【文章內(nèi)容簡介】 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。對(duì)多層螺旋CT，螺距和輻射劑量的關(guān)系并不完全是線性的。當(dāng)采用高螺距時(shí)，常需要增加管電流以補(bǔ)償圖像噪聲的增加，這樣增加螺距不一定會(huì)直接導(dǎo)致輻射劑量減少。在圖像噪聲水平保持恒定時(shí)，采用有效管電流可使有效劑量不受螺距的影響。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。通常多層螺旋CT因?yàn)闄z測器陣列單元之間的間隔和使用較寬的X線束，較單層螺旋CT的幾何學(xué)效率更低。在單層螺旋CT設(shè)備中，半影區(qū)的X線束輻射仍然在形成圖像時(shí)得到使用。在多層螺旋CT設(shè)備中，與中心或陰影部分相比，利用此部分X線束會(huì)導(dǎo)致X線束強(qiáng)度測量的不一致。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。準(zhǔn)值器寬度越大，由于半影區(qū)所浪費(fèi)的輻射劑量的百分比就越小。這種效應(yīng)在4通道多層螺旋CT采用窄準(zhǔn)值器方式運(yùn)行時(shí)最明顯，隨著檢測器排數(shù)的增加而逐步減小，因?yàn)榘胗皡^(qū)相對(duì)于每排檢測器所占的比例部分逐步降低。四、減少輻射劑量的方法必須仔細(xì)選擇CT的掃描參數(shù)，以患者接受的最小的輻射劑量，獲得所需要的滿足診斷的圖像。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)。兒科患者可能較成人接受非常低的輻射劑量，就可獲得相同的圖像質(zhì)量。減少輻射劑量的常用方法是降低X線管的管電壓和/或管電流。當(dāng)管電流不變時(shí)，管電壓從120kV降至80kV可降低70%的輻射劑量，但80kV主要用于兒科患者的CT成像，因?yàn)閷?duì)于大多數(shù)成人的CT檢查其X線穿透力明顯不足。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。一些特殊的臨床應(yīng)用，如肺癌或結(jié)腸息肉普查，可以采用明顯低于常規(guī)臨床CT檢查的管電流進(jìn)行，從而大大降低輻射劑量。體部橫斷面圖像的形態(tài)，從頭到腳的變化很大，有些體部區(qū)域的形態(tài)明顯偏離圓形。這樣，可以在逐層的基礎(chǔ)上調(diào)整管電流，從而優(yōu)化每個(gè)體部區(qū)域的輻射暴露量，而不是在整個(gè)掃描期間維持固定的管電流。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。當(dāng)X線束繞胸部旋轉(zhuǎn)時(shí)，可利用此衰減差異來降低管電流，同時(shí)可保持信噪比不變。這種方式已廣泛用于當(dāng)前的CT掃描設(shè)備中，可根據(jù)具體解剖部位來調(diào)整管電流。目前的CT掃描設(shè)備中可采用兩種類型的自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)：角度（橫斷面）和縱軸調(diào)節(jié)。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。管電流調(diào)節(jié)可以通過分析前后位和側(cè)位定位像或通過實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)檢測器的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)。縱軸調(diào)節(jié)技術(shù)是在Z軸方向上當(dāng)移動(dòng)到不同的身體區(qū)域時(shí)，如從胸部到腹部，調(diào)整管電流的大小，以降低或維持足夠的輻射劑量。最新的自動(dòng)化管電流調(diào)節(jié)方法結(jié)合了角度和縱軸調(diào)節(jié)技術(shù)兩者的優(yōu)勢。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。第五節(jié) 心臟CT多層螺旋CT的時(shí)間和空間分辨力明顯提高，提供了心臟CT成像的可能。以前，電子束CT是心臟CT的首選方法。盡管目前多層螺旋CT的時(shí)間分辨力還不如電子束CT，但多層螺旋CT有更高的空間分辨力。~（簡稱心電門控）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。為了產(chǎn)生無運(yùn)動(dòng)偽影的心臟和冠狀動(dòng)脈解剖圖像，心臟的CT掃描必須與采集心電圖信號(hào)同步進(jìn)行。有兩種類型的心電圖同步技術(shù)：前瞻性心電門控和回顧性心圖門控。在前瞻性心電門控中，在R波開始后以預(yù)先確定的延遲點(diǎn)以層面掃描方式掃描心臟。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）。多層螺旋CT可同時(shí)獲得多個(gè)平行的連續(xù)層面，覆蓋一定范圍的心臟。在回顧性心電門控中，通過連續(xù)螺旋掃描對(duì)心臟進(jìn)行成像，同時(shí)記錄心電圖信號(hào)。