我国CT设备技术发展状况

第一节 近十年来CT技术的发展状况

自从Godfrey；N；Hounsfied发明CT至今，CT技术应用到医学临床已有30余年的历史。从最早只能扫描头部到能用于全身各个部位检查，从单层非螺旋CT到多层螺旋CT（T技术的发展突飞猛进，尤其是近十年来，更为迅速，平均每2—3年就有一个比较大的进展。以下是就近10年来CT技术的发展。

CT的出现是传统X线摄影和计算机技术结合的结果，将影像检查技术带人一个新的划时代的阶段。CT应用到医学临床已有30多年的历史。这期间CT的硬、软件技术经历了几次大的革命性进步，一次是1989年CT在传统旋转扫描的基础上，采用了滑环技术和连续进床扫描，滑环技术使扫描装置可顺一个方向作连续旋转，配以连续进床，扫描轨迹呈螺旋状，因而得名螺旋；CT（helical或spiralCT）。另一次是1998年多层螺旋CT的问世，使得机架球管围绕人体旋转一圈能同时获得多幅断面图像，开创了容积数据成像的新时代。这两次革命性的进步在CT发展史中成为重要的里程碑。

1998年多层螺旋CT问世后，CT的扫描技术和临床应用都呈现加速发展的态势，几乎每年都有一个新的多层螺旋CT产品出现，4层、6层、8层、10层、16层螺旋CT等等。2003和2004年RSNA（北美放射年会）上，各个公司厂家又纷纷推出32、40、64层CT，成为目前CT发展的焦点。近十余年来，从非螺旋CT到螺旋CT、单层CT到多层CT，CT主要的硬件技术变化表现在其探测器、球管、计算机系统以及伪影校准算法的不断进步上。

1、探测器技术的发展

；最早的单层CT探测器覆盖宽度只有10mm，最薄物理采集层厚也只能达到10mm。多层螺旋CT采用了阵列探测器，每一单列的探测器采集层厚可达到亚毫米，阵列探测器的组合覆盖宽度最早达到20mm甚至32mm；而现在64排CT的覆盖宽度可达40mm，最薄物理采集层厚依据不同厂家可做到高分辨率的亚毫米层厚0.5或O.625mm。可以看到探测器发展是向着宽体、薄层的方向发展。覆盖宽度越来越大，层厚越来越小，会使影像质量更佳，扫描速度得到很大的提升，现在64排CT在10秒内即可以做全身的检查，同时所得到的图像都是高分辨率的亚毫米层厚。

在单层CT中，扫描速度、图像质量和覆盖范围这三者之间相互矛盾、相互制约、相互影响，而随着探测器技术的发展，在多层螺旋CT中，这三者实现了有效的统一，临床检查能够同时实现薄层、快速、大范围的采集，很大程度上拓展了临床的应用。探测器单元的大小也是决定图像质量的关键因素之一。

在多层CT上不仅有传统的XY轴分辨率，还提出了Z轴分辨率的新概念。在16层CT上首次实现了真正“各向同性”新理念，就是在X、Y主轴分辨率一致或相近，其体素为一正方体，从而使得任意斜面的图像质量保持高度一致，有利于观察微小解剖病变和结构。在16层CT上各厂家有0.5mm，0.625mm，0.75mm之差别，在16层以上CT包括32、40、64排CT，GE、Philips和Siemens都采用了0.625mm或0.6mm的层厚，Toshiba采用了0.5mm的层厚。受益于球管焦点、机架设计。0.625mm层厚等优化设计，以及最大限度优化了图像的噪声、扫描剂量和图像质量之间的关系，尽可能找到一个平衡点。

在探测器将来的发展中，我们可以看到探测器采集的最薄物理层厚已经达到了亚毫米，将来再提高的空间比较有限，而且临床价值也有待探讨。相反，探测器的宽度却有着很大的发展空间，甚至于将来的平板CT，也是宽体探测器的一个最终体现。

2、球管的技术发展

在单层CT上，球管的热容量和散热率比较低，在检查中若要进行大范围或薄层扫描就需要球管冷却等待，限制了许多的临床应用。随着多层CT的出现，扫描覆盖范围增大、层厚变薄，球管设计也逐渐走向大热容量、高散热率和高毫安输出的方向，以保证能进行薄层、快速。大范围检查，并同时得到高质量的图像。

目前在多层CT上，球管设计和选择有两种发展趋势：以GE公司的“V8”大力神球管为代表的大功率高毫安输出球管和以Siemens公司为代表的Straton“0M”高散热率球管。衡量图像质量的标准之一就是毫安秒（mAs），随着机架旋转速度的不断加快（目前在16层以上的CT，旋转速度均在0.4秒以内），更宽体的探测器技术的发展和亚毫米的扫描层厚都要求更高的毫安输出量才能保证一定的毫安秒（mAs）以获得良好的图像质量，而且更宽体探测器技术大大缩短了CT扫描时间，一般在10秒时间内即可覆盖全身检查，这些特点决定了球管的发展趋势。GE、Philips和Toshiba都采用了8Mhu或7.5Mhu大容量球管，这种设计可以保证在不同胖瘦病人和扫描部位时均可以得到优质的高分辨率的图像，随着扫描时间的缩短和探测器阵列层厚更薄，将来的球管对峰值毫安的设计要求可能会更高。“0Mhu”球管散热率可达5M/min是其最大的特点，可以保证长时间的扫描而无需球管冷却等待。

