双源CT影像的质量控制

胡熙芳 刘文涛

1 双源CT(dual source computed tomography, DSCT)的优越性

西门子SOMATOM Definition Flash双源CT系统，通过二套 X射线源和探测器，能够清晰显示组织结构的细节。该系统具有75 ms的时间分辨率[1]。DSCT的出现解决了传统多层CT技术不能解决的问题，是CT领域十分重要的进展。两个X线球管管电压和管电流可随意设置，分别可用于提高时间分辨力或增加肥胖患者射线功率以提高影像信噪比(signal noise ratio，SNR)，也可用于双能量减影以进行肌体组织结构成分的鉴别、病变分类以及组织功能的探索与研究。不受心率的影响，能够支持所有心率的心脏扫描，完成从急性胸痛的评估到冠状动脉的成像和心脏功能分析。有更高的空间分辨率，使极为细小的解剖结构重建出满足诊断的影像。该系统具有78 cm的大机架孔径和成像视野，以及200 cm的扫描范围和大功率的高压发生器，可对急症患者实施最恰当的扫描，而不受患者体型或身体状况限制，拓展了临床的应用范围，可在数分钟内完成更快、更有价值的诊断。上述这些优势是否能够充分地应用于临床，影像质量的控制则尤为关键，而影像质量又与各种扫描参数密切相关。

2 DSCT的影象质量与扫描参数的关系

在西门子SOMATOM Definition Flash系统上，根据不同要求设置相关的扫描参数，如提高特定组织结构影象的清晰度，则需要通过设置管电压(kV)、管电流(mA)、曝光时间(S)、层厚层数、扫描范围、螺距和螺旋因子、扫描野(FOV)、重建算法、窗宽窗位、X线源数目、软件的应用以及能量对比等相关的扫描参数，对受检者完成扫描。只有正确的选择这些扫描参数才能得到满意的图象[2]。

2.1 管电压管电流

管电压反映X射线的穿透能力，其值越高，X射线能量越大，穿透力越强，散射线越多，影像密度分辨力及影像SNR越低，空间分辨力及噪声性伪影越高；KV值越低光电效应越强，影像密度分辨力及SNR越高，空间分辨力越低。管电流mA所选值越大，所获影像SNR越高，但X射线辐射剂量也相应增大。

2.2 曝光时间

DSCT的曝光时间，包括单次采集曝光时间及总采集曝光时间。由扫描模式(单源或双源)、机架转速(最快0.33 s／周)、扫描范围及层厚等决定。单次采集曝光时间是指X射线管电压在一个采集周期内上升及下降至其峰值65%～85%的时间间隔。总采集曝光时间是指整个数据采集过程中，单次采集时间的总和。单次采集曝光时间由扫描模式及机架转速决定，双源扫描最快为75 ms。双源与单源相比，由于在不影响图像质量甚至提高影像质量的前提下，提高了时间分辨力及图像SNR，且在心血管高心率检查时射线剂量减半的优点而受到广泛的应用。DSCT的暴光时间和管电流的乘积(mAs)反映X射线在单次或总采集曝光时间内的总射线辐射能量。

2.3 层厚层数

DSCT有0.6 mm或1.2 mm两个准直厚度可选。扫描后可分别重建出＞0.6 mm或1.2 mm任意层厚的图像[3]，层厚越厚密度分辨力及SNR越高，空间分辨力越低，双源扫描时由于同时产生两组数据叠加可进一步提高影像SNR。相同扫描范围层数越多，空间分辨力越高，密度分辨力及SNR越低，对于双源时间分辨力的提高，在相同层厚及扫描时间的情况下可扫描出更多的原始层数。

2.4 螺距及螺旋因子

螺距指机架旋转一周的进床距离。螺旋因子为螺距与层厚相除所得的商。螺旋因子为1.0时，表示层厚=螺距，即层厚等于机架旋转一周床的水平位移。螺旋 因子越小扫描相同部位所用时间越长，微小病灶越不易遗漏，Z轴空间分辨力及图像反映实际结构的真实性越高，但患者受照剂量升高。反之亦然。当患者成像密度在Z轴上变化剧烈时，应选小螺旋因子值[4]；如变化不大可选大值。缩短扫描范围、扫描时间及减少受照剂量，并可消除一些运动伪影。提高影像质量亦可在相同扫描时间内增加扫描覆盖区域。

2.5 扫描野(FOV)

扫描野由扫描直径决定。单源扫描时具有50 cm扫描直径，双源扫描时具有26 cm扫描直径，通常扫描野(FOV)越小密度分辨力及SNR越低。空间分辨力越高。但由于双源扫描时，同时两组数据的叠加而使得密度分辨力及SNR均增加[4]。

