CT新技术介绍

1、CT新技术介绍,山东大学齐鲁医院 马祥兴,CT技术追求的目标,高端CT的两个发展方向,宽体探测器方向,双源方向,西门子新双源 FLASH,Revolution CT,GE,16cm，单器官覆盖,DSCT,一 能量技术,能谱成像的核心： 通过高低压瞬切技术 将混合能量重建成单能量图像,GE,151级能谱,73keV,40KeV,190KeV,西门子光子CT,单能量图像,能谱曲线,物质定量,基物质图,能谱平台三类工具,1,2,3,碘剂显示/定量 直接去骨 （CTA） 虚拟平扫 肺灌注 肺结节良恶性鉴别 肺血管显示 脑血肿出血区分 心肌灌注 鉴别高原子序数物质 结石定性 去除钙化斑块,能量成像 四大

2、领域14种应用,能谱成像 去金属伪影 组织鉴别肿瘤学 肿瘤良恶性鉴别 肿瘤分期 组织液区分 优化对比 鉴别特殊软组织 肌腱与韧带 痛风诊断,Image,Kidney Stones,Collimation 20 x 0.6 mm Spatial Resolution: 0.33 mm Scan Length: 133 mm Rotation Time: 0.5 s 140/80 kV, 80/150 eff. mAs Scan Time: 4 s Dual Energy,Worlds first DSCT,SOMATOM Definition,直接的双能量肌骨成像显示肌腱,Courtesy of

3、 University Erlangen / Erlangen, Germany,initial scan contrast image,一次扫描同时获得增强，虚拟平扫和双能量图像,virtual non-contrast image,contrast image (red),Dual Energy,Headline,gout imaging (痛风),70keV,混合能量,50keV,适当的低keV有助于提高对比度,有助病变检出,门脉期 相同WW WL,Case:胆囊多发小息肉,单能谱图,低keV有助于提高图像对比度，清晰显示病灶,47 keV肺不张和肿块清晰分开,70 keV无法区分肺不张

4、和肿块,?,能谱CT多参数成像检出小病灶,能谱肝脏小病灶检出,男，30y，AFP升高，混合能量肝右叶只显示一个较大肿块，单能和碘图发现右叶另一小病灶，临床分期T2-T3,传统CT,传统CT,50KeV,碘基图,？,肺栓塞能量成像,能谱曲线对于物质的鉴别功能,21HU,21HU,糖水,盐水,常规CT获得的仅是平均CT值。在普通的CT下糖水和盐水拥有相同对CT值，也无法区别,通过能谱CT扫描，糖水和盐水有着不同的能量曲线，可以鉴别开来。,传统CT扫描,能谱CT扫描,能谱曲线:提示肝内小病灶L2与大肿块L1同源,2,1,肝硬化、肝癌，肝内多发低密度病灶,肝癌原发和转移病灶,能谱曲线确认病灶的性质,肝

5、左叶为囊肿,L3、L4 囊肿,L1、L2 肿瘤病灶,能谱 分析 门静脉癌栓和胰腺肿瘤之间的关系,胰腺肿瘤病灶 和 门脉癌栓 的 能谱曲线 形态一致,能谱 分析 肿大淋巴结和癌肿之间的关系,两者 能谱曲线走行基本相同，提示两者同源可能,病理：右侧甲状腺乳头状癌并颈部淋巴结转移,右侧甲状腺肿块，右侧颈部一淋巴结肿大,能谱 分析 甲状腺结节的良恶性,病例A 双侧结节性甲状腺肿,ROI碘比值分析：恶性结节组碘基值比率 低于 良性结节组碘基值比率,碘基值比率=甲状腺结节碘基值 / 颈总动脉碘基值,0.8-0.81 双侧甲状腺结节碘基值比率,0.21-0.22 双侧甲状腺结节 碘基值比率,能谱分析 中颅窝

