GE超高端CT680的四大技術(shù)揭秘

本刊記者 孫 晨

GE超高端CT680的四大技術(shù)揭秘

本刊記者 孫 晨

一直是只聞其聲未見真面的Optima CT680，高端全功能 64排128層CT，終于在近期揭開了神秘面紗，給中國的醫(yī)療界帶來了一番驚喜。

自2004年GE推出業(yè)界具劃時代意義的首臺64排CT以來，其在數(shù)據(jù)采集、迭代平臺、動態(tài)4D和集成化探測器等方面實現(xiàn)了極大突破，成為應用最廣的全功能CT之一。然而64排CT作為冠脈疾病重要的臨床診斷方法，始終無法突破冠脈檢查的心率限制，導致心臟檢查難以廣泛開展，繼而成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)難題。

2014年，Optima CT680（自由心）的問世了。CT680移植了超高端寶石CT平臺，搭載業(yè)內(nèi)先進的SSF智能冠脈追蹤凍結(jié)技術(shù)，實現(xiàn)了自由心率下的冠脈高清成像，突破了64排128層CT發(fā)展的技術(shù)瓶頸。同時CT680通過視網(wǎng)膜探測器和ASiR2.0技術(shù)，實現(xiàn)全身超低劑量下的高清成像。十分難得的是，CT680全新的球管設(shè)計，延長了球管使用壽命，顯著降低設(shè)備的運行成本。

CT680的技術(shù)奧秘首推CT680一直以來聞名業(yè)內(nèi)的“自由心”技術(shù)。這項技術(shù)可以做到在自由心率下實現(xiàn)冠脈清晰成像。

舉例來說，以前醫(yī)生用傳統(tǒng)CT做心臟掃描的時候，其原理類似于照相機拍照。用照相機拍一個運動速度很快的物體，比如跳動很快的心臟，如果想把它拍得很清楚，就需要把快門速度調(diào)得很快。同樣，換到傳統(tǒng)的CT上，相應地，就需要把球管掃描的轉(zhuǎn)速加快、把時間分辨率提高。然而，CT680的“自由心”技術(shù)，突破了這個傳統(tǒng)的思維，完全采用了另外一種思路：如同在體育攝像時，百米賽跑是用一個移動的攝像機拍攝，機器保持同樣的速度跟著運動員跑，這樣就能得到清晰的畫面。“自由心”技術(shù)就類似于這樣的高速攝影機，通過穩(wěn)定無偏移地追蹤拍攝高速運動的物體，減少運動中的相對速度造成的運動偽影，突破了64排128層CT在冠脈成像心率控制方面的瓶頸，達到自然心率的高清成像，極大提高心臟掃描的精準度和檢查的成功率，促進臨床精確診療。

根據(jù)GE專家做的模具實驗結(jié)果來看，CT680可以達到0.29毫秒的時間分辨率。這是一個非常優(yōu)秀的數(shù)值，心率快的病人都完全可以清晰成像。于是，顧名思義，它被稱之為“自由心率”狀態(tài)的掃描。

第二個技術(shù)奧秘是針對市場上對設(shè)備使用安全性問題日益關(guān)注而精心設(shè)計的。目前，業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的一個問題是設(shè)備的精準性與安全性如何兼顧。不少專業(yè)文章都在討論CT的X線風險。有報道說，過度的X線劑量可能會對人體有一定潛在影響。GE醫(yī)療新開發(fā)CT680的時候，就把怎樣能夠把X線的劑量降到最低作為研發(fā)重點之一。

如今，CT680采用了超高端寶石CT的Asir2.0平臺，通過對數(shù)據(jù)采樣技術(shù)、原始數(shù)據(jù)重建技術(shù)及圖像數(shù)據(jù)重建等多方面技術(shù)進行革新設(shè)計，不僅可以更有效提取有效數(shù)據(jù)信息，還可在原始數(shù)據(jù)空間及圖像數(shù)據(jù)空間進行三維雙重迭代運算，達到降低60%～70%的輻射劑量、提高圖像密度分辨率的目的，實現(xiàn)了全身的高清低劑量成像。

以前做一個CT檢查基本上相當于100-200張胸片的輻射量，甚至更多。有實驗數(shù)據(jù)表明，如果用CT680做一次肺部掃描，基本相當5-10張胸片的輻射量，這比傳統(tǒng)CT在X線劑量上是有大幅度下降的。所以，現(xiàn)在有很多臨床放射科的醫(yī)生提出，應該把CT作為體檢的一個項目。這種觀念的轉(zhuǎn)變皆為技術(shù)進步使然。

第三個技術(shù)奧秘是，“視網(wǎng)膜探測器”技術(shù)。“視網(wǎng)膜探測器”是人們借用蘋果公司提出的視網(wǎng)膜高清概念的一種生動比喻。CT的探測器一般可以分三部分：第一部分是陶瓷晶體，主要是起光電轉(zhuǎn)換的作用，把X光轉(zhuǎn)化成電信號；第二部分是轉(zhuǎn)換器，把電信號進一步轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號；第三部分是一個大的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

在傳統(tǒng)的大系統(tǒng)里面的數(shù)據(jù)采集電路，大約有20厘米那么高。而CT680做出了一個創(chuàng)新性的改變——把20厘米厚的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)壓縮在一個芯片里，大概是一毫米多的厚度，很了不起。這種薄化處理的好處是，原來電子線路里大量的電子噪聲通過集成化在一個芯片里被大幅度降低了，同時系統(tǒng)的靈敏度也有了明顯提高，可以做到0.28毫米的可視空間分辨率。

第四大技術(shù)奧秘是GE開發(fā)的動態(tài)500排（Volume Helical Shuttle）技術(shù)，使CT680自由心成為業(yè)內(nèi)首臺全器官4D功能CT。CT680自由心突破了常規(guī)64排CT的技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了在不降低圖像質(zhì)量前提之下的更大范圍（312.5mm）成像，配合其動態(tài)功能，實現(xiàn)了動態(tài)腫瘤灌注血供功能評估、動態(tài)梗塞、栓塞血流動力學評估、動態(tài)4D血管成像、動態(tài)4D組織器官成像等臨床功能。