【正文】 在多層螺旋CT中，增加螺距不一定會(huì)造成層厚增加。與管電壓相比，管電流的選擇更加靈活，常見的范圍從20mA到800mA不等。在選擇管電壓值的過程中，其它需考慮的因素還有碘，例如CT血管成像中所使用的碘對(duì)比劑，當(dāng)選擇80kV時(shí)可產(chǎn)生CT值升高，這是由于此時(shí)光量子的能量（約為kV能量的一半）接近于碘原子的K峰（）。在管電流保持恒定而降低管電壓時(shí)，或者管電壓恒定而降低管電流時(shí)，會(huì)減低X線管的輸出量和對(duì)患者的輻射劑量。在特定臨床條件下，進(jìn)行掃描參數(shù)的螺距值設(shè)定時(shí)，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真考慮圖像質(zhì)量與輻射劑量之間的平衡。螺距的最佳選擇取決于檢測(cè)器的設(shè)置和CT投影數(shù)據(jù)的內(nèi)插算法模式。螺距越小，重疊的部分越多。CT掃描床移動(dòng)的距離除以準(zhǔn)值器的寬度。例如，在64，準(zhǔn)值器寬度為32mm；而在161mm檢測(cè)器結(jié)構(gòu)的16層螺旋CT中，準(zhǔn)值器寬度為16mm；此距離指扇形X線束通過掃描中心點(diǎn)時(shí)的距離。根據(jù)不同的設(shè)備類型，準(zhǔn)值器有多種不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。除了雙源雙能量CT之外，快速千伏切換的單源CT設(shè)備也可實(shí)現(xiàn)能量CT成像，除了獲得基物質(zhì)圖像，還可獲得一系列特定能量水平的CT圖像，即單能量（keV）圖像，用于去除硬化偽影、優(yōu)化圖像質(zhì)量和對(duì)比噪聲比、進(jìn)行物質(zhì)定量分析以及通過能譜數(shù)據(jù)的綜合分析進(jìn)行病變定性診斷等。的數(shù)據(jù)，使單扇區(qū)采集的時(shí)間分辨力達(dá)83毫秒，基本實(shí)現(xiàn)了冠狀動(dòng)脈CT的臨床常規(guī)應(yīng)用。四、雙源CT與能譜CT雙源CT是在64層CT技術(shù)之上，采用2個(gè)高壓發(fā)生器、2個(gè)球管、2套探測(cè)器組和2套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來采集CT圖像。常規(guī)機(jī)械式傳動(dòng)裝置已不適用，掃描構(gòu)件在滑環(huán)上的快速旋轉(zhuǎn)引入了磁浮技術(shù)。2000年后，在4層螺旋CT基礎(chǔ)上，又先后出現(xiàn)了8層、16層乃至64層的多層螺旋CT。1999年，GE、Siemens、Marconi和Toshiba四家醫(yī)療設(shè)備公司同時(shí)推出了新一代的CT設(shè)計(jì)，此次CT技術(shù)的進(jìn)步也是發(fā)生在X線檢測(cè)系統(tǒng)（圖14）。第1臺(tái)臨床實(shí)用的螺旋CT設(shè)備在1989年問世，這種新的掃描方式不僅大大提高了掃描速度，而且在設(shè)備的硬件（如X線管的熱容量）、患者檢查的方式、重建理論等方面引發(fā)了一次新的突破性發(fā)展。檢測(cè)器仍采用層面采集CT的設(shè)計(jì)模式，在滑環(huán)上與X線管同步連續(xù)旋轉(zhuǎn)。這種設(shè)計(jì)的原因是CT掃描架內(nèi)的X線管連接著高壓電纜，受電纜的制約每次掃描管球旋轉(zhuǎn)后必須復(fù)位，再開始下一次掃描?，F(xiàn)由于后處理技術(shù)的發(fā)展和需要，多采用彩色顯示器。磁盤的容量，隨機(jī)器種類而不同。目前的操作臺(tái)已集操控和顯示于—體，使用方便、功能全。圖像處理計(jì)算機(jī)與主計(jì)算機(jī)相連接，負(fù)責(zé)處理多組數(shù)據(jù)，本身不能獨(dú)立工作。檢測(cè)器、CT球管以及準(zhǔn)值器等都位于掃描架內(nèi)，共同構(gòu)成了X線檢測(cè)系統(tǒng)，掃描過程中X線或間斷脈沖式，或連續(xù)發(fā)射；檢測(cè)器不斷檢測(cè)X線吸收量，然后將所采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。