作者：刘国荣
出版社：人民卫生出版社
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炫速双源CT心脑血管病诊断试读：
版权页图书在版编目（CIP）数据
炫速双源CT心脑血管病诊断/刘国荣，李月春主编.—北京：人民卫生出版社，2013
ISBN 978-7-117-17217-2
Ⅰ．①炫… Ⅱ．①刘… ②李… Ⅲ．①计算机X线扫描体层摄影-应用-心脏血管疾病-诊疗②计算机X线扫描体层摄影-应用-脑血管疾管-诊疗 Ⅳ．①R54 ②R743
中国版本图书馆 CIP 数据核字（2013）第 106018 号
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版权所有，侵权必究！炫速双源CT心脑血管病诊断
主 编：刘国荣 李月春出版发行：人民卫生出版社有限公司
人民卫生电子音像出版社有限公司地 址：北京市朝阳区潘家园南里19号邮 编：100021E - mail：ipmph@pmph.com制作单位：人民卫生电子音像出版社有限公司排 版：人民卫生电子音像出版社有限公司制作时间：2018年1月版 本 号：V1.0格 式：epub标准书号：ISBN 978-7-117-17217-2策划编辑：姚如林责任编辑：姚如林打击盗版举报电话：010-59787491 E-mail：WQ@pmph.com本电子书不包含增值服务内容，如需阅览，可购买正版纸质图书。编 者（以姓氏笔画为序）
马利军 （包头市中心医院）
王 丹 （浙江大学医学院附属邵逸夫医院）
王 刚 （包头市中心医院）
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王利军 （包头市中心医院）
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韩 铭 （中国中医科学院广安门医院）
韩瑞娟 （包头市中心医院）
谢素素 （浙江大学医学院附属邵逸夫医院）
潘昌杰 （常州市第二人民医院）序 一
CT技术发展日新月异，2004年问世的多排/层螺旋CT使冠状动脉CTA及心脏扫描进入临床实用阶段。2008年末各大医疗器械公司推出不同类型的高端设备，其中西门子的双源CT使用两套互成90°角的X线球管和与之对应的探测器，使时间分辨力得到显著提高，近年推出的炫速双源CT（SOMATOM Definition Flash）时间分辨力达到75毫秒，采用前瞻性心电门控大螺距扫描模式，仅用0.25秒即完成单个心动周期低剂量冠状动脉及心脏成像，其双能量成像质量也大为提高，提供了优良的临床和科研平台。
由包头市中心医院、中国医学科学院阜外心血管病医院、浙江大学医学院附属邵逸夫医院、中国中医科学院广安门医院、无锡市人民医院、常州市第二人民医院、上海东方医院、辽宁医学院第一附属医院等数家医院的临床及影像学专家共同编著的《炫速双源CT心脑血管病诊断》一书，系统总结了“炫速双源CT”在心脏和脑血管成像方面的临床应用经验。全书共分20章，约15万字，重点突出低剂量、大螺距扫描模式临床应用，快心率、房颤患者的大螺距扫描方法，心脏和头颈部血管一站式扫描方法，双能量扫描等新技术，同时还介绍了心脏电生理、心脑血管介入等相关临床知识。
本人认为这是一部学术水平较高、实用性强的专业参考书，相信本书能得到广大读者的欢迎，并有助于提高多排/层螺旋CT的临床应用水平。中华医学会放射学分会副主任委员首都医科大学医学影像学系主任李坤成 教授2013年6月8日序 二