3、图像后处理的进展

近10年来，各厂家在CT的图像后处理上下了很大功夫。原来单层螺旋CT逐步可以开展初步的二维、三维图像的重建，在多层螺旋CT出现后得到了快速发展，为临床诊断带来了新的立体诊断模式，使CT的临床应用有了进一步的突破，可以实现心脏冠脉的无创成像、血管的曲面跟踪重建CT功能学分析、CAD技术等等。同时，多种后处理技术的综合应用并且程序化，更加丰富了影像学的信息，例如心脏“一站式”的后处理技术，只需选择一个程序，就可以同时得到冠状动脉的曲面2D图像、冠状动脉的平面拉直测量、冠状动脉束的显示以及心脏的形态、心室壁厚度及心室射血功能等诸多信息，使得无论从影像还是从临床角度都能最大程度获益。后处理技术的进展另一表现是各厂家都把原来在工作站上才能做的各种功能移植到操作主台上进行，使得扫描检查和图像后处理更加紧密结合，也特别使得一些中级以下医院节省了费用。

4、影像数据管理的进展

随着CT薄层大范围扫描的临床应用和扫描层数的增多，图像扫描、数据采集、传输、后处理重建将面临庞大的数据流。尤其是到了64层CT，上千幅图像成为了常规。以前在后处理平台上各厂家都在追求稳定性、安全性、便捷性。随着数据的增多，如何加快图像后处理，加强有效数据的管理，是提高诊断医生的工作效率，减轻操作医生负担的关键。采用新技术使数据采集、重建和后处理一体化，是各厂家追求的目标，也是广大临床医生的迫切需求。现在GE公司推出的“深蓝平台”，借助于容积重建加速引擎该平台在扫描的同时就能获得直接二维冠、矢状面和直接三维的图像，突破了传统以横断位测览图像的模式。数据向PACS和M作站定向传输时，事先就根据系统部位的不同进行了专业分组，解决了网络拥堵，实现了数据分流。此外，在高级后处理软件上整体融合CAD智能诊断并实现定性定量诊断，突破了从前单一定性诊断和单凭经验诊断的模式。

第二节 CT临床应用的进展

1、心脏成像

CT的心脏成像是CT临床应用的划时代的突破，能对运动脏器的解剖细节进行细微观察和病变诊断为影像学诊断开拓了全新的领域。在心脏成像中又一全新概念被提出：“时间分辨率”。时间分辨率的大小直接影响到冻结心脏的搏动，即检查成功率和心率覆盖范围。

16层CT的采集时间一般为0.375—0.5秒（全周扫描）。但在用于心脏检查时，由于全周扫描速度不够，目前的多层螺旋CT还不能象EBCT一样实现一个心动周期一次全周扫描。绝大部分的厂家采用的是多扇区采集，即按心动周期将全周扫描分割成几个区，分次扫描，然后通过软件技术将其融合成一幅图像。多扇区采集的扫描时间为实际扫描时间除以2倍的心动周期数，如0.35秒扫描时间，四扇区采集，则它的扫描时间为44ms；再如0.33秒扫描时间，二扇区采集，则它的扫描时间为83ms。为提高心脏检查时的空间分辨率和时间分辨率，各厂家还推出了众多的心脏检查专用技术，如变速扫描，即扫描速度与心率自动匹配，根据病人的心动周期，特别是心律不齐者，调节扫描速度的方式。期相选择性曝光则可在心电门控下仅选择舒张期曝光，收缩期不曝光的节省剂量的扫描方式，尤适于冠状动脉的观察。

全自动心电智能算法扫描可在心电门控状态下准确推算出下一个“R”波到达的时间，从而启动扫描，实现前瞻性心电门控扫描。R—R任意时相重建技术等等。目前最快的心脏成像能在5秒内完成扫描，既减小了由于长时间憋气和造影剂注射引起心率波动对检查成功率的影响，又大大降低了造影剂的用量，使幼儿、病重体弱患者都能在如此短的检查时间内积极配合完成扫描。此外，专家级心脏后处理软件功能，可以对冠状脉、心肌、瓣膜进行多种重建和分析，从而对心脏进行全面的形态和功能诊断，提供了“一站式”的全息心脏解决方案。

