CT新技術(shù)介紹

1、CT新技術(shù)介紹,山東大學齊魯醫(yī)院 馬祥興,CT技術(shù)追求的目標,高端CT的兩個發(fā)展方向,寬體探測器方向,雙源方向,西門子新雙源 FLASH,Revolution CT,GE,16cm，單器官覆蓋,DSCT,一 能量技術(shù),能譜成像的核心： 通過高低壓瞬切技術(shù) 將混合能量重建成單能量圖像,GE,151級能譜,73keV,40KeV,190KeV,西門子光子CT,單能量圖像,能譜曲線,物質(zhì)定量,基物質(zhì)圖,能譜平臺三類工具,1,2,3,碘劑顯示/定量 直接去骨 （CTA） 虛擬平掃 肺灌注 肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別 肺血管顯示 腦血腫出血區(qū)分 心肌灌注 鑒別高原子序數(shù)物質(zhì) 結(jié)石定性 去除鈣化斑塊,能量成像 四大

2、領(lǐng)域14種應用,能譜成像 去金屬偽影 組織鑒別腫瘤學 腫瘤良惡性鑒別 腫瘤分期 組織液區(qū)分 優(yōu)化對比 鑒別特殊軟組織 肌腱與韌帶 痛風診斷,Image,Kidney Stones,Collimation 20 x 0.6 mm Spatial Resolution: 0.33 mm Scan Length: 133 mm Rotation Time: 0.5 s 140/80 kV, 80/150 eff. mAs Scan Time: 4 s Dual Energy,Worlds first DSCT,SOMATOM Definition,直接的雙能量肌骨成像顯示肌腱,Courtesy of

3、 University Erlangen / Erlangen, Germany,initial scan contrast image,一次掃描同時獲得增強，虛擬平掃和雙能量圖像,virtual non-contrast image,contrast image (red),Dual Energy,Headline,gout imaging (痛風),70keV,混合能量,50keV,適當?shù)牡蚹eV有助于提高對比度,有助病變檢出,門脈期 相同WW WL,Case:膽囊多發(fā)小息肉,單能譜圖,低keV有助于提高圖像對比度，清晰顯示病灶,47 keV肺不張和腫塊清晰分開,70 keV無法區(qū)分肺不張

4、和腫塊,?,能譜CT多參數(shù)成像檢出小病灶,能譜肝臟小病灶檢出,男，30y，AFP升高，混合能量肝右葉只顯示一個較大腫塊，單能和碘圖發(fā)現(xiàn)右葉另一小病灶，臨床分期T2-T3,傳統(tǒng)CT,傳統(tǒng)CT,50KeV,碘基圖,？,肺栓塞能量成像,能譜曲線對于物質(zhì)的鑒別功能,21HU,21HU,糖水,鹽水,常規(guī)CT獲得的僅是平均CT值。在普通的CT下糖水和鹽水擁有相同對CT值，也無法區(qū)別,通過能譜CT掃描，糖水和鹽水有著不同的能量曲線，可以鑒別開來。,傳統(tǒng)CT掃描,能譜CT掃描,能譜曲線:提示肝內(nèi)小病灶L2與大腫塊L1同源,2,1,肝硬化、肝癌，肝內(nèi)多發(fā)低密度病灶,肝癌原發(fā)和轉(zhuǎn)移病灶,能譜曲線確認病灶的性質(zhì),肝

5、左葉為囊腫,L3、L4 囊腫,L1、L2 腫瘤病灶,能譜 分析 門靜脈癌栓和胰腺腫瘤之間的關(guān)系,胰腺腫瘤病灶 和 門脈癌栓 的 能譜曲線 形態(tài)一致,能譜 分析 腫大淋巴結(jié)和癌腫之間的關(guān)系,兩者 能譜曲線走行基本相同，提示兩者同源可能,病理：右側(cè)甲狀腺乳頭狀癌并頸部淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移,右側(cè)甲狀腺腫塊，右側(cè)頸部一淋巴結(jié)腫大,能譜 分析 甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性,病例A 雙側(cè)結(jié)節(jié)性甲狀腺腫,ROI碘比值分析：惡性結(jié)節(jié)組碘基值比率 低于 良性結(jié)節(jié)組碘基值比率,碘基值比率=甲狀腺結(jié)節(jié)碘基值 / 頸總動脈碘基值,0.8-0.81 雙側(cè)甲狀腺結(jié)節(jié)碘基值比率,0.21-0.22 雙側(cè)甲狀腺結(jié)節(jié) 碘基值比率,能譜分析 中顱窩

