时间分辨率.doc

_心脏冠脉CT成像技术的临床应用从4排CT就开始尝试了，但只是随着16排CT的问世才在临床上实现了有严格条件限制的常规应用。这里谈到的16排CT的心脏冠脉检查的严格条件限制主要是指对心率、心律、屏气时间等方面的限制（由于和CT技术无关，此文不涉及对比剂副作用方面的讨论），就一般性来说就是心律一定要规整，同时心率要小于等于60次/分钟，屏气时间要能稳定1530秒；及到了64排128层CT在临床上的投入使用，虽然之前严格要求的条件限制放宽了，允许一定程度上存在心律不齐、心率也可一般情况下放宽到75次/分钟、屏气时间也缩短到10秒以内，但依然要求要严格控制好心律、心率和做好屏气呼吸训练，因为心脏冠脉的图像质量好坏、诊断是否能够明确及医生诊断信心的高低都是和这些因素密切相关的。直到双源CT的问世，心脏冠脉CT的临床应用才可以说真正实现了临床应用的常规化和普及化，不用控制心率、心律，甚至可以实现呼吸状态下的心脏冠脉成像。为什么从16排CT到64排128层CT，心脏冠脉CT的检查条件可以放宽？为什么说只有双源CT才能实现心脏冠脉CT的临床应用的常规化和普及化？其实这背后都是CT技术进步的结果。要想从根本上认识理解，就要从相关基本原理概念入手了。本漫谈系列将着重介绍一系列相关基本原理概念，期望能够帮助放射科医生更好的理解心脏冠脉CT成像技术，从而能够更好地进行诊断和科研工作，毕竟医学影像学专业的进步发展是严重依赖于成像技术的进步的。让我们先从什么是单扇区时间分辨率说起。细说CT的时间分辨率 CT的时间分辨率（temporal resolution）是指CT设备采集到可以重建出一层完整图像数据所需的时间。在目前的成像技术中，形成一层完整的图像，至少需要机架旋转180度所采集的数据，因此，一台CT的时间分辨率可以认为等同于机架转速的一半。需要特别强调的是这里所说的机架转速的一半时间的最科学描述是“单扇区时间分辨率”。单扇区时间分辨率是冠脉成像中最重要的参数。如果单扇区时间分辨率能够突破100ms，那么冠脉扫描就无需再控制患者心率。目前在临床实践中主要有4种方法可实现CT的时间分辨率的提升，分别阐述如下。一种方法是增加球管/探测器系统的数量。通过两套系统同时采集数据来提高单扇区时间分辨率。比如西门子炫速双源CT机架上安装了两套球管/探测器系统，采集一层图像数据只需要每个球管旋转90度，因此采集同样数据量所需时间约是单源CT的二分之一（如图1所示）。机架旋转一圈的时间为0.28秒，因此系统的单扇区时间分辨率约为旋转时间的1/4即75毫秒，这相当于单源CT的转速达到0.15秒/圈才能实现的效果。大量临床实践证明，双源CT是目前业界唯一不需要控制心率和心律的冠脉扫描设备。75毫秒是真正的单扇区时间分辨率。图1 双源CT的单扇区时间分辨率75毫秒，是唯一不需要控制患者心率的扫描设备。 第二种方法是多扇区重建。如之前提到的，如果CT能在心脏相对静止期（如舒张期）一次性采集到完整的180数据并以之重建，我们称之为单扇区重建。而当CT机架转速不够，在心脏的相对静止期内采集的数据用于不够用于重建时，只能通过减少每个心脏周期（R-R间期）内的成像时间窗（时间分辨率）宽度，然后利用相邻的数个心动周期的采集数据，组合成图像重建需要180的数据，这种办法称为多扇区重建（如图2所示）。这种方法的使用是通过药物严格控制心律齐性、牺牲图像质量、延长扫描时间、显著增加受检者接受的辐射剂量来实现的。同时，由于不同心动周期叠加错位导致空间分辨率明显下降，会严重影响诊断结果。因此在实践操作过程中，有实际操作意义的，只能做到2扇区重建，35扇区重建无实际意义。以Flash CT的单扇区75毫秒为例，如果实现双扇区重建，则双扇区时间分辨率是37.5毫秒；4扇区重建，则是分辨率达到了18.75毫秒。因此，多扇区重建并没有提高CT的单扇区时间分辨率，只是在单扇区时间分辨率不够的情况下的一种无奈之举。只有理论意义，没有实践意义。另外需要一提的是，SSF技术也是使用多扇区的数据，通过软件对图像进行后处理提高图像质量的一种技术，可以归到此类当中。图2 三扇区重建图示，不同心动周期图像错位叠加导致图像质量下降。第三种方法就是通过提高机架的旋转速度来提高时间分辨率，但增加转速就要解决机械离心力增加的问题：要获得不依赖心率的，单扇区小于100ms的单扇区时间分辨率，就必须使得机架的旋转时间小于0.2s，而此时的机械离心力高达75G以上，超过了当今机械制造能够实现的最高水平。同样，单纯增加探测器的宽度也不能提高系统的单扇区时间分辨率。因此，目前单源CT不能从根本上解决单扇区时间分辨率低的难题，也就是不能无条件进行心脏冠脉CT成像。第四种方法是目前最新的一种方法，即通过采集和算法的改进，使用机架旋转140得到的采集数据进行冠脉重建，从而实现提高设备的单扇区时间分辨率，这就是西门子最新的iTRIM技术。我们知道最早期的CT设备，必须使用机架旋转360度数据进行重建，才能形成完整的图像。后来由于Half-Scan技术诞生，使用机架旋转180度所采集的数据就可以进行一层完整图像的重建。而iTRIM技术的出现使得CT的单扇区时间分辨率又提高了20%。这也是一种真正提高单扇区时间分辨率的方法。说到这里，相信大家都明确了，针对心脏冠脉CT检查，无论是用什么样的扫描技术，最为关键的是“单扇区时间分辨率”这个参数的高低，如果当您和同行讨论时，可千万别忘了加上“单扇区”这个定语哦! 细节决定了您的专家水平哦，J。可能说到这里您会有疑问，“做心脏冠脉检查不是还有Z轴时间分辨率的说法吗？东芝的320排CT的Z轴时间分辨率是最高的。”，其实这里提到的Z轴时间分辨率指的就是x射线的Z轴覆盖范围，或称x射线准直宽度。举个形象的比喻来说，单扇区时间分辨率就是一台专业照相机的快门速度，而所谓的Z轴时间分辨率或x射线准直宽度就是这台照相机的广角大小。针对一颗快速跳动的心脏，您是愿意选择一个快门速度最快但广角不是最大的照相机呢，还是选择