2、CT功能学成像分析

传统的CT影像学只要是对形态学进行诊断，近年来兴起的CT灌注功能（CTPerfusinn）主要可以对组织的血液动力学进行诊断分析。CT灌注成像技术的理论基础为核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律（centralvolumepriciple）：BF=BV/MTT。放射学对比剂经静脉注人，具有与放射性示踪剂相同的药物动力学，因此放射性核素的示踪原理可用于动态CT的研究。注人对比剂后动脉及组织的时间一密度曲线（TDC）的横坐标为时间，纵坐标为注药后增加的CT值，其变化反映的是对比剂在该器官中浓度的变化，即碘聚集量的变化，从而反映了组织灌注量的变化。

CT灌注技术首先最多应用的就是评价脑缺血的状况。它可以早期显示脑缺血的病灶，MayerTE研究灌注CT最早可在出现症状30分钟后显示病灶，异常灌注区表现为CBF下降；CBV正常或轻度升高，严重时下降；MTT基本正常或延长（延长的MTT是一个相当敏感的指标）；TIP延长或消失。普通CT一般要到缺血18一24小时后才能显示病灶，常规MRIFSET2WI要到症状出现2—6小时以后才能显示高信号，因此脑CT灌注成像在早期脑梗死的诊断上具有重要意义。此外CT灌注技术在肿瘤诊断中也有了很大进步，它可以反映肿瘤内血管的生长情况和血液动力学情况，肿瘤中血管生成的研究认为肿瘤新生血管情况是评价肿瘤生长、转移、良恶性及恶性程度的重要指标。病理学家应用免疫组化的方法测定肿瘤内微血管密度（MVD）来判断肿瘤的恶性程度。运用CT灌注成像技术对其研究，不仅有助于鉴别诊断，判断肿瘤血管生成的情况，对肿瘤的生物学特性及治疗和预后的判断也将有一定的参考意义。

虽然CT在肿瘤中的应用刚刚起步，但研究表明BF、BV、MTT和PS均能反映血管生成过程中的血管变化，而且能够用CT灌注在活体准确测量，从而为更好勾画出肿瘤边界，判断预后和治疗效果提供有价值的信息，今后有广阔的应用前景。新对比剂的开发具有更高的分子量和更低的渗透组织对比剂提取分数（指肿瘤和脑以外的组织），会进一步提高灌注测量的准确性。

3、低剂量CT普查以及CAD（计算机辅助检测）技术

CT低剂量筛查越来越为广大医务工作者所重视，这是近年来数字影像技术综合发展的结果，包含多层CT、图像处理和CAD等技术，主要用于肺癌，冠状动脉钙化积分和结肠癌的早期检查。这也是得益于多层螺旋CT技术的发展以及CAD计算机辅助检测技术的进步。

20世纪90年代初随着螺旋CT的出现，由于其一次屏气可以完成全肺扫描，同时多层螺旋CT可以进行薄层再重建，常规得到高分辨率的图像，不会遗漏小的结节，因而提出低剂量螺旋CT筛查肺癌这一方法，使肺癌筛查重新得到重视。在肺癌筛查中，计算机辅助检测系统起着越来越重要的作用，它可以提高结节检出的准确率、提高检查效率，增强检查信心。

当然，应用螺旋CT低剂量肺癌筛查目前也仍然存在一些争议，探讨的焦点是人T筛查能否降低肺癌病人的死亡率及对经济价值分析等问题的考虑。这需较长时间和大量病例的随机研究予以结论。CAD技术其实早已用于检出早期乳腺癌和肺内孤立肺结节，同时在CT结肠成像筛查微小肿瘤方面也有良好前景。目前CAD主要用于大组人群肿瘤普查以及MSCT、MRI等数据密集型检查。CAD具有从大量的影像资料中较高的检出病灶的能力，提高了工作效率及诊断的可靠性。

总而言之，近十年来CT技术的发展日新月异，特别是多层螺旋CT的出现也让CT技术发展上了一个新台阶，对将来的CT发展我们抱有充分的信心，相信它会越来越多越广泛地解决临床上的难题，将医学影像学带入一个更广阔的新领域。

第三节 多层螺旋CT新进展

在短短的5年内，多层螺旋CT已由4层、8层、16层、32或40层发展到今天的64层，其硬件和软件不断进步。随着16层、64层螺旋CT技术的发展、超快速图像采集、强大三维重建功能的出现，尤其在CT冠脉成像和CT结肠成像等新技术方面，整个医疗现况发生了巨大的变化，正像RSNA科技项目委员会主席、RSNA开幕式主持人Dodd博士总结的那样：CT技术的发展已成为医学影像发展中最快的一个部分。

在2005年度RSNA的器械展台上，没有重大的换代性CT产品，各厂家展出的CT机主要是16层和64层样机。由于各厂商已充分认识到中国市场的巨大和重要性，近几年来生产出新的机器后，通常同时进行FDA和中国政府认证。因此，国内业界人士可较早获得有关新机器的信息，对RSNA上展出的影像设备不再象往年那样感到陌生和惊奇，甚至在购买这些新机器方面也与国外趋于同步。下面简要介绍GE、西门子、飞利浦和东芝四大公司展出的多层螺旋CT以及他们正在进行的一些新的研究或设想。