較早期的設(shè)備多使用氣體檢測(cè)器，其采用氣體電離的原理，當(dāng)X線使氣體產(chǎn)生電離時(shí)測(cè)量所產(chǎn)生電流的大小來反映X線強(qiáng)度的大小。為保證CT機(jī)球管的正常工作，還需要輔助的高壓發(fā)生器提供一個(gè)穩(wěn)定的高壓以及相應(yīng)的球管的冷卻系統(tǒng)。主要結(jié)構(gòu)包括：⑴X線發(fā)生系統(tǒng)此部分的基本功能是提供成像所需的穩(wěn)定X線束，包括X線球管、高壓發(fā)生器和冷卻系統(tǒng)等。每個(gè)方向上投射的X線都將穿過層面內(nèi)投射軌跡上的所有體素，到達(dá)檢測(cè)器時(shí)，受到的衰減將是各體素衰減作用的總和，以衰減系數(shù)μ表示，則I=I0e(μ1+μ2+μ3+μ4……)d掃描中，隨著不斷地改變投影角度，則得到各個(gè)投影方向上的大量數(shù)據(jù)集合，通過計(jì)算機(jī)實(shí)施相應(yīng)的重建數(shù)學(xué)運(yùn)算，最終可得到層面內(nèi)每個(gè)像素的X線衰減信息（圖12）。依照物理學(xué)原理，X線穿透人體組織后會(huì)產(chǎn)生衰減，衰減的程度與物質(zhì)的密度和厚度有關(guān)。當(dāng)X線透過人體后，因不同部位衰減程度不同，而在膠片或熒光屏上形成相應(yīng)組織或器官的圖像。. . . .第1章 多層螺旋CT的原理與技術(shù)近年來，隨著CT成像能力的迅速發(fā)展，臨床應(yīng)用特別是CT血管成像技術(shù)的臨床應(yīng)用不斷拓寬。一、CT成像的基本原理常規(guī)X線平片或透視是利用人體內(nèi)不同密度組織對(duì)于X線穿透后吸收能力不同的原理成像的。由模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器將此模擬信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，然后輸入電子計(jì)算機(jī)（圖11）。CT設(shè)備成像中，X線束“掃描”一個(gè)成像層面意味著從不同角度透射人體，得到可滿足重建數(shù)據(jù)所要求的多個(gè)投影信息。1．掃描部分包括X線發(fā)生系統(tǒng)、準(zhǔn)值器、檢測(cè)系統(tǒng)、掃描架以及檢查床等。球管的熱容量均較大，最新的可達(dá)500萬熱力單位，以適應(yīng)連續(xù)大范圍掃描的需要。檢測(cè)器分為氣體和固體兩大類。包括閃爍晶體檢測(cè)器等，閃爍晶體有碘化鈉、碘化銫、鎢酸鎘和鍺酸鉍等，但是早期的檢測(cè)器在能量轉(zhuǎn)換時(shí)損失較大；而目前使用較多的稀土陶瓷檢測(cè)器的光電轉(zhuǎn)換效率大為提高。按照所負(fù)擔(dān)的任務(wù)分為主計(jì)算機(jī)和圖像處理計(jì)算機(jī)兩部分。隨著CT設(shè)備的不斷改進(jìn)和提高，操作臺(tái)的性能也日趨完善。掃描的原始數(shù)據(jù)最初存貯在CT設(shè)備的緩沖區(qū)，待掃描完成，原始數(shù)據(jù)經(jīng)過相應(yīng)處理后所得的圖像數(shù)據(jù)則存入CT磁盤的圖像存儲(chǔ)區(qū)。圖像顯示系統(tǒng)，CT機(jī)本身多采用顯示器，早期為灰度等級(jí)較高的黑白顯示器，灰階的顯示可達(dá)16~64級(jí)。第二節(jié) CT設(shè)備的發(fā)展自Housfiled于1969年設(shè)計(jì)發(fā)明了第1臺(tái)CT原型機(jī)至今，CT設(shè)備先后經(jīng)過不同的設(shè)計(jì)和發(fā)展，按照采集方式的不同可分為以下類型：一、層面采集CT自從CT原型機(jī)至1989年之前，CT設(shè)備采用的是層面采集方式，即每次掃描采集一個(gè)層面的信息，掃描時(shí)檢查床是靜止不動(dòng)的，掃描完成后檢查床移動(dòng)一定距離再進(jìn)行下一個(gè)層面的掃描。