双源CT-中英双语解读其历、原理、优势与临床应用.docx

1、双源 CT-Dual Source CT ( DSCT)目录双源 CT-Dual Source CT ( DSCT )CT技术发展历史DSCT开发背景3工作原理4应用5辐射剂量一种通过两套X射线球管系统和两套探测器系统同时采集人体图像的CT装置。A dual-source CT scan uses two x-ray sources at right angles to each other. This doubles the speed of the test so you receive less radiation, and it also creates sharper images.

2、 A dual-source CT scan can be used to guide a surgeon to the right area, to identify tumors, or to study blood vessels.背景自英国工程师Hounsfield于1972年研制成功第一台CT机起，医学影像领域出现 了一次又一次的技术革命。2004年以前，CT技术1的发展主要是在球管和探测器运 动方式以及射线束覆盖范围上的变革，直至2005年西门子推出全球首台双源CT( dua-l source computer tomography, DSCT) z使得CT成像技术才有了更进一步的

3、发展，CT心血管成像才能与数字减景?血管造影(digital subtraction angiography , DSA )相媲美z并极大地降低了常规CT心血管成像假阳性的概率。B 80-140 kVpfast switching C2006年中国北京协和医院率先引进了中国第一台双源CT。除开展一些常规检查外，主要还用于心血管检查、肺结节的计算机辅助检测、胸痛三联征检查、体部灌注成像和结肠仿 真内镜等，均取得了良好的效果。开展的研究性工作主要是利用其独有的双能量成像技术, 包括体内结石成分及性质的鉴别、肌腱与韧带的CT重建成像、急性肺栓塞的早期诊断。CT技术发展历史CT技术的发展按X射线束的形

4、状及扫描方式不同，被公认为经历了以下5次大的技 术变革：单束平移-旋转方式；窄扇形束-平移旋转方式； 宽扇形束旋转-方式； 宽扇形束静止-旋转方式； 电子束CT o20世纪80年代主要是扫描速度的角逐，在此期间，碳刷和滑环技术的出现促成了螺 旋CT的诞生,并迅速取代了单一的横断面CT0 20世纪90年代至21世纪初，CT技 术的发展又以努力增加纵轴覆盖范围为目标，先后出现了 4/16/32/40层CT机。直 2004年，西门子推出全球首台64层螺旋(：丁机(SOMATOM Sensation 64)O此后，鉴于诸多机械制造方面的限制，许多专家认为CT机已发展到了极点2。但次年西门子在 北美放射

5、学年会(RSNA )上又推出了全球首台DSCT系统(SOMATOM De finition),彻底打破了传统的CT技术理念，引发了 CT史上的一次新革命。Dual-source CT scanner:Major Technical components:degree尸 Two x-ray tube coupled to two separate detector system厂 Det A which covers the entire scan FOV(50 cm In diameters)尸 Det B which covers smaller central scan FOV (26 c

6、m in diameter)尸 Each x-ray tube is STARTON type that uses the z-flying focal spot technique and cone beam geometry to image 32-slices combined to produce 64 slices per revolution厂 Each x-ray tube can be operated separately, so the scanner can perform dual energy imaging, where one tube operate at 80

7、 kVp and other at 140 kVpDSCT开发背景CT自诞生后很快就被应用于临床检查，尤其是螺旋CT出现后被广泛应用于人体各个 部位的检查和诊断。但对于运动器官如肺、胃肠道、大动脉，尤其是心脏3来说，一次 检查必须要求在有限的时间内完成，且要尽可能保证扫描期间患者无呼吸运动。否则，轻者 会出现影像模糊、锯齿状伪影，重者根本得不到具有诊断意义的图像，检查无法完成。另 外，空间分辨率也是一个重要参数，同样影响诊断的正确率。鉴于以上技术限制,西门子抛开了传统的技术理念，在成熟的SOMATOM Sensation 64技术和Straton零兆金属球管的基础上在机架内整合了两套64层图像

8、数据采集系统， 使得整个机架在完成90b旋转后即可获得一幅优质影像。机架旋转1周为0. 33 s ,但只 需完成90b旋转后即可完成图像采集，所以其时间分辨率达到了 83 ms ,实现了单扇区数 据的采集和重建，克服了”多扇区重建技术"带来的诸多弊端，极大地提升了图像质量，提 高了诊断正确率，这套装置即为世人注目的DSCTODual-Source CT: How Does it Work and What Can it Do?Michael R. Bruesewitz, R/E(R) Cynthia H. McCollough, Ph.D.)Herbert Bruder, PhD.。