1、硬件

对于64层CT的硬件，各公司都在16层CT的基础上做了某些改进。普遍提高了X射线球管的质量和热容量，东芝公司使用7.5MHu球管，GE和飞利浦公司使用8MHu球管，西门子公司使用的是零兆球管。所谓零兆球管是西门子公司采用的一项专利技术，当快速旋转的球管刚一产生热量时，即刻就被传导散发掉，基本上是直接冷却的方式。其它公司也采用了一些技术来提高球管的散热率。

64层CT的探测器为32～64排，每排探测器的宽度为0.5～0.625mm，球管旋转一周最短时间为0.33～0.42s，可覆盖范围为19.2～40mm（32×0.6mm～64×0.625mm）。图像分辨率为0.35～0.4mm，均具有各向同性特点，时间分辨率为40～83ms。因此，64层CT在时间分辨率和空间分辨率上较16层CT有大幅度的提高，大大缩短了冠状动脉成像时间，可在5～9s完成心脏范围内的冠脉扫描，并提高了显示冠脉细小病变的能力。

2005年RSNA器械展上一大亮点和热门话题是西门子公司推出的“双源”64层CT—SOMATOMDefinition，它在该公司64层CT技术（SOMATOMSensation64）和零兆球管的基础上，在机架内一体化整合了两套64层CT的X射线系统和两套对应的探测器信号采集系统。两套采集系统在X-Y平面上间隔90度位置排列。该机更进一步提高了施加分辨率，在任何心率情况下都不受患者心率快慢和心律不齐的影像，图像质量不受患者心率快慢和心律不齐的影响，空间分辨率达到0.24mm，大大提高了疾病的检测和诊断精度。双源系统主要用于心脏数据的采集，对于常规体部应用，可以采用1套X射线成像系统。据该公司介绍，“尽管SOMATOMDefinition使用了两套X射线球管和两套探测器，但其在心脏CT扫描中的放射剂量却只有常规CT的50%”。双源CT应用双能量减影技术，还可以区分组织成分、实现直接血管减影成像。

2、软件

在软件方面，各公司致力于改进、完善多层螺旋CT的临床应用软件，尤其是冠脉、心脏成像软件的开发，如采用适应心率变化的延迟期相数据采集、与心率快慢相匹配的多扇区重建、手动R波重建编辑等方式来改善因偶发心率不齐带来的伪影，以提高冠脉成像质量。心室容积和心功能分析软件也有进一步的改进。

相同功能的软件在不同的公司其名称可不一样，目前各公司都趋向于将相同功能的软件集中成软件包，如冠脉成像软件包，集中有一键式血管分离软件、冠脉断面分析和自动狭窄评估等一系列冠脉后处理软件，使多层螺旋CT的影像后处理更快捷、更方便。

3、CT的未来

在未来，CT是将向“平板探测器”方向发展还是向“更多层”的方向发展呢？到底多少层CT才算够呢？

各公司的想法不一样。东芝公司已生产出256层CT，虽然未在本年度RSNA上展出样机，但目前正在日本的两家医院（研究基地）试用，展台上提供有该机的心脏、冠脉扫描图片和电影。该机号称“4D”CT，有256排0.5mm宽的探测器，球管旋转360度8mm（256×0.5mm）的宽度，能实时进行心脏和冠脉的功能成像，目前尚未进行FDA论证。庞大的数据处理和较高的生产成本是该机器目前面临的一大难题，这可能在一定程度上限制了临床推广应用的速度。飞利浦公司也在研究开发256层CT，其展台上展出了256层CT的探测器样品。

第四节 PET/CT的发展

一、PET的基本原理和特点

1、定义

全称为：正电子发射型计算机断层显像（Positron Emission Computed Tomography），是核医学领域比较先进的临床检查影像技术。

其大致方法是，将某种物质，一般是生物生命代谢中必须的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸，标记上短寿命的放射性核素（如F18，碳11等），注入人体后，通过对于该物质在代谢中的聚集，来反映生命代谢活动的情况，从而达到诊断的目的。

最近各医院主要使用的物质是氟代脱氧葡萄糖，简称FDG。其机制是，人体不同组织的代谢状态不同，在高代谢的恶性肿瘤组织中葡萄糖代谢旺盛，聚集较多，这些特点能通过图像反映出来，从而可对病变进行诊断和分析。

2、基本原理

PET显像是一种“核素示踪影响技术”。其原理是将人体代谢所需要的物质，如：葡萄糖、蛋白质、核酸、脂肪酸等标记上短寿命的放射性核素（如18F）制成显象剂（如氟代脱氧葡萄糖，简称FDG）注入到人体内后进行扫描成像。

