袁爽CT详细数据收集
中文名:袁爽CT mbth:双源计算机断层摄影专业:医学影像技术背景，CT技术发展历史，DSCT发展背景，结构，工作原理，应用，辐射剂量，结论，展望。背景自1972年英国工程师Hounsfield成功研制出第一台CT机以来，医学影像领域出现了一次又一次的技术革命。在2004年之前，CT技术的发展主要是管和探测器运动方式的变化以及射线束的覆盖范围。直到2005年，西门子公司推出了世界上第一台袁爽CT (DSCT)，使得CT成像技术进一步发展。CT心血管成像与数字减影血管造影(DSA)相当，大大降低了常规CT心血管成像的假阳性概率。2006年，中国北京协和医院率先引进国内第一台袁爽CT。目前除了一些常规检查外，主要用于心血管检查、计算机辅助检测肺结节、胸痛三联征检查、体灌注成像和结肠仿真内窥镜等。，并取得了良好的效果。研究工作主要是利用其独特的双能成像技术，包括对体内结石成分和性质的鉴别、肌腱和韧带的CT重建成像、急性肺栓塞的早期诊断等。CT技术的发展史根据X射线束的形状和扫描方式的不同，CT技术的发展公认经历了以下五大技术变革:单束平移-旋转模式；窄扇形光束平移旋转模式；宽扇形波束旋转模式；宽扇束静态旋转模式；电子束CT。80年代主要是扫描速度的比拼。在此期间，碳刷和滑环技术的出现促成了螺旋CT的诞生，并迅速取代了单横断面CT。从20世纪90年代到265438+20世纪初，CT技术的发展以增加垂直轴覆盖率为目标，相继出现了4 /16 /32 /40层CT机。直到2004年，西门子推出世界上第一台64层螺旋CT机(SOMATOM Sensation 64)。此后，鉴于很多机械制造的局限性，很多专家认为CT机已经发展到了极致。但次年，西门子在北美(RSNA)的放射学年会上推出了世界上第一台DSCT系统(SOMATOM De finition)，彻底打破了传统的CT技术概念，引发了CT史上的一场新革命。DSCT发展背景CT自诞生以来就广泛应用于临床检查，尤其是螺旋CT出现后，在人体各部位的检查和诊断中得到了广泛应用。但是，对于肺部、胃肠道、主动脉等运动器官，尤其是心脏，必须在有限的时间内完成一项检查，并且在扫描过程中尽量不要让患者呼吸。否则在光线下会出现图像模糊和锯齿状伪影，重的情况下根本得不到有诊断意义的图像，无法完成检查。另外，空间分辨率也是一个重要的参数，也影响诊断的正确率。鉴于以上技术局限，西门子摒弃了传统的技术理念，在成熟的SOMATOM Sensation 64技术和斯特拉顿零兆金属管的基础上，将两套64层图像数据采集系统集成在画幅中，使整幅画幅在旋转90b后获得高质量的图像。对于0，机架旋转1周期。33 s，但只需旋转90b后完成图像采集，因此其时间分辨率达到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，大大改善了图像质量，提高了诊断准确率。这个装置就是吸引世界目光的DSCT。图1德国西门子袁爽CT结构DSCT机基本由两个主电气柜(1主和1辅)、机架、检查床、水冷系统、图像控制系统、ICS)、图像重建系统(IRS)和图像后处理系统组成。核心部分主要是两套独立又相互联系的数据采集系统。它主要由两个独立的高压发生器A和B、两个斯特拉顿零兆欧金属灯泡A和B、两组超高速稀土陶瓷探测器A和B以及两套相应的数据采集器A和B组成..除了由于机架中可用有效空间的限制，两组检测器具有不同的有效检测场(FOV)之外，其他类似的组件是相同的。有两台高压发电机，每台最大功率为80千瓦。两台DSCT采集系统同时工作时，最大功率可达160kW，远高于普通64层CT机。共有2个X射线管，A管和B管是采用西门子专利技术的斯特拉顿zero mega金属管，最大电压140kV，最大功率80 kW，最大电流666 mA，包括X射线管组件、偏转电子系统和冷却装置。转子部分由发动机直接驱动，在很大程度上是旋转对称的。阴极配有可选的独立发射系统和偏转电子系统，实现了Z轴方向的飞聚焦技术，聚焦等级为0。6 *0.6和0。8 * 0.9.冷却系统是一个独立的机械部件，与X射线管部件不同，通过柔性油管连接。阳极靶面与循环油直接接触，实现阳极直接冷却，阳极热容高达6。5 MHU/分钟(4。8 MJ/min)，堪称“零兆字节管”。用户完全不用担心灯泡的热容量，可以实现大功率、大范围的连续扫描，甚至可以在保证空间分辨率的前提下一次性完成患者的全身扫描。