20世纪70年代英国科学家Hounsfield发明CT后至今的40多年里是医学影像学快速发展、五彩斑斓的时代。我们这代放射科医生有幸见证了现代计算机技术与传统X线紧密结合给医学影像带来的革命性变化。由于各个厂家大力研究开发更新、更快的CT机。CT机探测器数目从单排、双排、4排、6排、8排、16排到64排快速地更新。进入后64排时代，不同厂家出现了不同的发展思路。德国西门子公司用2个X线球管、2套探测器、2个成像系统在一个机架里同时工作的称之为“双源CT”的独特设计，使得CT心脏及冠状动脉的检查几乎达到100%的成功率。西门子新一代炫速双源CT：Definition Flash CT更进一步缩短时间分辨率，单扇区时间分辨率仅为75毫秒，在任意心率条件下保证心脏及冠状动脉更完美地成像；2个同时工作的X线管球发射的不同能量的X线束能量更加纯化，使双能量成像效果更好；不同能量的能谱成像更清晰。Care kV技术、Safire新的迭代重建技术的运用大大降低了辐射剂量。Syngo Via等全新智能预处理软件使得图像处理更加迅捷。Definition Flash CT为我们医学影像学带来一个全新的工作平台，在这个先进的平台上我们可以从事更多新的诊断治疗实践，开展更多新颖的临床科学研究工作，进一步提升我们的诊疗工作质量。
当然，设备要由人来使用；有了好设备还要求使用这些设备的技术人员有较高的技术修养和素质。努力学习，汲取不断涌现的新知识、新技术成为我们放射科医师和放射科技师在这个影像医学快速发展的年代里的新挑战。由刘国荣、李月春教授主编的这本《炫速双源CT心脑血管病诊断》深入浅出地从心脏的电生理到冠脉CTA采集的原理、各种心脏采集模式的应用，到各种全新软、硬件的临床应用介绍，并强调CT冠状动脉造影检查中低剂量应用的价值。在普及心脏及脑血管疾病新技术检查的同时，对心血管疾病的影像诊断中充分结合了临床进行详细的介绍。相信本书对于掌握和用好这款机器无疑是极为有价值的；当然，对于使用其他厂家后64排CT的用户也会有不少的启迪和帮助。
本书的主编刘国荣、李月春教授是我国知名的神经科专家，编者有神经科临床医师、心内科临床医师以及医学影像学医师，编者们将心脑血管疾病的临床经验与影像学诊断有机地结合起来，从而为放射科医生们带来了全新的视角。副主编孙凯主任从心内科医师转而成为影像学医师，他带领的团队开展了低剂量大范围人群的冠脉筛查，大螺距螺旋采集在高心率患者中的检查，大螺距Flash采集对头颈血管、冠脉、主动脉的联合应用，完全突破了厂家推荐的心率限制，使得更多的患者在不到一个mSv的剂量下完成对心脏及冠状动脉的高质量检查。同时，编者们在双能量扫描能谱成像、大范围低剂量灌注检查等方面也积累了诸多的心得和体会。我相信本书对于读者更好地使用新双源CT无疑会有很大帮助。
作为一位放射科的老医生，我看到随着影像医学设备的迅速发展，我国医学影像学人才辈出，专业学术队伍不断发展、壮大，感到非常欣慰和高兴！医学影像学对于现代医疗正起着愈来愈重要的作用。让我们不断努力，为发展中国的放射科事业贡献各自的力量。浙江大学医学院附属邵逸夫医院章士正 教授2013年6月8日序 三
从1972年Hounsfield发明CT机至今，CT应用于临床已有40多年的历史。20世纪90年代，螺旋CT的问世是CT发展的重要里程碑，但是，尚没有解决冠状动脉成像的难题。电子束CT（EBCT）结合心电门控技术，于20世纪90年代率先实现了冠状动脉成像，但没有获得普及应用。
2004年以后，以64排CT为代表的CT技术突飞猛进，标志着冠状动脉CT成像真正获得临床应用。2005年西门子公司推出了首台双源CT，迅速应用于临床。2009年，“炫速双源CT”应用于临床，提供了一种全新的前瞻性心电门控大螺距扫描模式，实现了0.25秒单个心动周期心脏成像，采用纯谱双能量技术，在心脏、脑血管成像等方面具有独特的优势。然而目前临床尚缺乏一本“炫速双源CT”心脑血管成像方面的参考书。包头市中心医院刘国荣、李月春教授主编的《炫速双源CT心脑血管病诊断》一书，系统阐述了“炫速双源CT”在心脏和脑血管成像方面的临床应用，为临床提供了很好的教学资料。
全书共分20章，约15万字，600多幅图，文字简洁，条理清楚，图片精美，图文并茂。本书具有以下特点：以“炫速双源CT”原理为基础，重点突出了低剂量、大螺距扫描模式的应用，率先提出了对于高心率、房颤患者的大螺距扫描方法，以及心脏与头颈血管一站式扫描方法、双能量扫描检测脑出血斑点征等新技术。本书以大量的临床实践和扎实的科研数据为基础，参阅了最新文献编著而成，是一部学术性和实用性均较高的专业参考书，适合作为影像科、心内科、神经科医师及医学生的参考工具书。