6、低密度灶病變,右顳葉低密度灶與側(cè)腦室的能譜曲線形態(tài)一致，初步判定為蛛網(wǎng)膜囊腫,腎癌，雙側(cè)腎上腺結(jié)節(jié),病理：雙腎上腺增生,腎上腺特征曲線沒有消失，提示依然是腎上腺組織,肺癌，雙側(cè)腎上腺占位,肺癌腎上腺轉(zhuǎn)移,腎上腺特征曲線消失，曲線提示血供豐富（和肝臟比對）,能譜去金屬偽影,Case: 骨折線,常規(guī)CT,單能譜成像,O-MAR OFF,O-MAR ON,消除金屬偽影+抑制圖像噪聲,微成像O-MAR無偽影平臺,二 高清晰度,1024矩陣,35,512512,10241024,超高分辨率:,1024 x 1024成像:,高清晰度成像,小支架精確探察,非鈣化斑塊,鈣化斑塊,冠脈支架,高清支架,高清支架顯

7、示,高質(zhì)量圖像 消除顱底偽影盲區(qū),高質(zhì)量圖像 消除顱底偽影盲區(qū),高質(zhì)量圖像有效消除胸廓入口偽影,高質(zhì)量圖像 急診與老年患者,高質(zhì)量圖像 消除盆腔偽影,高質(zhì)量圖像 胃腸道顯示,正常胃壁,胃竇部胃癌,胃小彎胃癌,高質(zhì)量圖像 膽道系統(tǒng),三 高級后處理工作站,識別解剖的后處理工作站 自動呈現(xiàn)后處理診斷圖像。 一服務器，多終端，滿足多名醫(yī)生同時使用 一次掃描，一鍵去骨 血管自動提取。 3D交互讀片實現(xiàn)薄層讀片和實時3D重建,高級后處理工作占,四 掃描驅(qū)動方式,電磁驅(qū)動 2 氣墊軸承,電磁驅(qū)動,氣墊軸承,五 大范圍灌注,1.寬探測器 2 穿梭掃描,16厘米探測器,16厘米探測器在神經(jīng)系統(tǒng)灌注領(lǐng)域具有優(yōu)勢,

8、資料來源：Toshiba Granted Education Program,大范圍 掃描,Obtained using a head conversion factor of 0.0023*DLP Obtained using a head and neck conversion factor of 0.0049*DLP,一站式腦卒中檢查: 頭頸部血管(1.8mSv)全腦灌注(1.7mSv),Acquisition 全腦灌注 Axial 140 mm 760 mGy-cm DLP Variable sampling 1.7 mSv1 頭頸部CTA Helical 366 mGy-cm DLP

9、 2.5 sec acquisition 1.8 mSv2 3.5 mSv total,Tmax,CBF,CBV,AVG,RSNA 2014 | Revolution CT,六 CT低劑量技術(shù),基于X線采集過程的每一環(huán)節(jié)均有相應輻射劑量降低措施 目前的技術(shù)措施或多或少都具備一定的條件限制,自動kV技術(shù).70kV,迭代技術(shù),敏感器官低劑量,CT低劑量技術(shù)的種類,1 管電流自動調(diào)節(jié)技術(shù),提升X線采集效率,2 新型探測器,石榴石探測器,Stellar: 第四代電子封裝技術(shù),把放大器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器制做成晶片，把這些晶片疊加在一起。 利用“硅通孔”完成連接線的連接作用，完全消除連接線。,X/Y/Z 3D排

10、列,50% 減少散射,212,992 蜂巢濾線格,Revolution “蜂巢” 3D準直器,有效降低輻射劑量,Spiral Overscan,3 動態(tài)準直器技術(shù),ADS屏蔽無效射線,螺旋掃描中起始部分和結(jié)束部分的射線并不參與成像過程。屏蔽掉這部分射線可以使被檢查者減少輻射的危害。,4 心臟前門控掃描技術(shù)：減少輻射劑量80%一次心跳心臟掃描,z-axis,低螺距 連續(xù)進床,傳統(tǒng)回顧性技術(shù),73,Step & Shoot cardiac (4cm),限制：需較慢心率,z-axis,0.25秒 覆蓋整個心臟,1mSv 亞mSv的劑量,Flash ECG技術(shù)心臟最低劑量成像技術(shù),傳統(tǒng)技術(shù),X-CAR

11、E,減少對乳腺40%的輻射劑量 圖像質(zhì)量沒有下降 非常適用于射線敏感器官的成像：如乳房、甲狀腺、眼睛等。,持續(xù)曝光 比如乳腺在胸部掃描中接受曝光輻射,5 敏感器官低劑量技術(shù),X- CARE,X-CARE技術(shù)第一種敏感器官低劑量成像技術(shù),6 智能kV與70kV,輻射劑量與管電壓的平方成正比 降低管電壓可以大幅度減少接受的劑量 120kV變?yōu)?00kV時，降低輻射劑量 40%,70kV 超高對比度掃描技術(shù),全新Straton球管,70kV,同120 kV相比,For internal use only,最優(yōu)的圖像質(zhì)量最低的劑量,降低劑量，提高圖像質(zhì)量,CARE kV自動kV技術(shù),智能最佳kV掃描,

