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CT發(fā)展史之CT七大掃描方式

來源:泰然健康網(wǎng) 時間:2026年01月21日 16:02

來源:器械之家

CT的日常應(yīng)用只需要少數(shù)幾種掃描方式,這些掃描方式所使用的參數(shù)設(shè)定范圍非常寬。一次日常CT檢查非常簡單,一般先掃描CT定位像以確定病變部位,選擇掃描層面或掃描區(qū)域,然后根據(jù)診斷的需要以連續(xù)或螺旋CT方式進(jìn)行掃描。CT發(fā)展史為系列文章,往期請戳、、,更多精彩請關(guān)注后續(xù)更新~

定位像(TOPO)

CT定位像類似與普通X線膠片,實(shí)踐已證明一張定位像對選擇單層掃描或整個掃描區(qū)域的位置是非常有幫助的。

X線球管在一固定位置保持不動,病人平移通過測量野,掃描數(shù)字化的定位片(a)。定位片的劑量低,空間分辨率低。其投影方向原則上可以是任意方向。如圖(b)所示,在定位片上可以選擇單層掃描或整個掃描區(qū)域的位置和機(jī)架的傾斜角度。

定位像常常被稱為地形圖像、探查圖像或掃描圖像。因其掃描時使用的劑量非常低。通常在只需要進(jìn)行定位的情況下,可掃描定位像,不必進(jìn)行CT掃描。另外,定位像還可作為已掃描層面和區(qū)域的附注,供診斷醫(yī)生參考、對比。

軸向斷層掃描(TOMO)

二十多年以來,CT檢查都是連續(xù)的單層掃描。一般來講,指的是360度掃描;但也可能是180度局部掃描(第1代和第2代CT的平行線束)或常用的240度局部掃描(180度加上扇形束的扇形角)。當(dāng)掃描一個層面之后,病人平移一個固定的距離或掃描層距,通常它等于層厚。然后掃描下一個層面并重復(fù)上述步驟。這種檢查方式所需的時間相對較長,因?yàn)檫M(jìn)床和呼吸命令都需要時間,目前大部分已經(jīng)被螺旋CT所取代。使用這種連續(xù)掃描方式,完整的器官檢查常常需要5~20分鐘。

新型的CT機(jī)提供自動的、快速的連續(xù)單層掃描方式。除了進(jìn)床和呼吸命令需要時間之外,它仍然存在著根本性的缺點(diǎn):通常不能進(jìn)行重疊圖像掃描,這種掃描對高質(zhì)量的3D圖像是非常重要的。不過,當(dāng)使用單層掃描進(jìn)行定位,或當(dāng)需要較大掃描層距的典型層面時,如某些肺部檢查,仍然采用連續(xù)掃描方式。動態(tài)CT和介入CT也仍然采用單層掃描方式。

連續(xù)局部掃描可能會與高速CT一起成為心臟成像的重要方法。它需要的最小掃描范圍是180度加上扇形角,對扇形束內(nèi)所有數(shù)據(jù)的線性私分至少測量一次。例如,在0.5s旋轉(zhuǎn)時間的CT中,對心臟的前瞻性觸發(fā)掃描大約需要0.3s的時間。在大多數(shù)情況下,基本不會產(chǎn)生舒張期的運(yùn)動偽影。

補(bǔ)償測量(OFFEST)

第三代CT的扇形束探測器是由幾百個探測器單元所組成的。它們采集到的X射線衰減信號要通過各自的前置放大電路、積分器、多路開關(guān)等一系列電子電路再經(jīng)過A/D變?yōu)閿?shù)字信號送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像重建。為了確保數(shù)據(jù)質(zhì)量,需要對各電子器件進(jìn)行零點(diǎn)漂移補(bǔ)償(OFFEST)。整個掃描過程在機(jī)架不旋轉(zhuǎn),X射線管不曝光的情況下進(jìn)行。測得的數(shù)據(jù)以表格的形式記錄下來。便于在圖像重建時起到預(yù)處理的作用。類似的掃描方式還有通道校正(CHANNEL),只是該校正是在機(jī)架不旋轉(zhuǎn)但球管出X射線的情況下進(jìn)行的,被掃描的是通道校正模體。