由于制成显象剂的物质的分子结构被破坏，使得其在细胞内不能被正常分解，显象剂中的核素就被截留在细胞内。再加上人体各组织器官的代谢状态，病变组织和正常组织的代谢状态都不同，核素在不同组织器官，正常和不正常的组织器官中的分布也就都不同。显象剂中的放射性核素的正电子在人体内与一个负电子湮灭能产生两个γ光子，PET设备能通过捕获γ光子来显示人体内核素的分布情况，再把接收到的信息经计算机处理，就能判别人体内组织器官是否有病变，是什么组织发生了病变。

由于PET显像技术利用的是生理生化活动机理，所以PET显像技术又被称作生化显像或功能分子显像技术，它是目前唯一可以在活体分子水平完成生物显像的影像技术。

癌症细胞分裂迅速，新陈代谢旺盛，较正常细胞消耗更大量的葡萄糖，作为分裂的能源，葡萄糖会聚集于代谢特别旺盛的细胞组织。

利用这个原理，PET扫描使用微量带有正电子的氟化脱氧葡萄糖（简称FDG）注入体内：经由血液循环传送至体内组织器官，利用正电子衰变时发射的伽玛射线，用PET扫描仪测知射线的存在，经由超级电脑运算组合成全省各层影响，就能看到代谢特别旺盛的癌症细胞，提供医师诊断及判断。

3、PET的特点

PET是目前惟一可在活体上显示生物分子代谢、受体及神经介质活动的新型影像技术，现已广泛用于多种疾病的诊断与鉴别诊断、病情判断、疗效评价、脏器功能研究和新药开发等方面。

1）灵敏度高。PET是一种反映分子代谢的显像，当疾病早期处于分子水平变化阶段，病变区的形态结构尚未呈现异常，MRI、CT检查还不能明确诊断时，PET检查即可发现病灶所在，并可获得三维影像，还能进行定量分析，达到早期诊断，这是目前其它影像检查所无法比拟的。

2）特异性高。MRI、CT检查发现脏器有肿瘤时，是良性还是恶性很难做出判断，但PET检查可以根据恶性肿瘤高代谢的特点而做出诊断。

3）全身显像。PET一次性全身显像检查便可获得全身各个区域的图像。

4）安全性好。PET检查需要的核素有一定的放射性，但所用核素量很少，而且半衰期很短（短的在12分钟左右，长的在120分钟左右），经过物理衰减和生物代谢两方面作用，在受检者体内存留时间很短。一次PET全身检查的放射线照射剂量远远小于一个部位的常规CT检查，因而安全可靠。

二、PET显像的优势及优越性

PET与其它影像手段相比有如下的技术优势：

1、应用人体自身分子的主要元素CNOH（F可合成与H相似异构体）的放射性核素制备示踪分子。从而可准确地反映机体的代谢情况，可提供独特的生理性示踪研究和活体生化显像。因而被称为“生化断层”或“生命断层”。

2、由于所用正电子核素，半衰期极短，如11C、13N、15O和18F的半衰期分别为20、10、2和110min。对人体的辐射剂量甚低，需要时可在一次研究中多次重复检查。

3、探测器采用符合线路（coincidencecircuit），以电子准直取代铅准直探头，故其灵敏度高（不受探测深度限制）、对比度好，如PET的灵敏度较常规γ相机高10～100倍，其分辨率（FWHM）达4mm，可有效地检出1cm大小的病灶。

4、均匀度好，有利于数学重建图像，可作组织的衰减校正（attenuationcorrection）和时间校正，校正后数据准确可靠，便于作定量分析，获得高的探测效率。

5、真正的3D探测技术，显示全身的横断、冠状和矢状断面各方位的断层影像。新型PET可作容积（volume）采集，获取的信息量大，靶/非靶比值高，可分辨的病灶小，适用面广。靶器官显示清晰，方便临床医生诊断。

6、PET影像为构建影像融合所必备的条件。PET显像能早期反映疾病的功能和代谢改变（早于形态与解剖变化），成为多种影像（如PET/CT、PET/MRI等）融合（fusionimaging）技术的先导。藉此，可大大提高功能（代谢）/解剖（形态）影像诊断的整体综合技术水平和诊断的效能，从而为医学影像学“四定”提供可靠的依据。

三、PET/CT设备的发展

PET/CT是近两年发展最迅速的医学影像设备之一，迄今全球已经安装了110台，在亚洲已经安装了17台，这17台大部分在中国（包括台湾和香港地区）。由于PET/CT临床应用增多，原先单纯使用PET或CT进行诊断的病例中有20-25%通过PCT/CT检查后，临床诊断和治疗的效果得到明显提高。在大陆超过200例的患者接受了PET/CT的检查，并在临床上取得了非常好的效果。无论在国际和国内，PET/CT的临床价值已获得医学界的首肯，接下来的工作是如何更好、更有效地在临床使用PET/CT。

1、PET/CT设备进展

除了PET/CT本身价格比较昂贵外，由于正电子核素超短半衰期的特点，大多数PET/CT中心需要购置医用小型回旋加速器以及相关的化学合成系统，这样在提高对医技人员技术要求的同时还增加了建立PET/CT中心的整体费用，这些都成了PET/CT影像设备发展的最大的障碍。为此PET/CT的生产厂商将PET/CT产品进行系列化、多样化，以满足不同层次医院、不同临床特点的需求，降低购置费用。