12、劑量降低,20-60%,對比度提高,20-60%,臨床意義：依據(jù)受檢者 體型、部位 不同， 智能最佳kV 自動選擇相應kV及mA， 在實現(xiàn)降輻射、提高對比度基礎(chǔ)上 實現(xiàn)工作效率提高三重功效,For internal use only,CTDIvol: 5.23mGy 對比劑：3.0ml/s 70ml,CTDIvol: 3.89mGy 對比劑：3.0ml/s 70ml,劑量降低25%,120 kV,智能最佳kV掃描,智能最佳kV掃描: 降輻射、減對比劑，更多細節(jié),常規(guī)掃描 120 kV 60ml contrast CTDIvol: 19.95 mGy,智能最佳kV掃描 50ml contrast

13、 CTDIvol: 8.37 mGy,劑量降低58%,For internal use only,主動脈 520.4HU 劑量：0.34mGy,80kV,70 kV,70kV,70 KV掃描： 1）更低輻射 2）更高組織對比 3）更少對比劑用量,對比度增加60% 劑量較80KV降18%,主動脈 818.7HU 劑量：0.28mGy,CARE kV自動kV技術(shù),70kV下肢CTA,70kV顯示更多細節(jié),Image,掃描: 128 x 0.6 mm 時間: 5 s 范圍: 225 mm 轉(zhuǎn)速: 0.5 s 100 kV, 262 effective mAs CTDIvol: 10.35 mGy D

14、LP: 252 mGycm 3.78 mSv,Stellar 光子探測器,100kv 掃描,Courtesy of LMU Grosshadern/Munich Germany,優(yōu)質(zhì)圖像質(zhì)量 極低輻射劑量,純凈成像：肥胖病人獲低劑量的優(yōu)質(zhì)圖像,7 回到算法：迭代技術(shù),基于X線采集過程的每一環(huán)節(jié)均有相應輻射劑量降低措施 目前的技術(shù)措施或多或少都具備一定的條件限制,自動kV技術(shù)，70kV,敏感器官低劑量,ASiR,4D Tuned AutomA,CAREdose,iDose,Safire,AIDR,IRT/iMR,IRIS,Veo/MBIR,AIDR 3D,FBP,iDose4,第四代迭代算法劑量

15、不變圖像質(zhì)量提升,FBP 10.13mSv,iDose4 2.02mSv,第四代迭代算法劑量降低圖像質(zhì)量不變,Headline,SAFIRE, 5 iterations,FBP,SAFIRE,FBP,*) courtesy of University of Erlangen, Germany,94,From : Courtesy of USP Sagrado Corazon,ASiR迭代重建技術(shù) (Adaptive Statistical Iterative Reconstruction),85kg,120kV, 120mAs 非ASiR,85kg, 120kV, 120mAs ASiR,Im

16、proved diagnostic confidence 提高診斷信心 Overcoming Low-dose Artifacts 克服低光子偽影,FBP,iDose4,第四代迭代算法劑量不變圖像質(zhì)量提升,FBP,iDose4,第四代迭代算法劑量不變圖像質(zhì)量提升,傳統(tǒng)CT算法,IRIS鷹眼技術(shù),4 mm stent,4 mm stent,實現(xiàn)“更低輻射劑量、更好圖像質(zhì)量”的CT迭代算法,x 104,0,50,100,150,80 kV,140 kV,S2: 140 kV,七 SPS技術(shù)能譜純化技術(shù),常規(guī)雙能量技術(shù),第二代雙能量成像（能量純化技術(shù)）,能量譜重疊 能量區(qū)分能力有局限 輻射劑量效率欠

17、佳,較少的能譜重疊 能量區(qū)分能力提高 輻射劑量降低,80 kV 140 kV overlap,80 kV 140 kV with SPS overlap,SPS技術(shù)能譜純化技術(shù)第一種CT能量成像低劑量技術(shù),80/100KV,Sn140KV,碘,骨,藍色直線代表的識別能力 紅色直線代表的識別能力 （能譜純化技術(shù)） （無能譜純化技術(shù)）,識別直線（識別算法）,SPS技術(shù)能譜純化技術(shù),x 104,15,10,5,0,50,100,150,80 kV,140 kV,Courtesy of Dr. C. McCollough, Clinical Innovation Center, Mayo Clinic

18、 Rochester, USA,SPS技術(shù)能譜純化技術(shù)第一種CT能量成像低劑量技術(shù),八 肝臟腫瘤的評估,九 肝段分析,飛利浦 西門子,西門子Stellar光子探測器CT核心技術(shù),低KV成像,Edge技術(shù),降低輻射劑量,低對比劑用量,提升密度分辨率,提升空間分辨率,光柵技術(shù) 零噪技術(shù) 夜視技術(shù),典型圖像,70KV回顧掃描,4.88mSv 造影劑65ml,回顧性掃描劑量僅為2.45mSv,70KV回顧掃描,Flash speed. Lowest dose. HR independent temp resolution: 75 msec Collimation: 128 x 0.6 mm Spatial resolution: 0.