉(zhuǎn)，觀察者可以直接看到解剖結(jié)構(gòu)間的空間關(guān)系,，有利于手術(shù)計劃的制
3.7 另外,，配合SCT還可進行膽系造影，CT冠狀動脈成像,，CT灌注成像,，CT速成像等，一些新的技術(shù)也逐步地應(yīng)用到臨床上,，并收到其較好的效果,。
螺旋CT是1972年CT發(fā)明以來關(guān)鍵技術(shù)上的一次重大突破，也是九十年代世界醫(yī)療器械迅速發(fā)展最具代表性之一,。隨著計算機技術(shù)發(fā)展步伐的進一步加快,，CT技術(shù)也會發(fā)生日新月異的變化。據(jù)報道最新研究的超高速電子束CT也已投入到臨床應(yīng)用之中,，對心臟,、胃腸道等過去CT檢查顯得力不從心的部位也在逐步得到比較滿意的檢查效果，為臨床提供更加準(zhǔn)確,、可靠的診斷依據(jù),。從現(xiàn)在看，CT仍具有非常廣闊的發(fā)展前景,，今后的CT會向更加小型化,、高科技化、多功能化,、以人為本化方向發(fā)展,。有理由相信,，將來CT檢查技術(shù)會為人類的健康事業(yè)做出更大的貢獻(xiàn)。
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