双源CT大螺距扫描技术的研究进展

任姣 孙建男 么刚 金晓宇 王莉娜

【摘要】近几年来，由于人类疾病越来越年轻化，在临床的检查中也相继出现各种各样的检查技术。随着人们对自我保护意识的提升，在应用各种检查技术做检查的同时，人们更希望在获得准确的检查结果的同时承受更小的身体损害。因此，更安全、更便捷、更能全面快速完成检查的同时并且能使患者自身所受伤害更小已成为大多数人关注的重点。多排螺旋CT作为诊断疾病的重要检查方法之一，越来越广泛地应用于临床，并且随着CT螺距技术的发展，患者检查时间得到缩短，患者所受辐射剂量减低等。其他的降低辐射剂量的方法有低电压技术自动曝光技术以及迭代重建技术等本文将从双源CT大螺距扫描技术应用进展等方面进行论述。

【关键词】大螺距;双源CT;辐射剂量;临床应用

【中图分类号】R816.2;R816.1 【文献标识码】A 【DOI】10.12332/j.issn.2095-6525.2021.03.195

引言

CT即计算机X线体层摄影，1972年，英国工程师Hounsfield成功研制出了世界上第一台CT机，自此，在CT的发展领域里，出现了一次又一次的革命[1]。主要在于CT机组成部件中的探测器的排数由原来的单排逐渐增加至16排、64排等。在2005年，全球著名的电子公司西门子公司推出了全球首台双源（ Dual Source Computer Tomography， DSCT）CT机，也被人们称之为第一代双源CT机，双源，顾名思义，有两个X射线发射源，与之对应的有两套X射线接收器，即两套球管-探测器系统，并且每套球管-探测器系统可以独立工作，独自发射X射线，同时利用自己独特的探测器接收信号，两套球管-探测器系统也可以同时使用，这样使扫描的速度变得更加快。完全打破了传统的技术理念，自此，开创了CT技术应用史上的新纪元[2]。随着科学技术的进一步发展，西门子公司在经过对原来的系统进行改造升级后，终于在2009年又成功安装了新一代的双源CT机，即第二代双源CT机[3]。第二代双源CT机与传统的CT机不同之处在于它拥有两套球管-探测器扫描系统，机架的旋转速度可以达到0.28s，检查床移动的速度更快，数据采集系统更加完善，能够更加快速地采集患者信号，数据传输能力更快，后处理功能更加强大[4]。双源CT基本可以应用于全身每个部位的检查，但主要还是应用于全身各部位血管的检查，其血管成像可以和数字减影血管造影（ Digitai Subtraction Angiography，DSA）相比较，结果显示CT血管成像方式相比于数字减影血管造影成像方式有很大的优势，提高了血管病变的检出率，同时减少了血管造影对血管的损害[5]。在实际操作中，利用双源CT检查技术在常规血管CTA检查中均取得了很好的效果，如在主动脉、锁骨动脉、肾动脉及下肢动脉以及下肢静脉等。双源CT的双能量成像技术是其他普通螺旋CT所没有的，甚至可以利用其能谱分析技术对胆囊结石成分以及肾结石成分进行分析，可以明确结石的成分，为临床治疗提供有价值的诊断信息[6]。

1  双源CT的大螺距

螺距的概念：即每个探测器旋转一周检查床移动的距离，螺距决定扫描的容积覆盖速度，螺距越大，扫描速度越快。双源CT之所以比其他螺旋CT更加受欢迎，是因为其特殊的Flash大螺距扫描模式，其最大螺距可以达到3.2。在常规的螺旋CT扫描中，螺距是有一定上线的，如果在扫描过程中，超过一定螺距则会使扫描的数据丢失，会对图像产生一定的影响，对患者也有一定的经济损失。双源螺旋CT的机架旋转速度可缩短至0.28s，时间分辨率可达75ms，扫描床移动速度可达到45cm/s，可在1s内完成整个胸部的扫描。双源CT机有两套球管-探测器系统，在一个数据采集周期内，第二个探测器可以弥补由于增大螺距而导致的数据丢失造成的图像质量的影响。因此，由于双源CT的大螺距扫描技术的应用，那些需要在扫描过程中屏住呼吸的检查则可以不需要屏气就可以完成检查。