在所采集的掃描數(shù)據(jù)中，根據(jù)心電圖信號(hào)回顧性選擇所需要的期相，通常是舒張期，進(jìn)行圖像重建。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。最終，回顧性心電門控檢查的輻射劑量，要比前瞻性心電門控高。心臟多層螺旋CT的2個(gè)主要應(yīng)用是冠狀動(dòng)脈鈣化積分和冠狀動(dòng)脈血管成像。冠狀動(dòng)脈鈣化積分檢查無需應(yīng)用對(duì)比劑，通常利用前瞻性心電門控方式進(jìn)行。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。其他的大部分用于評(píng)價(jià)心臟的形態(tài)、功能和冠狀動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)的心臟CT檢查，是通過靜脈注射對(duì)比劑后采用回顧性心電門控的螺旋掃描方式進(jìn)行。心臟的多層螺旋CT檢查常具有較高輻射劑量，其主要原因包括：（1）較寬的全劑量時(shí)間：目前心臟CTA檢查多采用回顧性心電門控技術(shù)，在整個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行不間斷的全劑量螺旋掃描，完成對(duì)整個(gè)心臟的容積數(shù)據(jù)采集，這大大增加了患者接受的輻射劑量。前瞻性心電門控的層面掃描方式的輻射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于回顧性心電門控的螺旋掃描方式。（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。（3）較小的螺距：由于心臟CT檢查需要良好的空間分辨力和密度分辨力，經(jīng)常采用較大的掃描重疊（~），以確保在掃描容積內(nèi)有足夠的無間隔連續(xù)采樣數(shù)據(jù)。低螺距造成更大的輻射劑量。目前，降低心臟CT檢查輻射劑量的技術(shù)主要包括：前瞻性心電門控技術(shù)、大螺距掃描技術(shù)、低管電壓技術(shù)、心電圖調(diào)制電流技術(shù)、自動(dòng)曝光控制技術(shù)和迭代重建技術(shù)等。1．前瞻性心電門控技術(shù)前瞻性心電門控技術(shù)是指在心血管CTA時(shí)，球管的曝光由同步心電圖信號(hào)控制，X線球管只在心動(dòng)周期的特定期相曝光掃描，特定期相外無X線產(chǎn)生。掃描床在掃描期間位置固定不動(dòng)，完成數(shù)據(jù)采集后移動(dòng)到下一位置由后續(xù)心電脈沖觸發(fā)掃描。藉此通過幾個(gè)位置的曝光和移床，完成整個(gè)心臟的數(shù)據(jù)采集。由于只在特定的期相進(jìn)行掃描，大大減少了X線曝光的時(shí)間，與回顧性心電門控技術(shù)相比，患者接受的輻射劑量最多可降低90%左右。盡管前瞻性心電門控技術(shù)的研究目前取得了一系列成果，但其在臨床應(yīng)用中尚存在一些問題。由于多數(shù)CT設(shè)備受到探測器寬度的限制，在進(jìn)行前瞻性心電門控技術(shù)CTA檢查時(shí)，需要患者長時(shí)間的屏氣，容易導(dǎo)致患者心率的波動(dòng)，影響圖像質(zhì)量甚至造成檢查失敗。此外，前瞻性心電門控技術(shù)只能獲得1個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)特定期相的圖像，不能用于心功能的評(píng)價(jià)。2．低管電壓技術(shù)降低CT輻射劑量的另一種方法就是低管電壓掃描技術(shù)。臨床實(shí)踐中，為了獲取高質(zhì)量CT圖像，心血管CTA檢查通常采用120 kV或140 kV的掃描條件。將管電壓從120 kV降至100 kV，輻射劑量可降低25%~54%，而CTA圖像質(zhì)量無明顯差異。此外，在管電壓降低時(shí)，X線光子能量也隨之減低，使得光子能量更接近含有高原子序數(shù)元素的組織或結(jié)構(gòu)（如骨骼、含碘的組織或血管等）的“K邊緣”，光電效應(yīng)增強(qiáng)，這些組織或器官的CT值將隨之升高。根據(jù)這一原理，低管電壓CTA技術(shù)在降低輻射劑量的同時(shí)，還可增加血管的CT值，適度減少對(duì)比劑的用量。但是，在臨床工作中應(yīng)當(dāng)注意低管電壓CTA技術(shù)的適用范圍：對(duì)于體質(zhì)指數(shù)＜25kg/m2的患者此項(xiàng)技術(shù)效果較好，對(duì)于體質(zhì)指數(shù)在25kg/m2以上者，會(huì)存在圖像質(zhì)量降低的問題。3．大螺距掃描技術(shù)一般而言，在CT成像時(shí)輻射劑量與螺距大小成反比。常規(guī)心臟CTA檢查輻射劑量較高的原因之一就是采用了小螺距的掃描模式。最近出現(xiàn)的雙源Flash CT具有兩套獨(dú)立的128排探測器，可以實(shí)現(xiàn)大螺距CTA掃描，~，在300 ms內(nèi)完成整個(gè)心臟的無縫掃描，從而降低輻射劑量。4．心電圖調(diào)制電流技術(shù)采用回顧性心電門控技術(shù)，可以采集得到心動(dòng)周期的所有階段掃描數(shù)據(jù)。