常規(guī)CT從發(fā)明到現在已經經歷了30多年的發(fā)展史。這三十年CT技術大量地應用到臨床的同時,，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,，不過主要結構并沒有根本性的變化。但近年來采用的滑環(huán)技術使CT上了一個很大的臺階,。采用滑環(huán)技術不僅縮短了工作周期時間,，并在此基礎上設計出了螺旋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全部容積的數據,，所以也稱為螺旋容積掃描,。這是CT技術上的一項重大突破。我科自前年十月份引進一臺美國MarconIMXS000雙層螺旋CT,，經過近一年半的使用,，充分說明了其絕對的優(yōu)越性。現結合我科的實際工作就螺旋CT的原理,，技術特點及其臨床應用價值做一綜述,。
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于電機的轉子一樣，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,，同時探測器組連續(xù)采集數據,，如此掃描若干周后，其結果是球管相對患者“感興趣區(qū)”體表的掃描軌跡是一螺旋形路經,。故稱為螺旋容積掃描CT(Helica Spiral Volumetric Scanning CT),。 螺旋掃描得以實現，關鍵之處是采用了滑環(huán)技術(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,，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，獲取數據的范圍也受到限制,?；h(huán)技術的發(fā)展，解決了上述電纜連接的缺點,。該技術的實現,，包括兩個關鍵的解決：第一，它應用了中頻技術將高壓發(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，隨機架旋轉而同步運動,。第二,，它運用高速旋轉的封閉滑環(huán)來代替機架運動器件的供電和傳送數據的電纜。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，每個碳刷頭對應一個滑道,，這樣在掃描時,，滑環(huán)與機架一起高速同步旋轉，數據則通過滑環(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責傳遞的數據。這些數據再通過各個滑道同與之對應的碳刷頭的緊密接觸,，這就能及時地準確無誤地被傳送給數據處理系統(tǒng),，這很像電機的結構。X管和探測器相當于電機的轉子,，滑環(huán)系統(tǒng)相當于碳刷和集電環(huán),。由于像這樣電源和數據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,。正是由于這種技術的實現,，保持掃描系統(tǒng)可以連接旋轉，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品，其單周掃描速度能達到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主要技術特點
2.1 掃描技術
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，掃描技術參數的選擇直接影響圖像的質量,。螺旋CT掃描的大多數參數,，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整的。層厚的選擇主要是根據成像部位和掃描目的而設計,。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,，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，倍提高則圖像質量愈好，但當掃描范圍確定時,，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據重疊,，這樣有利于提高圖像質量,，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
由于螺旋掃描采集的是容積數據,，所以數據重建的方法關系到圖像質量的好壞,。掃描的同時，掃描床在連續(xù)等速移動導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據的相鄰點內用線性內插法進行校正,。線性內插法有兩種：360度線性內插法和180度線性內插法,，360度線性內插法與常規(guī)CT比較，其噪聲降低了17％-18％,，但使層面敏感度側視曲線SSP增寬,，降低了縱向分辨率，而180度內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度線性內插法,，所以一般我們都使用180度內插法,。螺旋CT圖像的重建數據雖然要比實際掃描數據少，也就是說在重建過程中要損失一部分數據,，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重建圖像的質量仍比普通CT的高得多。 3 臨床應用
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,，消除了由于數次甚至十數次的呼吸換氣而引起的病變位移的影響,，能發(fā)現普通CT易于漏診的小結節(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,，達到精確描繪病變形態(tài),，準確測量密度,，免受容積效應影響的診斷效果。對肺底橫膈及附近病變,，利用MPR可確定病變的發(fā)生部位及胸膜的關系,。應用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,。對肺內孤立結節(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，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，對腫塊或空洞內結構顯示更細致,，故對肺內的良惡性結節(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術前提供參考依據。
螺旋Cr掃描還可以發(fā)現胰腺,，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)現的密度差異，增強了與周圍結構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重建相結合的新檢查法,。CTA的基礎是較薄層的掃描或窄間隔重建，血管顯著強化及由此而產生的三維重建,。應用MIP和SSD方法可使血管表現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，從不同角度觀察,，更利于病變的展現,，CTA可以很好地描繪WILLS環(huán)的解剖，發(fā)現動脈瘤,，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)現狹窄，結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仿真內窺鏡成像(SCTVE)
其成像原理是將SCT所獲取容積數據輸入工作站,，用計算機軟件調整CT閾值與透明度，將含氣器官或主動脈內腔顯示,，將管腔內表面以外的組織之透明度調整為100％,，將其圖像刪除，再用偽彩色技術將管腔內表面賦予類似內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,，并可以從病變的遠端或近端觀察,，并可觀察大血管腔內病變。缺點是屬于一種重建圖像,，偽色彩顯示,，不如纖維內窺鏡顯示清楚與真實，不能進行病變活檢,，后處理復雜,，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
的應用價值,。它可分辨復雜的解剖關系，如肩關節(jié),，脊柱,，骨盆，腕關節(jié)和踝關節(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，觀察者可以直接看到解剖結構間的空間關系,，有利于手術計劃的制
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，一些新的技術也逐步地應用到臨床上,，并收到其較好的效果,。
螺旋CT是1972年CT發(fā)明以來關鍵技術上的一次重大突破，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,。隨著計算機技術發(fā)展步伐的進一步加快,，CT技術也會發(fā)生日新月異的變化。據報道最新研究的超高速電子束CT也已投入到臨床應用之中,，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，為臨床提供更加準確,、可靠的診斷依據,。從現在看，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檢查技術會為人類的健康事業(yè)做出更大的貢獻,。
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