第3代双源CT的临床应用现状与展望

陈 钰，金征宇

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京100730

·Force CT专栏 述评·

第3代双源CT的临床应用现状与展望

陈 钰，金征宇

中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院放射科，北京100730

第3代双源CT与以往的双源CT相比，具有多项技术进步，包括：管球功能、迭代重建及双能量扫描模式等。第3代双源CT在“双低”的应用等方面已经取得丰硕的研究成果，未来有望在疾病诊断、去除伪影、脏器灌注、物质分离等方面开展更多研究。

第3代双源CT；辐射剂量；迭代重建；双能量扫描；脏器灌注

ActaAcadMedSin，2017,39(1)：1-3

双源CT是当今最先进的CT设备之一，可以改进时间分辨率、减少运动伪影、减少线束硬化伪影、移除或减少血管钙化的影响，并进行物质成分分析等[1]。经历了第1代及第2代双源CT之后，双源CT推出了第3代机型，进入了新的发展阶段。

192层的第3代双源CT比起128层的第2代双源 CT具有多项技术进步，例如：管球旋转速度由280 ms提高到250 ms，单扇区时间分辨率由75 ms提高到66 ms，长轴方向准直的覆盖范围由38 mm增加到58 mm，管球电流功率由2×100 kW增加至2×120 kW，最大管电流达到1300 mA[2- 3]。迭代重建在第3代双源CT也有了进一步的改进。以往的迭代重建算法在最大程度降低图像噪声时，可能会改变图像纹理。因此，只有有限数量的应用可能会受益于这种更高程度的降噪优势，从而相应地降低了迭代重建技术减少辐射剂量的优势发挥。第3代双源CT采用高级模拟迭代重建(advanced modeled iterative reconstruction，ADMIRE)技术，综合了原始数据域、图像域与模型域3方面的统计数据，对于微小病变的边缘显示更具优势。此外，重复的正向投影循环通常对计算要求非常苛刻，ADMIRE采用创新性的数学模型以及前置迭代预处理芯片解决这个问题，提高了运算速度，可以直接实时迭代成像[4- 5]。

第3代双源CT的诸多优异性能，拓展了CT的临床应用空间，使得低辐射剂量、低对比剂用量(所谓“双低”)的扫描模式广泛应用于临床。突出表现在70 kV管电压扫描的广泛应用，既拓展了70 kV管电压的应用部位(例如：肩颈部)，也拓展了70 kV管电压的应用人群(例如：肥胖或者心率较快患者)。同时对比剂用量进一步下降，可以采用20 ml或以下的对比剂进行心脏、肺脏、头颈、下肢等全身诸多部位CT血管成像(CT angiography，CTA)。这将扩大CTA应用人群的范围，有望使得传统检查禁忌证的肾功能不全患者实现常规CTA检查。此外，超快速的扫描模式，也使得70 kV在多部位联合扫描方面更为普及，将催生更多组合方式，例如：头— 颈血管、头颈—心脏血管、心脏—腹部血管—下肢血管等。

除了CTA扫描，低剂量在CT灌注成像方面也得到广泛应用。CT灌注成像是一项快速发展的技术，可以同时提供形态学及功能学信息。然而由于CT灌注是一个多期动态扫描的过程，患者辐射剂量会显著增加。低管电压虽然可以降低辐射剂量，但是将显著增加图像噪声。此外，以往的CT灌注在长轴方向上覆盖的范围有限。因此，以往低剂量的CT灌注成像未能得到广泛应用。第3代双源CT灌注扫描长轴范围扩大到80cm，可完成全器官灌注扫描(神经、体部、心肌)和动态血流评估；同时结合70 kV及迭代重建，可以减少图像噪声，提高诊断准确性，并且在完成灌注成像的同时获得血管形态图像[6- 7]。