本书即使经过精心设计、用心编排、认真校对等环节，差错和不确切的地方也可能在所难免，希望读者批评指正。愿本书的出版会受到广大读者的欢迎。中国医学科学院 北京协和医学院阜外心血管病医院放射科 国家心血管病中心吕滨 教授2013年6月8日前 言
2005年，双源CT（DSCT）问世，其由两套互成 90°角的 X线球管和相对应的探测器构成，机架只需旋转半圈就可完成数据采集，所需时间是单源螺旋CT的1/2，实现了高心率和不规则心律下的心脏扫描，两套球管同时曝光实现了双能量扫描。2009年，在第一代双源CT的基础上又推出了第二代双源CT（SOMATOM Definition Flash），其突出的优势是心脏扫描单扇区时间分辨率为75毫秒，提供了一种全新的前瞻性心电门控大螺距扫描模式，实现了0.25秒单个心动周期心脏成像，辐射剂量明显减低（1mSv左右），图像质量不受呼吸运动的影响；实现了大范围的动态灌注成像；双能量扫描采用纯谱技术，由第一代双源CT的FDA认证的10项拓展为14项检查。双源CT应用于临床以来，国内外相关的研究报道如同雨后春笋般地涌现出来，然而目前关于双源CT方面的书籍却较少，因此编写一本炫速双源CT心脑血管成像方面的系统化的书籍是非常有必要的。
2010年，包头市中心医院与国内其他几家医院首批引进了炫速双源CT，使我们有机会能与国内外同道在同一平台上进行学术交流。短短2年内，我们完成了2万余例双源CT检查，并在SCI、《中华放射学杂志》等期刊上发表了数篇文章。本书由包头市中心医院、中国医学科学院阜外心血管病医院、浙江大学医学院附属邵逸夫医院、中国中医科学院广安门中医院、无锡市人民医院、上海东方医院等数家医院的专家共同执笔编写，旨在为广大影像医师和临床医师提供炫速双源CT心脑血管成像方面的一线资料与临床经验以供大家参考交流。
本书以“实用性”、“临床性”、“新颖性”为特点，从炫速双源CT的原理及特点入手，首次将心脏电生理理论、心脑血管介入技术等临床知识引入CT影像领域，详细论述了心脏电-机械耦联与冠状动脉CT成像最佳时间窗的关系，提出了Flash模式的高心率、房颤患者的心脏扫描方法，心脏与头颈血管一站式扫描方法，双能量扫描检测脑出血斑点征方法等，系统阐述了炫速双源CT在心脏和脑血管成像方面的临床应用。
本书编写过程中，有幸能够邀请国内著名专家章士正教授、吕滨教授担任主审并执笔赐稿，在此表示衷心感谢。所有编者在编写过程中倾注大量心血，并提供了宝贵的病例与图片，在此表示诚挚的谢意。中华医学会放射学分会副主任李坤成教授在百忙之中为本书作序,表示特别感谢。
炫速双源CT是一种新型CT，由于我们应用经验不足，水平有限，书中缺点和疏漏在所难免，恳请各位专家、同道批评指正。内蒙古包头市中心医院内蒙古脑血管病研究所刘国荣 教授2013年6月8日Table of Contents第一章 多层螺旋CT成像在心脏检查中的应用简史 第一节 CT发展历程概述第二节 后64排CT的设备特点和优势第二章 双源CT的基本结构及炫速双源CT的优势 第一节 双源CT的基本结构及基本特点第二节 炫速双源CT的特点及优势参考文献第三章 炫速双源CT对比剂的应用 第一节 对比剂特性和CTA不良反应处理第二节 心脏CTA室设备第三节 炫速双源CT对比剂的临床应用参考文献第四章 炫速双源CT心脏成像技术 第一节 炫速双源CT心脏扫描技术第二节 心脏电生理基本知识在炫速双源心脏CTA中的应用第三节 电-机械耦联与扫描最佳时间窗第四节 心脏成像的图像质量控制第五节 降低心脏CT检查辐射剂量的技术和措施第六节 CT图像后处理第七节 影像系统处理平台“Syngo.via”参考文献第五章 心脏CTA读片与报告书写的系统方法 第一节 心脏冠脉CTA读片对医生的要求第二节 冠状动脉CT读片和分析方法第三节 心脏CTA的报告书写第六章 选择性冠状动脉造影术与心脏CTA 第一节 冠状动脉造影术器械和操作步骤第二节 冠状动脉造影体位的选择参考文献第七章 正常心血管CT影像解剖 第一节 心脏大血管的横轴位CT影像解剖第二节 心脏大血管的短轴位CT影像解剖第三节 心脏大血管的长轴位CT影像解剖第四节 冠状动脉的CT影像解剖参考文献第八章 冠状动脉疾病的炫速双源CT诊断 第一节 冠状动脉变异第二节 