2  大螺距扫描技术的应用进展

2.1在冠状动脉中的应用

冠心病即冠状动脉粥样硬化性心脏病，在当今时代里，随着人口老龄化以及人们生活水平的提高，冠心病患者越来越多。虽然冠心病属于非传染性慢性疾病，但它也严重威胁人类生命健康[7]。目前在临床检查中，冠脉CTA血管检查技术应用已经越来越受欢迎。然而，冠状动脉CTA血管成像检查受患者心率的影响很大，往往心率越高或者心律不齐的患者不能做此项检查。根据气体-血流动力学氧交换原理[8]，呼吸与心率之间有一定的相关性，当患者吸气屏气时心率会有所增高。因此，在做此项检查前，需要对患者进行呼吸训练。但有的时候即使已经嘱咐患者一定要在检查的过程中屏住呼吸，仍有很多患者无法屏气，致使图像结果无法满足临床诊断要求，检查结果失败，给医护人员以及患者都会带来一定的损失。随着双源螺旋CT大螺距扫描技术的发展，在做心脏CTA血管检查时不需要患者屏气，且不需依赖心率。王玉权等[9]人研究结果表明大螺距CT扫描模式可大幅度降低辐射剂量、提高工作效率并在保证图像质量的同时对高心率、不屏气状态下也能获得符合诊断要求的图像。螺旋CT的螺距決定了容积覆盖的速度，普通CT的螺距有一定的限度，当超过此限度，便会使数据丢失，然而双源CT采用了大螺距扫描技术，在一个采集周期内，第二个探测器可以弥补由于大螺距导致的数据丢失所引起的图像质量的改变。由于快速的扫描速度，所以极大地降低了患者的扫描时间，同时也降低了患者所受辐射剂量，避免了重叠扫描[10]。可见应用大螺距模式扫描在增大扫描速度的同时相对减少了呼吸与心脏运动的伪影，可以实现在患者不屏气状态下即可完成冠状动脉CT血管检查。

2.2在肺动脉中的应用

肺动脉栓塞[11]是指内源性或外源性栓子栓塞肺动脉及肺动脉分支所造成肺循环阻碍的临床病理综合征。

目前，肺动脉CT成像（Computed Tomography Pulmonary Angiography ，CTPA）已基本替代导管法肺动脉造影而成为肺栓塞的影像学评价的一线检查方法[12]。然而， 一些患有慢性阻塞性肺疾病、哮喘等严重呼吸系统疾病或心力衰竭、 瓣膜病、肺动脉高压等循环系统疾病的患者，往往不能配合检查屏住气，最后导致检查失败。利用双源Flash CT后处理技术、多平面重组技术、曲面重组技术、最大密度投影技术、容积成像技术，可以多角度多方位地观察肺动脉血管的各级分支分布情况。同时也可以直观地观察到血栓的部位、形态、血管腔的受损情况以及血栓与管壁的关系。可以为临床提供有价值的诊断信息。

2.3在泌尿系中的应用

双源CT大螺距尿路成像有着扫描速度快、扫描范围大、采集数据的层厚薄、Z轴分辨率高等特点。并且检查前无需患者腹部压迫以及其他的特殊准备。由于不需要压迫能够使患者感到舒适。而且，此种检查方法可使患者在一次屏气中即可完成。基本不受肠管积气和肠内容物影响的情况下完成膈顶至盆底全部泌尿系扫描。

2.4在心脏和头颈血管联合扫描中的应用

动脉粥样硬化形成是导致心脑血管疾病的主要原因。研究[13]表明，冠状动脉粥样硬化与脑动脉、颈动脉粥样硬化密切相关，因而准确全面的评价心脑血管动脉粥样硬化的关系及程度，对于早期干预、降低心脑血管事件的发生来说至关重要。双源CT 大螺距Flash 头颈心一站式联合扫描成像速度快，图像质量好，成功率高，对比剂用量少，辐射剂量低，可以为临床提供有价值的诊断信息。

2.5在学龄前儿童肺部扫描中不用镇静剂的应用

双源CT大螺距扫描模式有着快速的容积覆盖速度，使患者的辐射剂量降低，曾宪春[14]等研究表明：在大螺距扫描模式下扫描能缩短扫描时间、降低辐射剂量，而且不影响图像质量和临床诊断效能，对心理状态较为紧张或恐惧的学龄前儿童，可避免应用镇静剂。值得临床推广应用。

3  总结

双源CT大螺距扫描模式在临床检查中有着一定的应用价值，特别是在某些需要患者呼吸配合的检查中显得尤为重要。吸气屏气会使胸腔发生物理变化，吸气会导致胸腔内压力降低，从而改变胸腔内大血管内的血流动力学。此外，如果患者诱发Vaslalva动作，胸腔和血管内压力会突然大幅增加，从而阻止血液流向右心房，刺激迷走神经反射导致心衰和心输出量下降。双源CT大螺距扫描可以加快扫描速度，使扫描时间缩短，因此不需要患者屏气即可完成检查。

参考文献：

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[14]曾憲春，，陈静，王玉权，等，超大螺距Turbo Flash扫描模式在学龄前儿童胸部检查中不用镇静剂的可行性[J].中国医学影像技术， 2017（8） .

*通讯作者：孙建男，大庆油田总医院。