除了降低管电压外，第3代双源CT具备“光谱过滤”功能的管电压设置，也能降低辐射剂量。低能量光子通常只增加辐射剂量而不提高图像质量。第3代双源CT具有特有的锡过滤板，放置在两套X线管球前方，可以吸收能量较低的光子。这个过程称作“光谱过滤”。第2代双源CT虽然有这种设置，但是仅作为双能量扫描中单个管球的管电压使用。第3代双源CT首次将“光谱过滤”用于单源扫描，并且提供两种管电压选择，Sn100 kV以及Sn150 kV。其中Sn100 kV由于X线的穿透能力较弱，可用于肺部及鼻窦CT[8- 9]。Sn150 kV具有更好的X线穿透能力，可用于颅底、颞骨等部位。

双能量扫描也是双源CT的主要功能之一。第1代双源CT，管球电压固定在80 kV及140 kV，由于80 kV的射线穿透力有限，因此对于体型较大的患者，进行腹部扫描时，将导致物质分离的准确性下降，例如结石成分分析。第2代双源CT在1个管球前方增加了锡过滤板，出现了100 kV及Sn140 kV的管电压组合，提高了双能量CT的成像效果。第3代双源CT在双能量扫描中，拥有Sn150 kV的扫描模式，进一步增加了射线的穿透力。并且由于低能量射线通过“光谱滤过”的功能被过滤掉，射线的效能得到提高，有助于提高物质的分离效果，例如可以提高虚拟平扫图像上碘的提取效果，从而提高虚拟平扫图像的诊断效果。此外，双源CT的两套探测器要安装在一个机架上，一套探测器必然要小于另一套，因此以往视野(field of view,FOV)直径限制在最大33cm，第3代双源CT侧位的最大FOV提高到50cm，对于体型较大的患者也能覆盖整个身体组织[10- 11]。除了以往具有的双能量扫描模式外，第3代双源CT提供了更为广泛的双能量选择(例如：70 kV /Sn150 kV，80 kV/140 kV，80 kV/Sn150 kV，90 kV /Sn150 kV 以及100 kV/Sn150 kV)，将满足不同的患者和检查需要。

目前第3代双源CT研究存在以下局限性：(1)现有研究多集中在“双低”扫描模式的图像质量评估，缺乏对疾病诊断能力的评价，前瞻性、大样本量、以诊断准确性为目的的研究将是未来的热点及发展趋势。(2)当采用低管电压扫描时，由于较低能量的X线穿透能力减弱，将加重高密度物质产生的X线硬化线束伪影。因此，70 kV扫描条件下，钙化的晕效用及对比剂滞留导致的静脉伪影将更明显。虽然ADMIRE技术可以显著提高图像质量，然而尚缺乏第3代双源CT的迭代重建对这种伪影的影响程度评估。(3)对于“光谱滤过”功能，尚缺乏对于Sn150 kV适用范围的研究。(4)第3代双源CT提供了比以往更加丰富的双能量扫描模式，其间的差别以及不同临床应用方向尚不明确。(5)关于第3代双源CT脏器灌注的研究仍比较少，而且也缺乏针对疾病的灌注特点的研究。

总之，第3代双源CT在管球性能、迭代重建模式以及双能量功能方面均有明显改进，将在血管成像、肿瘤筛查、脏器灌注、物质分离等方面开拓更为广泛的应用空间。

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Currents and Prospects of the Clinical Applications of the Third-generation Dual-source CT

CHEN Yu，JIN Zhengyu

Department of Radiology，PUMC Hospital，CAMS and PUMC，Beijing 100730，China

JIN Zheng-yu Tel：010- 69155442，E-mail：jin_zhengyu@163.com

Compared with the conventional dual-source CT，the third-generation dual-source CT has many technical advantages in terms of tube function，iterative reconstruction，and dual-energy scanning mode. Many studies have explored the “double low” applications of this technique，and the future research will be focused on disease diagnosis，removal of artifacts，organ perfusion，and substance separation.

third-generation dual-source CT；radiation dose；iterative reconstruction；dual-energy scanning；organ perfusion

金征宇 电话：010- 69155442，电子邮件：jin_zhengyu@163.com

R814.42

A

1000- 503X(2017)01- 0001- 03

10.3881/j.issn.1000- 503X.2017.01.001

2017- 02- 13)