6、低密度灶病变,右颞叶低密度灶与侧脑室的能谱曲线形态一致，初步判定为蛛网膜囊肿,肾癌，双侧肾上腺结节,病理：双肾上腺增生,肾上腺特征曲线没有消失，提示依然是肾上腺组织,肺癌，双侧肾上腺占位,肺癌肾上腺转移,肾上腺特征曲线消失，曲线提示血供丰富（和肝脏比对）,能谱去金属伪影,Case: 骨折线,常规CT,单能谱成像,O-MAR OFF,O-MAR ON,消除金属伪影+抑制图像噪声,微成像O-MAR无伪影平台,二 高清晰度,1024矩阵,35,512512,10241024,超高分辨率:,1024 x 1024成像:,高清晰度成像,小支架精确探察,非钙化斑块,钙化斑块,冠脉支架,高清支架,高清支架显

7、示,高质量图像 消除颅底伪影盲区,高质量图像 消除颅底伪影盲区,高质量图像有效消除胸廓入口伪影,高质量图像 急诊与老年患者,高质量图像 消除盆腔伪影,高质量图像 胃肠道显示,正常胃壁,胃窦部胃癌,胃小弯胃癌,高质量图像 胆道系统,三 高级后处理工作站,识别解剖的后处理工作站 自动呈现后处理诊断图像。 一服务器，多终端，满足多名医生同时使用 一次扫描，一键去骨 血管自动提取。 3D交互读片实现薄层读片和实时3D重建,高级后处理工作占,四 扫描驱动方式,电磁驱动 2 气垫轴承,电磁驱动,气垫轴承,五 大范围灌注,1.宽探测器 2 穿梭扫描,16厘米探测器,16厘米探测器在神经系统灌注领域具有优势,

8、资料来源：Toshiba Granted Education Program,大范围 扫描,Obtained using a head conversion factor of 0.0023*DLP Obtained using a head and neck conversion factor of 0.0049*DLP,一站式脑卒中检查: 头颈部血管(1.8mSv)全脑灌注(1.7mSv),Acquisition 全脑灌注 Axial 140 mm 760 mGy-cm DLP Variable sampling 1.7 mSv1 头颈部CTA Helical 366 mGy-cm DLP

9、 2.5 sec acquisition 1.8 mSv2 3.5 mSv total,Tmax,CBF,CBV,AVG,RSNA 2014 | Revolution CT,六 CT低剂量技术,基于X线采集过程的每一环节均有相应辐射剂量降低措施 目前的技术措施或多或少都具备一定的条件限制,自动kV技术.70kV,迭代技术,敏感器官低剂量,CT低剂量技术的种类,1 管电流自动调节技术,提升X线采集效率,2 新型探测器,石榴石探测器,Stellar: 第四代电子封装技术,把放大器和模数转换器制做成晶片，把这些晶片叠加在一起。 利用“硅通孔”完成连接线的连接作用，完全消除连接线。,X/Y/Z 3D排

10、列,50% 减少散射,212,992 蜂巢滤线格,Revolution “蜂巢” 3D准直器,有效降低辐射剂量,Spiral Overscan,3 动态准直器技术,ADS屏蔽无效射线,螺旋扫描中起始部分和结束部分的射线并不参与成像过程。屏蔽掉这部分射线可以使被检查者减少辐射的危害。,4 心脏前门控扫描技术：减少辐射剂量80%一次心跳心脏扫描,z-axis,低螺距 连续进床,传统回顾性技术,73,Step & Shoot cardiac (4cm),限制：需较慢心率,z-axis,0.25秒 覆盖整个心脏,1mSv 亚mSv的剂量,Flash ECG技术心脏最低剂量成像技术,传统技术,X-CAR

11、E,减少对乳腺40%的辐射剂量 图像质量没有下降 非常适用于射线敏感器官的成像：如乳房、甲状腺、眼睛等。,持续曝光 比如乳腺在胸部扫描中接受曝光辐射,5 敏感器官低剂量技术,X- CARE,X-CARE技术第一种敏感器官低剂量成像技术,6 智能kV与70kV,辐射剂量与管电压的平方成正比 降低管电压可以大幅度减少接受的剂量 120kV变为100kV时，降低辐射剂量 40%,70kV 超高对比度扫描技术,全新Straton球管,70kV,同120 kV相比,For internal use only,最优的图像质量最低的剂量,降低剂量，提高图像质量,CARE kV自动kV技术,智能最佳kV扫描,