如果仅仅为了肿瘤早期诊断、治疗效果评价和治疗方案的确定，购置肿瘤专用型PET/CT就完全可以满足临床需求。如果是综合医院，除了肿瘤病人还有部分心脏病人，那么医院选择临床实用型的PET/CT较好，这是因为心脏PET/CT采集必须采用2D采集方式。此外为探测腹部和纵膈较小的肿瘤病变，PET/CT也需采用2D采集方式。科研型PET均具有2D和3D采集方式，原因就在于两者各有所长，用户可以根据研究对象的不同灵活选用。大型综合医院购买PET/CT不仅仅是为检查肿瘤患者，建议购置科研型的PET/CT，以适应各种疾病的临床诊断。

虽然PET/CT正以惊人的速度发展，但是仍有许多问题有待进一步解决，例如：如何更精确进行3D采集的衰减校正，以及因为PET和CT采集速度差异造成PET和CT图像精确配准的困难等问题均是目前热门研究课题。

2、PET/CT临床应用进展

早期PET/CT主要考虑肿瘤的诊断和治疗。随着CT功能和性能的迅速提高，为PET/CT开拓在心血管、神经系统的功能诊断提供了基础。

肿瘤专用型PET/CT的价格要低于科研型设备。肿瘤专用型PET/CT特点之一就是通过功能和解剖的融合图像进行放射治疗的模拟定位，用融合图像进行生物靶区定位明显优于单纯解剖图像。肺癌患者的胸部CT和PET图像，可以发现采用功能图像进行生物靶区定位具有重要临床价值。由于F-18-FDG属于阳性显像，所以无论采用2D还是3D采集，PET/CT均能够在10-25分钟左右完成6个床位的全身扫描（由于患者体重不同、所须全身扫描时间有明显差别）。如果PET/CT整体成本能够降低的话，在临床普及PET/CT的应用将成为现实。

随着多排螺旋CT的发展，特别是它在心脏影像的应用，使配备了4层、6层、8层、10层或16层CT的PET/CT，在心血管影像中的应用已成为在肿瘤诊断、模拟定位等临床应用以外最为重要的诊断领域。多层螺旋CT明显减少受检者X线的吸收剂量外，由于提高了心脏门控采集时间分辨率为PET/CT在心脏检查奠定了基础。

PET/CT和单纯PET心脏检查过程有本质的不同，这是因为PET/CT可以同时得到心脏冠状动脉解剖图像和心肌血流灌注图像。

由于心脏存在周期性的运动，所以PET/CT的CT门控采集时间分辨率、对冠状动脉图像质量有明显影响，理想情况是CT门控时间分辨率小于50ms，但是在现有的技术条件下达到此条件成本过高。如果用125ms以上时间分辨率采集，已能获得较好的冠状动脉图像，但是很难实现心肌门控断层的衰减校正。目前最佳的CT门控采集时间分辨率为63ms，如果采用63ms时间分辨率采集，在通过心脏门控断层获得高质量的冠状动脉图像的同时完成心肌门控断层的衰减校正。单纯从技术角度来看，这对于核医学发展是里程碑式的贡献。

3、PET/CT分子影像设备在国内的发展

我国自2002年引进第一台PET/CT分子影像设备以来，PET/CT分子影像设备在国内迅速增长。目前国内PET/CT分子影像设备和医用回旋加速的引进仍然在高速增长。可以看出，尽管PET/CT和回旋加速器设备经过2003年和2004年超高速增长后，在2005年增长有所缓慢，但是预计在2008年将会超过200台，并在未来几年PET/CT将成为国内大型设备中发展最快的分子影像设备。在2003-2004年这段高速增长后，在2005年增长缓慢主要是国内进入了一个理性的熟悉和消化PET/CT临床功能和寻找与临床最佳契合点的阶段。所以，在2005年整体PET/CT市场增长不大。

可以预期在2007年以后几年，PET/CT市场经过休整和培育之后，将会进入第二个增长高峰。做出这样预计的主要依据是：PET/CT分子影像设备在肿瘤诊断和治疗方案制定、疗效观察作用是其他影像设备无法替代的；PET/CT在心脏和神经系统疾病诊断中的应用由于新型药物的投入使用将明显扩大PET/CT的临床应用价值；PET/CT是个性化医疗的重要手段和工具，它所具的有特异性显像优势成为指导临床选择治疗药物的最佳手段；PET/CT设备产品已经具有完整的产品线，设备可以适应于各种类型的医院，为PET/CT向普及化发展奠定了基础。和PET/CT分子影像设备相配套的医用回旋加速器台数增长速度低于PET/CT设备。这主要是因为国内并不是每个购买PET/CT单位都需要购置回旋加速。