9、Rainer Raupachz Ph.D)Bernhard Schmidt, Ph.DF. Thomas Flohr. Ph.Dz 'Department of Radiology, Mayo Clinic College of Medicine,:Siemens Medical Solutions, Forcheim, GermanyRadiation DoseClinical ExamplesFuture ApplicationsResolutionIntroduclioftHW t*M*rrCTa>*K工作原理两套X射线的发生装置和两套探测器系统呈一定角度安装在同一平面进行

10、同步扫描。 两套X射线球管既可发射同样电压的射线也可以发射不同电压的射线，从而实现数据的整 合或分离。不同的两组数据对同一器官组织的分辨能力是不一样的，通过两组不同能量的数 据从而可以分离普通CT所不能分离或显示的组织结构。即能量成像。如果是两组数据以同 样的电压的电流值扫描则可以将两组数据进行整合，快速获得同一部位的组织结构形态，突 破普通CT的速度极限。DSCT有两种工作模式,即单源模式和双源模式，均可通过控制台进行相关设置。单源模式时主要数据采集与重建系统A工作，数据采集与重建系统B处于关闭状态。 此时与一台普通64层CT机无异,即由球管A发射X射线，经受检者衰减后被探测 器A接收，然后

11、再经相应的图像处理和重建后产生相应部位的CT图像。1次扫描（即1 个采集周期）球管和探测器组至少要旋转180b才能获得足够的数据，重建出图像，最多 可获得64层图像。定位像及头颈部、胸腹部及四肢等一些常规平扫、增强扫描常采用单 源模式。双源模式时，2套数据采集与重建系统同时工作，2套球管与探测器组合，各自独立发 射及接收射线,独立完成图像处理,但在图像重建时，由2套采集系统获得的数据既可以 重建出2组独立的图像，也可以重建出1组融合的图像，前者1个采集周期与单源模式 相同，即球管和探测器组至少要旋转180b ,主要用于骨骼及钙化的分离、鉴别组织与胶原 成分等；后者1个采集周期球管和探测器组只需

12、旋转90b ,由2组数据采集系统获得的 2组数据经相应的数学运算、组合后即可实现单源下旋转180b的效果，但时间分辨率提高 了 1倍，主要用于心脏等时间分辨率要求极高的检查。应用传统螺旋CT由于仅有一套X射线发生装置和一套探测器系统，所以在扫描高速运动物 体时（比如冠状动脉）将会显得力不从心。通常情况下，工程师通过加快CT的旋转速度来 提高CT对运动物体的扑捉能力，但是受限于工业水平和CT旋转时产生的巨大离心力，最 快的CT也只能达到0.27秒旋转一圈。双源CT系统同时使用了 2个射线源和2个探测器系统，能够以83ms的时间分辨率采集与心电图 同步的心脏和冠状动脉图像。该系统能够在不需要控制心

13、率的情况下，对高心率、心率不规 则甚至心律不齐患者进行心脏成像。同时，2个射线源能够输出不同能量的X射线。利用双 能曝光技术明显改善CT的组织分辨力。DSCT单从结构上看与普通CT机差别不大，但从临床应用分析的某些方面却有着普 通CT机不可比拟的优势。心脏成像:DSCT最大的优势在于心脏成像方面。双能量成像：即在两种不同的能量下成像。其依据是不同成分的组织在不同的X射线 能量照射下表现出的CT值不同，再通过图像融合重建技术，可得到能体现组织化学成分 的CT图像，即组织特性图像。普通扫描：对于普通检查，DSCT只用数据采集系统A ,数据采集系统B处于关闭状 态，此时相当于一台普通的64层CT机。

14、辐射剂量CT的辐射问题早已受到了广泛的关注。尽管现有的CT设备一般都会将辐射剂量控制 在安全剂量范围内，但我们仍然希望CT检查时的辐射剂量能够越低越好。尽管双源CT系 统使用2套X线球管系统和2套探测器组，但其在心脏扫描中的射线剂量都只有常规CT 的50%。由于其具备很高的时间分辨率，能够在一次心跳过程中完成采集心脏图像，从而 使利用多扇区重建的大剂量扫描方法成为过去。另外，双源CT采用了依据心电图的适应性 剂量控制，最大程度地降低了心脏快速运动阶段的放射剂量。这些技术的综合使用使图像的 采集速度和效率提高了倍，即使与能量效应最高的单能扫描仪相比，双源CT在正常心 率条件下的放射剂量将至少降低50%。展望DSCT是基于西门子成熟的64层CT技术之上的崭新设备，在扫描速