2.6 重建算法

重建算法有数十个范围可选，选择的值越小密度分辨力及SNR越高则空间分辨力越低；选择的值越高密度分辨力及SNR越低则空间分辨力越高。

3 运动伪影的形成

运动伪影包括运动伪影和其他异物伪影，躯体运动伪影是造成图像质量缺陷的主要因素。在心脏扫描过程中，呼吸运动伪影是由于患者在扫描中呼吸时所产生的躯体运动而形成。心脏出现整体位置变化，导致冠状动脉主干和分支的中断、移位或错位出现的运动伪影[5]，严重者会影响诊断结果的准确性。由于接受冠状动脉CT检查的患者多年龄较大，并常伴有心、肺疾患，因此长时间的屏气较为困难。出现呼吸运动伪影较为常见，其他异物伪影即为受检部位有其他异物造成的伪影。

4 提高影象质量的相关因素

4.1 密度分辨力

密度分辨力，即低对比度分辨力，是指在低对比情况下能够分辨相邻物质最小密度差异的能力(HU)的差值。密度分辨力与X射线剂量密切相关，剂量越大低对比分辨力越高，而剂量又与管电量(mAs)成正比。

4.2 空间分辨力

空间分辨力，即高对比度分辨力，是指高对比的情况下能够分辨物质细节的能力，它与X射线能量密切相关，即管电压kV越高空间分辨力越高。

4.3 时间分辨力

时间分辨力是指追踪及捕获动态物质的能力，反映了扫描或成像速度，反比于扫描时间，单位为采集周期／秒。它与机架旋转速度，扫描时X线源的数目，软件应用及后处理软硬件设计等因素密切相关。

4.4 SNR

SNR即信号与噪声的比值，是衡量影像免受干扰的能力。SNR与管电压、管电流、层厚、重建算法、扫描时X线源数目及软件的应用密切相关。管电压越低、管电流越高，层厚越厚，SNR越高，抗干扰的能力也越高。

4.5 伪影

伪影是指影像中出现干扰影像或有假象而无法满足诊断，严重影响了影像的质量。伪影来源于外界干扰、系统自身、设备故障以及受检者运动等因素。通过观察CT的检查发现，减少出现呼吸运动伪影的关键是在扫描前多次耐心严格训练患者呼吸，通过反复的说明、示范及多次的训练，绝大多数患者可以保持在整个扫描过程中配合屏气、减少呼吸运动来完成扫描。运动伪影还可能是由于在扫描过程中患者躯体的运动以及心率不齐所致，如对比剂注射时身体发热，患者紧张而产生躯体的运动。因此，检查前应告诉患者检查过程的注意事项，取得患者的配合。同时，应特别告诉患者在注射对比剂时出现全身发热属正常现象，不必紧张，并保持躯体不动即可克服运动伪影的形成，保证影像质量。

5 结语

为了能够使DSCT更好地服务于临床，其影像质量的保证至关重要。影像质量的好坏与扫描参数的设置和各种条件相关[2]，可以直接反应组织结构病变的状态。在实际工作中，特别需要注意的是，这些扫描参数种类繁多，并且相互关联，某些设置可能在一方面提高了影像质量，但在另一方面却降低了影像质量。因此，必须综合考虑，应根据不同的临床需求对扫描参数给予分别选择。另外，影像质量受多种因素影响，合理优化检查方案，可提高检查质量。能量成像可对正常组织或组织的变化程度作出量化评估，这些是否能准确和精确地获得影像息息相关，包括治疗的反应和结果，可进一步量化患者指标进行创新研究[6]。影像质量控制是临床诊断和治疗的根本保证。

[1]Achenbach S，Ropers D，Kuettner A，et al.Contrast-enhanced coronary artery visualization by dual-source computed tomography-initial experience[J].Eur J Radiol，2006，57(3)∶331-335.

[2]Dev D，Lee CJ，Ohba M，et a1.Image quality and artifacts in coronary CT angiography with dual-source CT∶initial clinical experience[J].J Cardiovasc Comput Tomogr，2008，2(2)∶105-114.

[3]郑玲，顾海峰，杨刚，等.双源CT成像技术及其临床应用的新进展[J].医学研究生学报，2008，21(4)∶404-407.

[4]杨刚，李林，良泉，等.对影响双源CT图像质量的各种扫描参数的分析[J].医疗卫生装备，2008，29(2)∶102-104.

[5]王继琛，邱建星，孙晓伟，等.64层螺旋CT冠状动脉成像时心率对成像质量影响的研究[J].中国影像技术，2006，22(10)∶1481-1483.

[6]卢光明，张龙江，积极进行能量CT的创新研究[J]，中华放射学杂志，2011，45(2)∶101-102.