物質(zhì)選擇性成像:雙能量CT

雙能量方法可用于獲得人體組織內(nèi)有關(guān)物質(zhì)組成成分的信息。使用兩種不同的X線光譜,即使用不同的高壓或不同的過濾器進(jìn)行掃描。掃描時要經(jīng)過兩次連續(xù)的掃描或在兩個投影之間快速切換高壓。人體中最精密的數(shù)據(jù)處理方法是對測量數(shù)據(jù)的基本物質(zhì)分析。

例如,計(jì)算水當(dāng)量和鈣當(dāng)量密度圖像,或計(jì)算電子密度和原子序數(shù)圖像。很早以前西門子的SOMATOM DR就已經(jīng)提供這種功能,但目前不再商用。因?yàn)檫@種功能在臨床上沒有太大的診斷價值。盡管如此,在利用電子密度圖像來制定放療計(jì)劃時,這種方法還是很有幫助的。特別是用于高精度要求的質(zhì)子治療。

連續(xù)掃描:動態(tài)CT

動態(tài)CT用來記錄人體衰減系數(shù)的時間變化。這些變化可以反應(yīng)人體的生理過程,如心臟的運(yùn)動或肺的呼吸過程。

在臨床應(yīng)用中,評價不同人體部位的造影劑動態(tài)是最有意義的。通常選擇某一典型層面或在多層CT中選定M個層面,注入造影劑,反復(fù)掃描選定的層面。兩次掃描之間的時間間隔取決于待檢查的生理過程和造影劑的類型。

(腦缺血CT灌注成像)

這種掃描在腦組織灌注成像中最為典型。在連續(xù)吸入氙的過程中以1分鐘為間隔進(jìn)行掃描。記錄氙的增加組織,或者靜脈注射造影劑團(tuán),在最高的時間分辨率下進(jìn)行掃描。

除此之外,動態(tài)CT還可以用于在注射造影劑之后對整個臟器進(jìn)行多項(xiàng)檢查。如,在較早的動脈期、門靜脈期和靜脈注射后期對肝臟進(jìn)行掃描。這種檢查已經(jīng)應(yīng)用于螺旋CT中,并在多層螺旋CT中也必將得到廣泛的應(yīng)用。它所表現(xiàn)出來的應(yīng)用價值將更能體現(xiàn)動態(tài)CT的重要性。

CT透視:介入CT

近年來,基于影像和影像引導(dǎo)的介入治療在微創(chuàng)治療中已經(jīng)越來越重要。目前,經(jīng)常在CT檢查室中進(jìn)行介入治療。它的一個先決條件就是要近似實(shí)時產(chǎn)生影像,相當(dāng)于普通放射中的透視。

CT透視主要是指對同一層面的連續(xù)掃描。而不是指圖像的快速重建和顯示。為了能達(dá)到盡可能實(shí)時顯示的效果,常用的方法就是減小計(jì)算矩陣,采用256*256矩陣來代替512*512矩陣。這樣就要能在每秒鐘內(nèi)顯示5幅或更多幅圖像,對許多介入過程能夠做到連續(xù)而且?guī)缀跏菍?shí)時監(jiān)控。

容積掃描:螺旋CT

螺旋CT是指對整個容積進(jìn)行快速連續(xù)掃描。它取代了在Z軸上不連續(xù)采樣的單層連續(xù)掃描?;h(huán)技術(shù)的運(yùn)用是實(shí)現(xiàn)CT連續(xù)掃描,采用容積掃描方式的前提條件。

進(jìn)行容積掃描時,球管探測器系統(tǒng)連續(xù)多圈旋轉(zhuǎn),同時病人在機(jī)架內(nèi)連續(xù)移動。常用的掃描速度是每360度掃描1到2個層面準(zhǔn)直寬度的距離。也就是說,對于1s掃描時間、單排探測器且層厚為1到10mm的CT來說,掃描速度是1到10m/s。對于多層掃描系統(tǒng)和亞秒級旋轉(zhuǎn)時間的CT,能夠顯著地提高進(jìn)床速度。從1s掃描時間單層掃描系統(tǒng)發(fā)展到0.5s掃描時間16層掃描系統(tǒng),掃描速度可以提高到原來的32倍。

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