解析西門子多排螺旋CT新技術

趙根所

[摘要] 本文就西門子多排螺旋CT部分新技術展開探討，Z-Sharp技術及新型球管Straton可確保CT的應用能力，提高圖像在時間和空間上的分辨率。SureView的應用，為CT的臨床推廣提供了方便。獨創性重建方法，使西門子CT具優質圖像質量，可為疾病的診斷提供有力的參考依據，極具推廣價值。

[關鍵詞] 西門子；多排螺旋CT；新技術

[中圖分類號] TP391.41 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-0616（2015）13-202-03

[Abstract] To investigate part of the new technology of SIEMENS multi detector row spiral CT （MDCT）， Z-Sharp technology and new tube Straton ensures that CT application ability， improve the resolution of the image in time and space. The application of SureView， and provides convenience for the clinical promotion CT. Originality reconstruction method， makes the SIEMENS CT with excellent imagequality， can provide a powerful reference for the diagnosis of diseases， and has popularization value， are summarized as follows.

[Key words] SIEMENS； Multi-slice spiral CT； The new technology

近年來，社會經濟發展勢頭迅猛，顯著推動了醫療科技的進步，螺旋CT的研究也隨之不斷深入和完善。目前，CT在臨床疾病診斷中已廣泛應用，機架旋轉速度達亞秒一級層面，且明顯提高了圖像的時間分辨率，使運動造成的偽影減少，在心臟檢查中效果理想。CT排數已高達128層以上，可覆蓋整個機體[1]。在圖像后處理環節和重建環節，就多種螺旋重建算法推出，圖像軸向分辨率提高，使三維后處理可在某臨床規程中按一部分定義。在掃描速度和覆蓋范圍得到保證的現今情況下，使CT應用能力較大程度提高，增強時間與空間分辨率，就新應用領域進行開發，為發展趨勢[2]。西門子作用CT發展前沿，擔負技術創新引領重任，就新技術展開分析，旨在為臨床提供更準確、快捷的參考依據，現綜述如下。

1 多排螺旋CT設備進展

繼1999年螺旋CT設備的4層采集，8層采集設備在2000年問世，隨著研究的深入，相繼有16層，64層等。16層探測器仍包括對稱型和非對稱型，但就探測器而言，應用非對稱型，在設計上與原4層、8層已有區別，如原來TOSHIBA公司設計是中間0.5mm×4列，觀察兩側，為1mm×15列，經統計共34列，對16層的特點進行分析，中間為0.5mm×16列，觀察兩側，為1mm×12列，經統計共40例。最薄的采集層厚為0.5mm，采集的最薄層厚由Z軸分辨率決定，層厚依賴于探測器的每列寬度設計，在探測器的設計上，16層CT側重不同。

2 Z-sharp技術特點概括

針對>16排的多排CT，覆蓋掃描范圍的速度已較為成熟，在應用時，還需進一步提高CT圖像時間、空間分辨率。如針對心臟檢查應用ECG門控掃描技術，可在一定程度上提高Z方向軸向分辨率，是對血管壁等改變加以促進的關鍵。針對動脈鈣化檢查，即使取16排CT應用，也較難成像，此為對CT冠狀動脈造影限制，避免在常規中應用的原因[3-4]。

西門子就新型球管進行開發，可就雙向的飛焦點提供，采用陽極直接冷動技術，保證獲取最大冷卻率，充分儲備功率，在臨床實施掃描中，發揮無冷卻作用。就雙向飛集點數據采集而言，電子磁場持久的偏轉束、調控和控制集點的特性，促使較易實現。CT技術發揮中，緊湊的小型球管設計將為關鍵，其可對更大的離心力承受，對機架旋轉速度評估，為<0.33s，提供最快速度。對普通球管觀察，一般經陽極熱輻射散熱。有熱傳導通過，對新球管直接冷動，冷卻率可達5MHU/min，為0.6MHU陽極熱容量[5]。普通球管溫度在最大熱負荷量情況下，需1h才可降低到原10%，而新球管20s即可完成。在掃描平面內，球管應用飛集點，可呈一倍提高沿探測器方向的相關采樣距離，進而使空間分辨率在平面內提高，西門子較早即對此技術采用，可查閱相關文獻。本次研究以軸向飛集點技術為研究重點，即通過軸向周期性中X光集點的運動，加倍增加了采集CT排數，此技術已在多排CT的研究中應用。

