螺旋ct的原理、主要技术特点及临床应用
云 浩 刘占标
（河北张家口解放军251医院影像中心 075000）
[摘 要]本文将从螺旋ct的原理、主要技术特点及临床应用三个方面进行介绍.
[关键词]螺旋ct；扫描技术；图像重建技术
常规ct从发明到现在已经经历了30多年的发展史。这三十年ct技术大量地应用到临床的同时，ct机自身的各项功能也显著增强。从第一代到第四代ct的发展，扫描时间从数分钟减少至1s-2s，工作周期时间也缩短到l0s以下，不过主要结构并没有根本性的变化。但近年来采用的滑环技术使ct上了一个很大的台阶。采用滑环技术不仅缩短了工作周期时间，并在此基础上设计出了螺旋ct。即在连续扫描的同时，病床承载病人连续送入机架扫描孔。扫描轨迹为螺旋形曲线，可以一次收集到扫描范围内全部容积的数据，所以也称为螺旋容积扫描。这是ct技术上的一项重大突破。我科自前年十月份引进一台美国marconimxs000双层螺旋ct，经过近一年半的使用，充分说明了其绝对的优越性。现结合我科的实际工作就螺旋ct的原理，技术特点及其临床应用价值做一综述。
1 螺旋ct原理
螺旋ct扫描，就是在扫描的同时，患者随扫描床匀速运动，而x线管球和探测器组则相当于电机的转子一样，不停地围绕患者的“感兴趣区”(range of interesting)作快速连续360度旋转，同时探测器组连续采集数据，如此扫描若干周后，其结果是球管相对患者“感兴趣区”体表的扫描轨迹是一螺旋形路经。故称为螺旋容积扫描ct(helicaspiralvolumetric scanning ct)。螺旋扫描得以实现，关键之处是采用了滑环技术(slip-ring technique)传统的ct扫描机球管系统的电力及信号传递是由电缆完成的，在扫描时球管作往复圆周运动，电缆也随之来回缠绕，并发生拉伸和绞合。阻碍了探测器组的持续旋转，使得扫描无法连续进行。因而明显地影响了扫描速度的提高，获取数据的范围也受到限制。滑环技术的发展，解决了上述电缆连接的缺点。该技术的实现，包括两个关键的解决：第一，它应用了中频技术将高压发生器制作得很小，并与凹球管连在一起形成组合，固定在机架内，随机架旋转而同步运动。第二，它运用高速旋转的封闭滑环来代替机架运动器件的供电和传送数据的电缆。所谓滑环，实际上是一个圆形宽带状封闭的铜条制成的同心环。其一面与探测器、控制器、控制电路以及检测电路相连接并固定于机架的旋转部分。另一面则于一组固定的碳刷头紧密接触，每个碳刷头对应一个滑道，这样在扫描时，滑环与机架一起高速同步旋转，数据则通过滑环与机架相连的一面及时传递到滑环。滑环另一面的各个滑道也就随即获取了各自所需负责传递的数据。这些数据再通过各个滑道同与之对应的碳刷头的紧密接触，这就能及时地准确无误地被传送给数据处理系统，这很像电机的结构。x管和探测器相当于电机的转子，滑环系统相当于碳刷和集电环。由于像这样电源和数据的传递不是通过电缆而是通过封闭的滑动的铜环来连接的，所以称之为滑环技术。正是由于这种技术的实现，保持扫描系统可以连接旋转，从而消除了传统ct扫描机的加速减速和回位的过程，大大提高了扫描速度，并使扫描获取的信息更加广泛。我院引进的美国marconi公司mxs000双层螺旋ct是比较先进的换代产品，其单周扫描速度能达到0.5s／周，并采用双排固体探测器，曝光一次能重建两层图像。过去做一个头颅需扫描9-10次，每次扫描4.5s，共需5min左右，而现在的机器一次头颅ct仅需曝光5次，而每一次扫描时间仅0.5s，全部过程平均不到lmin，使工作效率提高几倍甚至十几倍，而胸腹部的扫描，螺旋ct的优势更加明显。后面再作比较论述。
2.1 扫描技术螺旋ct扫描体位与普通ct无太大区别，只是扫描架倾斜角度更大(一般正负30度)，床位移更加灵活，因而扫描范围也进一步扩大，扫描技术参数的选择直接影响图像的质量。螺旋ct扫描的大多数参数，如kv，ma，层面厚度等的选择与常规ct基本一致。所不同的是增加了进床速度(table increment)和所需重建图像的间隔的选择。螺旋扫描的层厚，床移速度，整个扫描时间及图像重建的间隔是可以调整的。层厚的选择主要是根据成像部位和扫描目的而设计。床速度和层厚的比值即螺距(picth)，螺距在整个扫描条件的设计中显得很重要，一般情况下picth选用1，也就是进床速度等于层厚，但也可以在0.1-2范围内选择。一次扫描的范围决定于扫描时间和进床速度，而一次螺旋扫描最长时间决定于所用的ma数，在扫描层厚一定的情况下，pitch越小，床面移动速度愈慢，切层愈薄，倍提高则图像质量愈好，但当扫描范围确定时，若床速过慢，必然延长扫描时间，则需考虑病人的一次屏气能力和机器本身的性能，否则患者将无法很好地配合扫描。pitch越大，床面移动愈快，切层愈厚，则总的扫描时间愈短，图像质量下降，从而降低病灶的检出率。因此，pitch，层厚，扫描时间三者必须很好地选择于最佳配合点。我科现有ct因是双层探测器，x射线利用率高，一般pitch用0.875，重建时有部分容积数据重叠，这样有利于提高图像质量，< |
发表于 2005-12-3 02:21
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
收藏
赞同
反对