第五节 双源CT的发展

2005年底西门子发布了业界首台双源CT，并在RSNA2005上成为最受瞩目的CT新品之一。

近年来，随着多层螺旋CT的发展，心血管成像已经成为CT最具潜力的一个领域。心血管方面的表现也成为评价多层螺旋CT技术进步时离不开的一个话题。专家们对双源CT的介绍从心血管影像开始。

1、CT与心血管影像

生命不息跳动不止的心脏对放射学是一个难题，在很长的一段时间里，放射学家们面对心率过快、心律不齐的心脏，无法抓住心动周期中短暂的相对静止期，不得不依靠心血管造影等有创的检查方法来获得需要的心脏影像。

20世纪70年代，CT刚刚被发明的时候，每扫描360度需要7分钟，主要用于头、肺、体部的非运动器官。除了那些头发乱蓬蓬的科学狂人，当时恐怕谁也不会想到能用它来做心脏成像。斗转星移30年，CT已经从当初的轴向断层扫描发展成螺旋扫描，从单排探测器发展到多排探测器，扫描速度增快，每次扫描覆盖的范围扩大，使心血管CT（CardiacCT）从不可能发展到有可能；心电门控技术、多扇区图像采集算法、图像处理技术的发展，使心血管CT逐步完善。此外，CT还具有超越传统心血管造影的优势：它除了能够显示血管腔内的影像，还能够同时观察血管壁以及管外的情况。心血管疾病目前的诊疗流程是：

1）心电图等初筛检查—诊断：心血管造影—介入治疗

2004年年底西门子发布了集两套成像系统于一身的双源CT—SOMATOMDefinition，使心血管CT替代心血管造影将成为现实，这个流程将改为：心电图等初筛检查——诊断：心血管CT——介入治疗——复查：心血管CT这种改变的意义在于避免阴性患者和复查患者接受不必要的有创检查，它使得检查更简便、有效，节省费用。

双源CT的出现，不仅是CT设计思路的一种突破，它进一步解决了过去心血管CT存在的一些技术问题，从专家们的讲解中，笔者了解到它的两套成像系统在心脏CT领域具备独特的技术优势，它的出现将使CT在心血管影像领域的表现更加优异。

2）SOMATOMDefinition

SOMATOMDefinition是全球首台双源计算机断层成像（DSCT）系统。双源就是将两套影像系统集成在一台设备上：两个探测器成90？角，分别对应一个球管？？但这不是一道常规算术题，它的答案绝不止限于一加一等于二。两套影像系统相加，除了解决了目前CT存在的一些问题，还为未来开辟了更多的可能。

3）时间分辨率达到83ms

双源CT取得的最重要的技术进步是它的时间分辨率达到83ms。但是这个时间分辨率的概念略微不同于依靠多扇区采集算出来的时间分辨率。

83ms的重在于：电子束CT（EBCT）、只有一套影像系统的多层螺旋CT（为了叙述方便，以下称为“单源CT”）、双源CT。

假设有一台x层CT，每旋转一周可以获得x层图像，完成一个心脏扫描，需要旋转n周，获得n个x层图像。因为心脏总在不停的运动，每一个x层影像的采集一般选择舒张末期心脏的相对静止期，即R波前的200～100ms，n个相对静止期的图像即可重建出整个心脏的图像。

电子束CT是专用于心脏的一种CT，它的时间分辨率可以达到100ms甚至更高，对于任何心率的患者，它都能够在一个心动周期内获得所需要的1/n部分信息，但是它的空间分辨率低，是一种价格昂贵、技术不成熟的设备。

单源CT以西门子公司的64层CT—SOMATOMSensation64为例，它的机架旋转速度达到业界最快的0.33s/周，但是仍然不能在100ms内获得所需的1/n部分的信息，如希望时间分辨率高于100ms则必须采取多扇区采集的方法，例如双扇区：把180度扫描范围分成2次完成，每次获得1//n部分信息的一半，这样它的时间分辨率可以达到83ms（0.33s除以2，再除以分割的扇区数2）。理论上来说分的扇区越多时间分辨率就可以越高。但是首先，每个心动周期心脏的状态不可能完全相同；其次，门控技术对于心律不齐的患者有局限性，因此重建的图像可能有偏差；第三，分的扇区越多扫描时间越长，需要患者屏气的时间也越长；最后，放射剂量随扫描时间增长而增大。

双源CT所基于的技术也是多层螺旋CT的技术，它把两套影像系统集于一身的意义简单地说就是：把之前由一套影像系统先后两次进行的双扇区扫描，变成了由两套影像系统同时扫描，每1/n部分图像是同时获得的，是扫描瞬间心脏状态的实况。前文曾经提到，双源CT的时间分辨率是83ms，这个数值与刚刚计算出的SOMATOMSensation64进行双扇区采集的时间分辨率83ms相同，但它们的意义却不相同。