冠状动脉钙化第三节 冠状动脉狭窄的评价第四节 冠状动脉支架置入术后的评价第五节 冠状动脉旁路移植术后的评价参考文献第九章 炫速双源CT心功能评价 一、 传统多层螺旋CT评价心功能的原理及局限性二、 炫速双源CT评价心功能的优势三、 炫速双源CT评价心功能的操作步骤四、 心功能评价指标参考文献第十章 炫速双源CT心肌灌注成像与心肌活性评价 第一节 动态增强CT心肌灌注第二节 双能量CT心肌灌注参考文献第十一章 结构性心脏病的炫速双源CT诊断 第一节 先天性心脏病第二节 心脏瓣膜病第三节 心 肌 病参考文献第十二章 心脏冠状动脉多排螺旋CT临床应用专家共识解读 一、 冠状动脉CT应用基本要求二、 心脏冠状动脉CT扫描技术操作要求三、 读片和报告书写内容四、 心脏冠脉CT检查的适应证和禁忌证五、 临床应用价值和限度六、 卫生经济学评价第十三章 脑血管正常解剖 第一节 脑血管系统解剖第二节 头颈部血管的CT断层解剖参考文献第十四章 脑血管CTA与MRA、DSA的比较 一、 脑血管DSA二、 脑血管MRA三、 脑血管CTA四、 小结参考文献第十五章 炫速双源CT头颈部CTA成像技术 第一节 炫速双源CT头颈部血管扫描技术第二节 头颈部CTA重建方法及报告书写第十六章 头颈部CTA的临床应用 第一节 脑血管变异第二节 脑血管狭窄第三节 动 脉 瘤第四节 脑动静脉畸形第五节 烟 雾 病参考文献第十七章 脑血管介入治疗的CTA评价 第一节 缺血性脑血管病介入治疗的评价第二节 出血性脑血管病介入治疗的评价第三节 双能量虚拟平扫对脑血管病介入术后脑出血的评价参考文献第十八章 脑出血CTA斑点征的应用 一、 CTA斑点征的基本知识二、 CT诊断CTA斑点征的诊断标准三、 临床应用实例参考文献第十九章 炫速双源CT全脑灌注的应用 第一节 脑CT灌注成像原理第二节 CT灌注成像在缺血性脑血管病中的应用参考文献第二十章 Flash模式心脏与头颈血管联合扫描的应用 一、 联合扫描的可行性二、 优缺点评价三、 扫描方法四、 临床应用实例参考文献第一章 多层螺旋CT成像在心脏检查中的应用简史第一节 CT发展历程概述
20世纪70年代刚刚发明CT并获得临床应用，发明人英国利物浦大学物理系Godfrey H. Hounsfield教授和Allan M. Cormack教授因此于1979年获得诺贝尔生理和医学奖。但是，那时候的CT设备成像能力不够，主要表现在成像时间长，一幅图像需要采集数分钟，重建一幅图像也需要数分钟，且扫描孔径小，仅实现了头颅成像（人类第一张CT图像），图像质量几乎无法诊断。直到20世纪80年代初，CT设备才真正用于临床对头颅、胸部和腹部的扫描成像，我国于1985年由卫生部北京医院率先引进我国第一台CT成像设备。
Hounsfield教授在诺贝尔奖颁奖感言和随后发表的文章中说：何时实现CT对心脏和冠状动脉的成像，才真正标志着CT临床应用的成功。但是，直到1995年才开始有两排螺旋CT（以色列ELSCINT公司的CT-Mx Twin）冠状动脉钙化扫描的报道（Shemesh等，Radiology，1995，197：779-783）。1998年迈入真正的多排螺旋CT（Multi-detector row spiral CT，MDCT）时代，刚开始还有人称为多层螺旋CT（Multi-slice spiral CT，MSCT），因为“层”与“排”有部分混淆，前者指完成一周扫描获得多少层图像，后者指设备硬件的探测器阵列数，最多一排探测器出两层图像。
4排探测器MDCT行心电门控心脏冠状动脉血管成像，最早由Ohnesorge等（Radiology，2000，217：564-571）和Achenbach等报道（Circulation，2000，102：2823-2828）。16排探测器MDCT行心电门控冠状动脉血管成像，最早由Ropers等报道（Circulation，2003，107：664-666）。2004年投入临床应用的64排MDCT，真正标志着心脏冠状动脉血管成像时代的到来，因为宽体探测器和亚毫米的扫描，使扫描采集时间明显缩短、对比剂的用量、辐射剂量等明显减少、同时受呼吸和心律不齐影响的图像质量明显提升。来自西门子公司的CT主要研发专家Flohr博士率先报道了64排MDCT的设备性能（Rofo，2004，176：1803-1810），而Hamon等采用荟萃分析，较早报道了16排和64排MDCT冠状动脉CTA的临床应用情况（Radiology，2007，245：720-731）。