該設(shè)計(jì)是在掃描架內(nèi)置一個(gè)環(huán)形滑軌即滑環(huán)，X線球管可以從滑環(huán)上得到電源（早期為高壓電源，現(xiàn)已發(fā)展為低壓電源），這樣X線球管就能夠擺脫了傳統(tǒng)的電纜，在滑軌上連續(xù)繞患者旋轉(zhuǎn)和不斷發(fā)射X線束。這樣，X線束在人體上的掃描軌跡不再是垂直于身體長(zhǎng)軸的平面，而是連續(xù)的螺旋狀，此即為螺旋掃描方式（圖13）。三、多層螺旋CT圖14 (a)單層CT與(b)多層CT掃描方式。多層螺旋掃描方式大大提高了信息的采集速度，~。要完成如此快速的掃描意味著機(jī)架內(nèi)近一噸重的構(gòu)件在幾分之一秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周，其重力速度可達(dá)13G以上。多層螺旋CT的出現(xiàn)再次促進(jìn)了CT技術(shù)的發(fā)展，其所帶來的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在：①時(shí)間分辨力大大提高，使原CT成像有困難的運(yùn)動(dòng)器官，如心臟和冠狀動(dòng)脈的成像成為可能；②由于設(shè)備能力的提高，可進(jìn)行連續(xù)大范圍掃描，如全身成像，并且可在掃描后針對(duì)不同部位進(jìn)行不同層厚、不同重建與重組方式的顯示；③對(duì)于腹部臟器，單次掃描時(shí)間明顯縮短，這樣可以進(jìn)行精確的多期像掃描，有利于病變的定性和發(fā)現(xiàn)微小病變。即可獲得180186。CT能量成像技術(shù)的價(jià)值還在于可以增加實(shí)質(zhì)器官與對(duì)比劑的區(qū)別，明顯降低背景噪聲因素影響，避免線束硬化偽影和容積效應(yīng)造成的小病灶遺漏和誤診，提高小病灶和多發(fā)病灶的檢出率。第三節(jié) CT的掃描參數(shù)一、準(zhǔn)值器寬度從X線管發(fā)射出的X線束需要進(jìn)行準(zhǔn)值，以減少不必要的輻射劑量，成為成像層面所需要的形態(tài)，同時(shí)還保護(hù)檢測(cè)器不受到散射。此X線束厚度就是臨床應(yīng)用中經(jīng)常提到的準(zhǔn)值器寬度。螺距是主要用于定量評(píng)價(jià)CT床速的參數(shù)，其定義為X線管每旋轉(zhuǎn)360186。當(dāng)床速小于準(zhǔn)值器寬度時(shí)，螺距小于1，掃描數(shù)據(jù)會(huì)有部分重疊。螺距對(duì)于多層螺旋CT圖像質(zhì)量的影響要比單層螺旋CT小，但其與圖像質(zhì)量、偽影、輻射劑量之間的關(guān)系更為復(fù)雜，有些也有爭(zhēng)議。采用較低的螺距時(shí)，可改善Z軸分辨力，但是要維持相同的信噪比則會(huì)產(chǎn)生更高的輻射劑量。三、管電壓和管電流恰當(dāng)?shù)剡x擇CT的掃描參數(shù)對(duì)于優(yōu)化輻射劑量和圖像質(zhì)量是至關(guān)重要的。成人的常規(guī)體部CT采用120~140kV的管電壓進(jìn)行；對(duì)于兒童，絕大多數(shù)采用80kV的管電壓進(jìn)行掃描，以降低輻射劑量。此外，較低能量的光量子的X線吸收更高，可能會(huì)造成更大的有效輻射劑量。例如對(duì)于胸部CT，肺部結(jié)節(jié)普查的參數(shù)可以采用20mAs，120kV，而常規(guī)臨床檢查的參數(shù)為120mAs、120kV。這樣，就需要介紹新的術(shù)語(yǔ)——有效mAs，它的定義為mAs除以螺距的值。當(dāng)進(jìn)行更多細(xì)節(jié)的顯示時(shí)，采用高分辨力的重建方式或算法，如骨算法或肺算法，可產(chǎn)生更高的空間分辨力，但圖像噪聲會(huì)增加；而低分辨力的重建方式，如軟組織或平滑算法，可降低圖像噪聲，但空間分辨力也降低。層面掃描方式仍然有一些臨床應(yīng)用，如對(duì)比劑的團(tuán)注監(jiān)控、CT灌注、介入應(yīng)用和心電門控的冠狀動(dòng)脈鈣化CT檢查，上述檢查或者在同一位置反復(fù)進(jìn)行掃描，或者在不同的CT掃描位置間采集圖像有一個(gè)延遲時(shí)間間隔。