两组超高速稀土陶瓷探测器，每组由40排探测器组成，其中32排探测器的准直宽度为0。中间6 mm，4排探测器，准直宽度1。两侧2毫米。具有大约60b弧度的一个主检测器组对应于灯泡A，而具有大约32b弧度的另一个辅助检测器组对应于灯泡B..由于机架内空间有限，两套探测器的水平长度不同，因此扫描覆盖范围也不同。DSCT具有78 cm的大机架孔径和200 cm的扫描范围，扩大了临床应用范围。与多螺旋CT一样，机架的运动部分采用碳刷和低压滑环技术，但与它们不同的是，旋转部分采用电磁直驱技术。工作原理两套X射线发生器和两套探测器系统以一定角度安装在同一平面上进行同步扫描。两套X射线管可以发射相同电压或不同电压的射线，从而实现数据的集成或分离。不同的数据集对相同的器官和组织具有不同的分辨能力。通过两组能量不同的数据，可以分离出普通CT无法分离或显示的组织结构。即能量成像。如果用相同的电压和电流值扫描两组数据，可以将两组数据进行整合，快速得到同一部位的组织结构，突破了普通CT的速度限制。DSCT有两种工作模式，即单源模式和袁爽模式，可以通过控制台进行设置。在单源模式下，主数据采集和重建系统A工作，数据采集和重建系统B关闭。此时与普通64层CT机无异，即管A发出的X射线经受检者衰减后被探测器A接收，再经过相应的图像处理和重建，生成相应部位的CT图像。对于1次扫描(即1个采集周期)，球管和探测器组必须旋转至少180b才能获得足够的数据并重建图像，最多可获得64层图像。单源模式常用于定位图像、头颈部、胸部、腹部和四肢的常规平扫和增强扫描。在袁爽模式下，两套数据采集和重建系统同时工作，两套射线管和探测器组合在一起，独立发射和接收射线，独立完成图像处理。而在图像重建中，两套采集系统得到的数据可以重建出两组独立的图像和1组融合图像。前者的1采集周期与单源模式相同，即球管和探测器组必须旋转至少65430。后面的1个采集周期只需要将球管和探测器组旋转90b，两组数据采集系统得到的两组数据经过相应的数学运算和组合，可以在单源下旋转180b，但时间分辨率提高了1倍，主要用于对时间分辨率要求极高的心脏的检查。应用传统的螺旋CT只有一套X射线发生器和一套探测器系统，在扫描高速运动物体(如冠状动脉)时会显得力不从心。通常，工程师通过加快CT的旋转速度来提高CT捕捉运动物体的能力，但受限于工业水平和CT旋转产生的巨大离心力，目前最快的CT只能在0.27秒内旋转一次。袁爽CT系统图2袁爽CT成像图像同时使用两个辐射源和两个探测器系统，可以采集与心电图同步的心脏和冠状动脉图像，时间分辨率为83 ms..该系统可以在不控制心率的情况下，对心率高、心率不齐甚至心律不齐的患者进行心脏成像。同时，两个辐射源可以输出不同能量的X射线。双能曝光技术明显提高了CT的组织分辨率。DSCT在结构上与普通CT差别不大，但在临床应用分析的某些方面却有着不可比拟的优势。心脏成像DSCT最大的优势在于心脏成像。双能量成像意味着以两种不同的能量成像。其依据是组织的不同成分在不同的X射线能量照射下表现出不同的CT值，然后通过图像融合和重建技术，得到能够反映组织化学成分的CT图像，即组织特征图像。普通扫描对于普通检查，DSCT只使用数据采集系统A，数据采集系统B处于关闭状态，相当于一台普通的64层CT机。辐射剂量CT的辐射问题长期以来受到广泛关注。虽然现有的CT设备一般都会将辐射剂量控制在安全剂量范围内，但是我们还是希望CT检查时的辐射剂量能够尽可能的低。虽然袁爽CT系统使用了两个X射线管系统和两个探测器组，但其心脏扫描的辐射剂量仅为常规CT的50%。由于其时间分辨率高，可以在一次心跳过程中完成心脏图像的采集，从而使采用多扇区重建的大剂量扫描方法成为过去。此外，袁爽CT根据心电图采用自适应剂量控制，最大限度地减少心脏快速运动时的辐射剂量。这些技术的综合运用，使图像采集的速度和效率提高了1倍。即使与能量效应最高的单能扫描仪相比，正常心率下袁爽ct的辐射剂量也会降低至少50%。结论与展望DSct是基于西门子成熟的64层CT技术的全新设备，在扫描速度、时间分辨率和空间分辨率上都有了更高的突破。其整体优越性能主要依赖于斯特拉顿零兆位金属管、电磁直驱技术、无声扫描技术、特殊散射线校正和重建技术、特殊辐射剂量控制技术，尤其是自适应心电控制剂量控制技术的应用。它在冠状动脉成像和双能成像方面具有无可比拟的优势，但由于有许多问题亟待解决，其临床实用价值还需要大量的临床验证。但总的来说，DSCT是CT技术的一次新革命，它开创了CT史上的一个新时代。