在2004年以后接下来的2~3年内，CT设备突飞猛进，特别是世界主要CT生产厂家分别向不同研发方向前进，形成了竞争激烈的所谓“后64排CT”时代。64排MDCT虽然实现了临床对冠状动脉的成像，且获得广泛推广应用，也得到认可。但是，其成像能力的诸多不足，导致了各个厂家向不同方向研发。如通用电气（GE）公司通过改进探测器材料和球管的瞬间能量切换，向提高图像组织分辨率及能谱成像方向发展。西门子公司为了提高对冠状动脉成像的时间分辨率，采用双球管、双探测器（双源CT）技术，实现了业界最快的时间分辨率（目前是75毫秒）。飞利浦和东芝公司，均增加了探测器宽度，分别达到128排和320排，在某些患者能够实现1~2次采集完成全部心脏的扫描。
在MDCT时代到来之前，20世纪80年代，电子束CT（electron beam CT，EBCT）是一大亮点，因为它最早实现了人类对自身冠状动脉的CT成像，由发明人美国斯坦福大学物理学教授Douglas P. Boyd最先于1983年报道（Proc IEEE，1983，71：298-307）。但是，直到1995年之前，EBCT的临床应用局限于冠状动脉钙化扫描，以及少量的心脏电影扫描，用于心功能分析的临床应用。EBCT冠状动脉血管成像（CT angiography，CTA），最早由Moshage于1995年报道，这是人类使用CT技术最早实现冠状动脉血管造影和三维重建的临床应用（Radiology，1995，196：707-714）。国内中国医学科学院阜外医院的戴汝平教授率领学生吕滨等于1995年同期开展这项临床工作，并于1998年完成国内冠状动脉CTA和三维重建领域的第一部博士论文，多篇论文在美国发表（Acad Radiol，1998，5：863-867；J Cardiovas Surg，2000，41：659-668；Acad Radiol，2000， 7： 927-933；Angiology，2000，51：895-904；J Comput Assist Tomogr，2000，24：663-670；Invest Radiol，2001，36： 250-256等）。EBCT冠状动脉血管成像于1999年正式获得美国食品药品管理局（FDA）的认可通过，标志着冠状动脉CT血管造影（coronary CT angiography，CCTA）首次正式获得临床应用的许可。以下就CT设备的一般发展历程，简单作一介绍：一、 非螺旋CT
非螺旋CT主要应用于20世纪80年代和90年代（1995年之前）。其主要特征是采用往复式旋转的扫描方式，其技术进展特点是扫描机架的运动方式。随着扫描速度提升，临床应用从单一的头部检查拓展到体部检查。根据发展时序和结构性能，大致被分为四代（表1-1-1）。表1-1-1 第一至四代非螺旋CT的主要性能参数二、 电子束CT
1983年由美国Douglas Boyd博士开发，主要用于心血管疾病影像诊断的一种特殊类型的CT。由电子枪、偏转线圈和聚焦线圈以及机架下部真空腔体内的四组静止弧形钨靶环取代X线管，以电子束扫描技术替代X线管的机械运动。扫描时，电子枪发射电子束，在电场作用下加速，经聚焦线圈聚焦，偏转线圈使电子束瞬时偏转，分别轰击其中一个钨靶，产生210°旋转的扇形X线束（图1-1-1）。电子束CT采用两排探测器环，探测器阵列位于机架上部，与阳极靶环同心，整个扫描序列中电子束扫描的靶环方式及采用探测器排数的不同组合形成单层或多层的容积、电影或血流等多种扫描模式。图1-1-1 电子束CT结构示意图三、 单排螺旋CT
螺旋CT与非螺旋CT的最大区别是采用了滑环馈电技术。扫描期间，扫描机架（X线管-探测器系统）环绕人体作单向连续360°旋转，同时检查床纵向稳速移动。X线管焦点围绕受检者旋转的运行轨迹类似螺旋状，因此得名。其优点是单位时间内扫描速度提高，整个器官或一个部位可在一次屏息下完成扫描，无层与层之间的停顿，避免遗漏病灶，图像的运动伪影也相应减少。