在螺旋掃描方式中，也要根據(jù)具體的應(yīng)用情況處理好圖像數(shù)目與層厚之間的平衡。臨床常規(guī)診斷應(yīng)用的層厚為5mm。與此不同的是，在多層螺旋CT中，掃描架每次旋轉(zhuǎn)期間所得到的螺旋數(shù)據(jù)可產(chǎn)生不同層厚的圖像。在重建過程中采用較小的間隔形成部分重疊的圖像，可以提高對(duì)容積數(shù)據(jù)的3D顯示能力，有更好的圖像質(zhì)量。例如，采用較窄的檢測(cè)器進(jìn)行胸部CT掃描，首先產(chǎn)生層厚較大的圖像用于進(jìn)行瀏覽和診斷。例如，頭部檢查中部分容積效應(yīng)所致的黑線或低密度區(qū)，在采用較窄檢測(cè)器寬度設(shè)置時(shí)可以明顯減輕。應(yīng)仔細(xì)設(shè)計(jì)和評(píng)估每次CT檢查的掃描方案，控制輻射劑量。它以庫(kù)侖/千克（C/Kg）或倫琴（R）為單位（1R＝10－4C/Kg）。所吸收的輻射劑量并不能說明器官對(duì)于輻射損害的敏感性。有效輻射劑量可以估計(jì)全身的輻射劑量，或者比較局部放射學(xué)操作中對(duì)身體局部產(chǎn)生相同程度危險(xiǎn)的劑量。CTDI100是指用100mm長(zhǎng)的電離室所測(cè)得的輻射暴露量。在臨床實(shí)踐中，掃描范圍是感興趣的體積（相當(dāng)于多個(gè)鄰近層面），而非單個(gè)層面。連續(xù)掃描之間的重疊程度取決于掃描時(shí)的床速，在螺旋CT中采用螺距進(jìn)行描述。這樣，容積CTDI（CTDIvol）等于CTDIw/螺距。為克服此缺陷，引入了劑量和范圍的乘積DLP（DLP＝CTDIvol掃描距離）。三、影響輻射劑量的CT掃描參數(shù)通過調(diào)節(jié)管電壓、管電流、螺距、掃描時(shí)間和掃描范圍，可以調(diào)整輻射劑量。輻射劑量和圖像噪聲受管電流和掃描架旋轉(zhuǎn)時(shí)間乘積的影響。單層螺旋CT高螺距選擇的缺點(diǎn)是，隨著螺距的增大，部分容積效應(yīng)增加。CT掃描設(shè)備的許多物理學(xué)方面的特性可導(dǎo)致輻射劑量增加，CT掃描儀減小輻射劑量的效能被稱為CT的幾何學(xué)效率。因此，多層螺旋CT掃描儀半影區(qū)的X線束不會(huì)對(duì)形成圖像有作用，只會(huì)造成患者的輻射劑量增加。應(yīng)根據(jù)患者的體重大小和解剖區(qū)域，選擇恰當(dāng)?shù)膾呙鑵?shù)。建議根據(jù)體重對(duì)兒科患者進(jìn)行分組，以優(yōu)化管電流，可明顯低于成人的水平。例如，胸部的橫斷面是橢圓形的，X線束從前后方向穿過，就要比從側(cè)方穿過胸部時(shí)衰減要少。角度調(diào)節(jié)技術(shù)是在管球每次旋轉(zhuǎn)期間根據(jù)患者幾何形狀來調(diào)整管電流，從而在明顯不對(duì)稱的身體區(qū)域，如肩部和盆腔，補(bǔ)償X線衰減的較大變化。輻射劑量的減少可能導(dǎo)致圖像噪聲增加和降低圖像質(zhì)量，改善低劑量CT圖像質(zhì)量的另外方法就是采用降低噪聲濾過的圖像重建方法。~（簡(jiǎn)稱心電門控）掃描技術(shù)，多層螺旋CT可方便地提供無運(yùn)動(dòng)偽影的心臟和冠狀動(dòng)脈CT圖像。延遲期的選擇可以是相對(duì)值（RR間期的百分?jǐn)?shù)）或絕對(duì)值（ms）；可以是順向的（由新的R波觸發(fā)）或逆向的（基于先前的一系列R波）。采用回顧性心電門控技術(shù)可造成輻射增加，即在整個(gè)心臟周期連續(xù)采集掃描數(shù)據(jù)，但僅有部分?jǐn)?shù)據(jù)被用于圖像重建。因?yàn)殁}化積分檢查的目的是對(duì)冠狀動(dòng)脈鈣化進(jìn)行定量，它相對(duì)于非鈣化的軟組織本身就具有很高的組織對(duì)比，可在不降低檢查診斷價(jià)值的基礎(chǔ)上減少輻射劑量。（2）較高的管電流：心臟CTA不僅要清晰顯示整個(gè)冠狀動(dòng)脈樹各級(jí)分支的形態(tài)，而且需要對(duì)粥樣硬化斑塊進(jìn)行定量和定性分析，因此必須同時(shí)具有較高的空間分辨力和良好的密度分辨力，這就必然導(dǎo)致mAs的升高，而增加輻射劑量。1．前瞻性心電門控技術(shù)