針對螺旋類型的模式，每圈CT可對交疊的64排0.6mm層厚讀數獲取，軸樣采樣完成中心掃描操作，間距設置為0.3mm，可使軸向分辨率最大程度的提高，盡可能促使螺旋偽影呈減少顯示。對于分布于掃描中心的相關軸向分辨率行細致觀察，結果示可達15lp/cm。將一次探測器采集依據一個讀數予以定義，針對軸向及平面內單個讀數對應的相關偏轉情況，飛集點具允許特點。此種情況下，系統在縱向和通道方向的采集密度呈一倍提高，與南奎斯特采樣定理及香農信息理論符合，可減少Z方向及平面內有混疊效應存在。此種混疊在成效時，具高對比性的相關物質會有線狀偽影在一定水平上產生，如人體骨質，在實施螺旋重建時，有“風車”偽影產生。觀察示具Z向飛焦點，使混疊偽影減少近一個量級[6-7]。相對應飛焦點，促使采樣頻率提高的手段為探測器偏置，但螺旋掃描及多排錐形束CT應用此種方案不適用。

3 CT有效毫安秒（mAs）及確定的視界（SureView）endprint

CT螺旋掃描與系列掃描相比，具連續容積成像模式為其優勢，整個掃描期間可同時移動檢查床，完成數據采集工作，層間不存在延遲情況，一次屏氣完全掃描即可完成。每次采集均可提供完整的容積數據集，應用此數據集，在任意位均可對理想的重疊圖像進行重建。與序列模式相較，有一定差異存在，應用螺旋掃描，無需增加放射劑量，層間重疊圖像即可獲得。非錐形束就不等距的采樣多層投影進行轉換；獲取螺旋插值，通過插值，按等距采樣完成與相關非等距數據間的轉換，實施濾波反投影操作[8-9]。

分析單排CT自身特有的自由螺旋技術特性，西門子多排CT有保持，為臨床提供了方便，對在臨床規程定義和優化時，可自由選擇螺距，故技術限制未對規程產生影響，符合其診斷要求。重建螺旋掃描，促使螺距與層厚無關聯存在，即在對層厚選擇時，隨選擇所設螺距的變化不會發生改變，即層厚選擇后，即為最后層厚，此便為SureView。為對用戶使用提供方便，多排CT將“有效毫安秒”的概念引入。有效毫安秒運行時，將劑量和圖像質量受螺距變化的影響也納入考慮范圍，對系統進行設計，在不同螺距下，對球管電流采集，對有效毫安秒保持，保證了圖像躁聲的穩定[10]。另外，掃描劑量應取效毫安秒應用后，也與其相關，跟螺距變化無相關性。針對某個準直，可對患者施加劑量[11]。用戶口對有效的mAs選擇，隨螺距，分析球管電流，不存在自動調節功能現象。劑量與螺距之間關聯性。應用劑量與mAs做的相同序列掃描出現等價表現，在劑量、層厚方面相同，可對序列掃描低10%的相關圖像躁聲進行獲取。如對256層螺旋CT在冠狀動脈支架植入術后再狹窄的臨床價值展開探討，掃描前3分鐘均取硝酸甘油0.5mg舌下含服，采用256層螺旋CT掃描[12-13]。原始數據通過心電門控技術獲得，自動選擇最理想時間，應用最大密度投影、完成容積再現、重建，并對多圖片后期處理，行優質圖像篩選，用于對支架植入術后的臨床情況評估。

4 重建螺旋算法分析

針對單層螺旋掃描，以360度與180度的插值為金標準，也稱為Slim和Wide算法。隨螺距變化，對層厚觀察，也有一定變化出現，螺距在表現為越大時，檢出的擴展呈越嚴重顯示。在運用多層螺旋掃描操作時，若將傳統的插值法應用于多排螺旋插值上，重建圖像的有效層厚在螺距不同下變化無常，所得出的結果不直觀，且相對復雜。對簡單的解決方便進行對比，即將單排CT自由選擇螺距的方式放棄，對幾個特定的螺距值進行選取，完成螺旋掃描，此種方法也有明顯缺點，應用時靈活度不高，為使臨床需求得到滿足，多排CT需保留單排CT對螺距自由選擇特性。應用新的螺旋插值，使螺距與層厚不具相關性，此種方法也按適應性軸向插值定義，其核心為應用權重函數，準確對配軸向權重插值評估。就某個有效層厚圖像正確重建，不同螺距予以重建時，獲得的權重函數相同，而有效層厚通常僅對權重函數依賴，此種情況下，螺距與有效層厚無關。此外，對同一個準直利用，完成螺旋掃描，權重函數不同，可對不同的有效層厚重建。圖像躁聲在螺距增大時，保持相關指標不變，螺旋偽影在螺旋層厚不變時表現為增加，類似與傳統的多排螺旋重建，一般情況下，對大的螺距和小的準直應用，比應用大準直小螺距產生的偽影小，與小準直情況下，使一部分容積效應發生消除相關。此外，還需掌握四維自動、劑量實時調節方法。

5 小結

本文就西門子多排螺旋CT部分新技術展開探討，Z-Sharp技術及新型球管Straton可確保CT的應用能力，提高圖像在時間和空間上的分辨率。SureView的應用，為CT的臨床推廣提供了方便。獨創性重建方法，使西門子CT具優質圖像質量，可為疾病的診斷提供有力的參考依據，極具推廣價值。

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（收稿日期：2015-01-22）endprint