2、双源CT的出现是CT领域的重要进展

双源CT的出现解决了CT技术存在的一些问题，是CT领域出现的十分重要的进展，主要体现在以下几个方面：

1）扫描速度快

由于83ms的扫描速度，双源CT可以对心率过快、不规则及屏气有困难的患者进行成像，在几秒钟之内完成心脏研究，而且无需使用降低心率的b受体阻断剂，也不必进行多扇区采集和重建。

2）放射剂量减半

双源CT虽然使用了两套影像系统同时工作，但是即使与能量效率最高的单能CT扫描仪相比，它在正常心率条件下的放射剂量也降低50%，这是因为：第一，不需要进行多扇区采集，能够在一次心跳过程中采集心脏图像；第二，SOMATOMDefinition可以根据心率的快慢自动选择最快的扫描速度；第三，西门子还开发了依据心电图的适应性剂量调控技术，降低心脏快速运动阶段的放射剂量。这些技术的综合使用使图像的采集速度提高了一倍。

3）双源CT尤其适合急症诊疗的需要

双源CT技术能够通过一次快速扫描来完成多种需要对急诊患者进行的检查，并可以提供卓越的诊断图像质量。两个X射线源的总能量达160kW，即使在最快的扫描和进床速度下，也能确保极佳的图像质量。SOMATOMDefinition的78cm的机架孔径和200cm的扫描范围，即使遇到高大肥胖的患者也能进行全身扫描。当临床需要进行全身检查时，如有复合性外伤或需要全身血管检查的患者，这一点尤为重要。SOMATOMDefinition集大功率、高扫描速度以及高时间分辨率于一身，使临床医生能够及时进行危重急诊的检查。

由于这些特点，双源CT不仅在冠心病的诊断方面具有优势，而且它的扫描速度快、剂量低的特点尤其适于儿科先心病患者。

3、双源CT开辟全新的临床研究领域

双源CT不仅在上述3个方面大大提升了CT在已有领域的表现，它安装在一起的两套影像系统还带来了更多新的机遇，为CT推开了一扇扇崭新的临床研究领域的大门。

1）双源量使CT在组织分辨率等新的领域有所作为

西门子是双源放射设备的专家，几年前推出的双C臂血管介入系统，验证了它在双放射源数据采集和处理方面的技术。

双源CT的研发成功，使得在CT领域开展双能量减影等技术的研究成为可能。利用双能量减影，通过一次扫描可以根据需要分离出只有骨骼的图像，也可以分离出只有血管的图像，它还可以进一步区别组织类型和描述病变特征，包括心血管CT发现的粥样斑块和肿瘤检查中发现的肿块。这是CT历史上第一次在组织分辨率上有所作为。

2）心脏收缩期成像

过去的心脏影像都是舒张期的影像，由于双源CT扫描速度快，不需要进行多扇区重建，目前已经有研究机构利用双源CT进行心脏收缩期成像的研究。

相信随着双源CT在临床的逐渐普及，还会发现更多新的研究领域。

第六节 CT技术的发展趋势分析

客观上讲，今后CT设备的发展将会反映在以下几个方面：

1、设备结构上的改进

多层螺旋CT设备从4层发展为64层只用了5年时间，目前Toshiba公司已经推出了256层螺旋CT的样机。但是，基于上述在64层CT中谈到的限度，仍依此传统的设计继续发展，空间是有限的，尽管技术上没有问题，但会受制于产品的性价比及临床需求的极限。平板检测器CT的概念已提出了多年，但由于各种技术问题，此种设备离市场化仍有距离。用电子束代替X线管用于多层CT和多个X线管但不旋转的CT，以及上述的双源CT等都是已经提出的理念。

从本质上讲，可以进入市场的产品必须具有：

1）足够的时间与空间分辨力；2）可以接受的辐射剂量；3）可以接受的性价比；4）与技术进步匹配的操作易化性。未来的CT设备无论何种结构，都必须满足这些要求。

2、设备功能上的优化

基于现有功能的充分开发，下一阶段CT设备在功能方面的发展至少将体现在两方面：

1）器官特异性功能与疾病特异性功能

CT发展的下一阶段，突出器官与疾病特异性功能的趋势已经凸显，如Siemens产品的“四引擎技术”：神经CT引擎、心脏CT引擎、肿瘤CT引擎和急症CT引擎，均是以器官或疾病为主线，把一系列相关技术融入为一套完整的诊断方案中，一次采集到所有相关信息，有助于得到完整的诊断信息。其他厂家的产品也陆续配置了此类功能。

2）个性化医疗方案

个性化医疗在放射学上的概念是：根据患者的具体情况，建立个性化、前瞻性的诊疗方案，将针对性的临床应用、有效的剂量控制、便捷的工作流程和科学的质量管理与质量控制有机整合的放射学医疗过程。

综上所述，CT影像设备在现代科学技术的推动下，已获得长足的发展与进步，在诊断与治疗以至整个人类医学中占据着极其重要的地位，尽管它们价格昂贵，更新换代迅速，却仍然吸引着众多医疗机构不惜重金纷纷购置，不停地升级换代，足见其在临床应用中所体现的实用价值所在。