但是在大多數(shù)情況下，只用舒張期的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像重建。因此對(duì)于大多數(shù)檢查，僅在舒張期要求有較高的管電流，在心動(dòng)周期的其他階段可以使用較低的管電流。這樣利用回顧性心電門控實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)管電流，可降低輻射劑量，同時(shí)還保持了回顧性心電門控螺旋掃描的優(yōu)點(diǎn)。但是由于需要根據(jù)患者前一次RR間期對(duì)下一個(gè)RR間期的進(jìn)行預(yù)測，此技術(shù)在心律不齊患者中的應(yīng)用受到限制。5．自動(dòng)曝光控制技術(shù)自動(dòng)曝光控制技術(shù)是一種自動(dòng)管電流控制技術(shù)。在CT掃描過程中，根據(jù)受檢部位不同的幾何形狀，通過自動(dòng)反饋功能，實(shí)時(shí)調(diào)整球管電流，降低患者接受的輻射劑量。自動(dòng)曝光控制技術(shù)在降低輻射劑量的同時(shí)，并不會(huì)引起CTA圖像質(zhì)量的降低。6．迭代重建技術(shù)除了上述方法外，多層螺旋CT的后處理算法方面也做了大量的研發(fā)工作，以進(jìn)一步降低輻射劑量，其中以“迭代重建技術(shù)”最具代表性，如自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法(Adaptive Statistic Iterative Reconstruction，ASIR)、圖像空間迭代重建(Iterative Reconstruction in Image Space，IRIS)技術(shù)、自適應(yīng)迭代劑量降低(Adaptive Iterative Dose Reduction，AIDR)技術(shù)和iDose技術(shù)等。與傳統(tǒng)的濾過反投影(Filtered Back Projection, FBP)算法相比，應(yīng)用ASIR技術(shù)不僅可以降低CT圖像的噪聲，提高圖像質(zhì)量，還可以在同等信噪比水平下顯著降低輻射劑量。伴隨著CT硬件和軟件的不斷更新?lián)Q代，以及各種心血管CTA新技術(shù)的不斷開發(fā)和應(yīng)用，高端CT設(shè)備輔以各種低劑量檢查技術(shù)，在提高圖像質(zhì)量上有了長足的改善，降低了患者所接受的輻射劑量，也是今后一段時(shí)間內(nèi)CT應(yīng)用和發(fā)展的方向。第六節(jié) CT影像后處理的顯示方式雖然到目前為止，診斷疾病還是以橫斷面顯示的圖像為主，隨著CT技術(shù)的發(fā)展，掃描中得到的數(shù)據(jù)不再是某一個(gè)或某幾個(gè)層面的信息，螺旋CT的出現(xiàn)使得能夠獲得整個(gè)掃描范圍內(nèi)的容積信息；16層及以上多層螺旋CT的出現(xiàn)導(dǎo)致Z軸方向上的分辨力大大提高，達(dá)到了各向同性體素的要求，從而極大地促進(jìn)了CT后處理技術(shù)的發(fā)展。另一方面，多層螺旋CT檢查中得到的數(shù)據(jù)量成倍增加，一次掃描可以得到數(shù)百乃至近千幅圖像，如何方便快捷地顯示所得到的大量數(shù)據(jù)，也需要CT后處理技術(shù)的發(fā)展為此大量信息的顯示提供幫助。所謂CT后處理技術(shù)即是指在掃描完成影像獲取以后，利用計(jì)算機(jī)功能對(duì)所采集一定范圍的三維容積數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，改善圖像質(zhì)量或有目的地選擇顯示其中所關(guān)心的內(nèi)容。根據(jù)所得到圖像的顯示方式不同，可分為二維和三維的顯示方式。一、二維顯示方式所謂二維顯示方式的后處理技術(shù)是指所顯示的圖像內(nèi)的各像素之間沒有前后位置差別，都位于同一個(gè)顯示平面內(nèi)。我們可以通過不同的方向和層面位置的變化來判斷三維體積內(nèi)各器官與結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。（一）多平面重組（MultiPlanar Reformation, MPR）圖15冠狀多平面重組顯示肝靜脈。多平面重組是目前應(yīng)用最廣，也是最簡單和耗時(shí)最少的后處理技術(shù)。它是指在一定范圍的容積掃描所得的組織結(jié)構(gòu)內(nèi)，任意截取三維體積的冠狀、矢狀或任意角度方向的影像，成像平面位于任意方向或斜面，成像的厚度為1個(gè)至數(shù)個(gè)體素，~1mm。由于層面的層厚一般較薄，不存在各種在成像層面內(nèi)的重疊問題，因此所顯示圖像中各像素的CT值不需作任何處理（圖15）。圖16 在橫斷面(b)內(nèi)劃出兩側(cè)彎曲走行的腎動(dòng)脈，經(jīng)曲面重組后可在同一個(gè)平面(a)內(nèi)顯示。多平面重組可以彌補(bǔ)常規(guī)橫斷面顯示的不足，從而多方向、多角度地顯示立體結(jié)構(gòu)的空間位置關(guān)系。由于不進(jìn)行任何閾值選擇或CT值的處理，圖像最為可靠；但是由于每層僅能顯示一個(gè)較薄的層面，顯示復(fù)雜的立體結(jié)構(gòu)時(shí)相對(duì)繁瑣并且對(duì)