12、剂量降低,20-60%,对比度提高,20-60%,临床意义：依据受检者 体型、部位 不同， 智能最佳kV 自动选择相应kV及mA， 在实现降辐射、提高对比度基础上 实现工作效率提高三重功效,For internal use only,CTDIvol: 5.23mGy 对比剂：3.0ml/s 70ml,CTDIvol: 3.89mGy 对比剂：3.0ml/s 70ml,剂量降低25%,120 kV,智能最佳kV扫描,智能最佳kV扫描: 降辐射、减对比剂，更多细节,常规扫描 120 kV 60ml contrast CTDIvol: 19.95 mGy,智能最佳kV扫描 50ml contrast

13、 CTDIvol: 8.37 mGy,剂量降低58%,For internal use only,主动脉 520.4HU 剂量：0.34mGy,80kV,70 kV,70kV,70 KV扫描： 1）更低辐射 2）更高组织对比 3）更少对比剂用量,对比度增加60% 剂量较80KV降18%,主动脉 818.7HU 剂量：0.28mGy,CARE kV自动kV技术,70kV下肢CTA,70kV显示更多细节,Image,扫描: 128 x 0.6 mm 时间: 5 s 范围: 225 mm 转速: 0.5 s 100 kV, 262 effective mAs CTDIvol: 10.35 mGy D

14、LP: 252 mGycm 3.78 mSv,Stellar 光子探测器,100kv 扫描,Courtesy of LMU Grosshadern/Munich Germany,优质图像质量 极低辐射剂量,纯净成像：肥胖病人获低剂量的优质图像,7 回到算法：迭代技术,基于X线采集过程的每一环节均有相应辐射剂量降低措施 目前的技术措施或多或少都具备一定的条件限制,自动kV技术，70kV,敏感器官低剂量,ASiR,4D Tuned AutomA,CAREdose,iDose,Safire,AIDR,IRT/iMR,IRIS,Veo/MBIR,AIDR 3D,FBP,iDose4,第四代迭代算法剂量

15、不变图像质量提升,FBP 10.13mSv,iDose4 2.02mSv,第四代迭代算法剂量降低图像质量不变,Headline,SAFIRE, 5 iterations,FBP,SAFIRE,FBP,*) courtesy of University of Erlangen, Germany,94,From : Courtesy of USP Sagrado Corazon,ASiR迭代重建技术 (Adaptive Statistical Iterative Reconstruction),85kg,120kV, 120mAs 非ASiR,85kg, 120kV, 120mAs ASiR,Im

16、proved diagnostic confidence 提高诊断信心 Overcoming Low-dose Artifacts 克服低光子伪影,FBP,iDose4,第四代迭代算法剂量不变图像质量提升,FBP,iDose4,第四代迭代算法剂量不变图像质量提升,传统CT算法,IRIS鹰眼技术,4 mm stent,4 mm stent,实现“更低辐射剂量、更好图像质量”的CT迭代算法,x 104,0,50,100,150,80 kV,140 kV,S2: 140 kV,七 SPS技术能谱纯化技术,常规双能量技术,第二代双能量成像（能量纯化技术）,能量谱重叠 能量区分能力有局限 辐射剂量效率欠

17、佳,较少的能谱重叠 能量区分能力提高 辐射剂量降低,80 kV 140 kV overlap,80 kV 140 kV with SPS overlap,SPS技术能谱纯化技术第一种CT能量成像低剂量技术,80/100KV,Sn140KV,碘,骨,蓝色直线代表的识别能力 红色直线代表的识别能力 （能谱纯化技术） （无能谱纯化技术）,识别直线（识别算法）,SPS技术能谱纯化技术,x 104,15,10,5,0,50,100,150,80 kV,140 kV,Courtesy of Dr. C. McCollough, Clinical Innovation Center, Mayo Clinic

18、 Rochester, USA,SPS技术能谱纯化技术第一种CT能量成像低剂量技术,八 肝脏肿瘤的评估,九 肝段分析,飞利浦 西门子,西门子Stellar光子探测器CT核心技术,低KV成像,Edge技术,降低辐射剂量,低对比剂用量,提升密度分辨率,提升空间分辨率,光栅技术 零噪技术 夜视技术,典型图像,70KV回顾扫描,4.88mSv 造影剂65ml,回顾性扫描剂量仅为2.45mSv,70KV回顾扫描,Flash speed. Lowest dose. HR independent temp resolution: 75 msec Collimation: 128 x 0.6 mm Spatial resolution: 0.