1989年，滑环技术基础上的单层螺旋CT（single-slice CT，SSCT）问世。SSCT机架旋转速度突破了亚秒扫描能力，最快达到0.75s/360°，虽然扫描一周依然仅获取一层断面图像，但提高了容积扫描速度和连续扫描的能力。四、 多排螺旋CT
1992年，以色列ELSCINT公司的CT-Mx Twin首次将双排探测器应用于常规CT，并采用双数据采集系统采样，X线管旋转一圈可同时产生两层图像，称为双螺旋CT，是最早的多排CT雏形。1998年出现了4排螺旋CT，X线管旋转一圈0.5秒，同时产生四层图像。自此CT技术正式进入了多排螺旋CT（MDCT）的飞速发展阶段，2001年16排MDCT研制成功，机架旋转360°获取16幅0.75mm层厚图像，实现了亚毫米多层扫描；2004年，64排MDCT的出现标志着多排螺旋CT技术进入成熟期。五、 双源CT
2006年，西门子公司推出双源CT（dual-source CT， DSCT），极大地提高了图像时间分辨率，使CT能够用于较快心率（90次/分以下）患者的冠状动脉成像。该系统由两套球管和探测器组合，互成90°，一大一小，大者重建圆径（FOV）50cm，小者FOV 26cm。两组40排探测器，中间32排厚度为0.6mm，而剩余的8排为1.2mm，因此纵向宽度为28.8mm。机架旋转速度为0.33秒/圈，时间分辨率最快83毫秒。该设备的详细性能和优势，将在后面的章节详细讲述。第二节 后64排CT的设备特点和优势一、 东芝公司的320排CT
2007年东芝公司推出了320排CT（Aquilion ONE），亦称为动态容积CT。其超宽体探测器（16cm）可以覆盖心脏、脑、肝脏等整个器官，旋转一次即可一次性同步完成整个器官的容积数据采集。其心血管扫描模式具有以下特点：（一）钙化积分扫描
采用前瞻性ECG触发，只需一次曝光，在患者进行呼吸训练后自动选择曝光点，扫描数据能够重建同一个心电时相的图像。（二）全心容积成像
前瞻性心电触发轴扫方式的心脏CTA，小于65次/分的心率采用单扇区采集，在心动周期的预定期相进行一次脉冲式曝光（350ms/360°），即可完成全心容积采集，减少心率波动和床面快速移动等因素对成像质量的影响。（三）心脏（冠脉）4D-CTA与心功能分析
沿着对比剂时间-密度曲线的时间轴，采用ECG前瞻触发方式，在若干个心动周期完成数据采集，可用于观察心脏的血流动力学改变和心肌灌注研究。也可采用多个扫描序列，每个序列执行不同间隔时间的脉冲式曝光或连续曝光；可在心脏/冠脉的对比剂增强峰值的心动周期采用全剂量连续采集，获得CTA或心功能分析影像，而其他时间采用低剂量脉冲式采集，还可调整采集间隔的心动周期来改变成像的时间分辨率，优化患者的辐射剂量。（四）前瞻性ECG触发的大范围CTA容积扫描
采取ECG触发方式的分步曝光多组容积扫描。系统可根据扫描范围自动调节容积扫描次数，使受检者接受最少的曝光量。扫描结束后，多组容积数据被自动整合在一起。（五）临床应用优势
对于心率较慢的患者（<60次/分）一次旋转采集完成全部冠状动脉成像，完全消除心律不齐的影响。心功能、心肌灌注和主动脉等大范围成像有优势。二、 飞利浦公司的128排CT
飞利浦公司于2007年推出新一代产品Brilliance iCT，亦称极速CT。其心血管扫描模式具有以下特点：（一）回顾性心电门控螺旋扫描
宽探测器（8cm）、大螺距连续扫描，辐射剂量较低。心率≤60次/分，选用机架转速330毫秒，其他心率常规采用270毫秒机架转速；心率<70次/分，选择0.18螺距，心率>70次/分，选择0.16螺距。采用ECG管电流调制可减少部分无效辐射。（二）前瞻性心电门控触发轴扫
连续两次脉冲式曝光的容积扫描即可完成全心容积采集。系统可根据预设扫描范围，自动调整探测器组合。扫描时间窗范围240°和480°两种，前者重建时相不可回顾性调整，后者允许在±5%范围微调。这种扫描模式对心率要求较高，厂家介绍极限心率是95次/分。智能曝光控制功能在扫描期间监测心率，发现异常R波，实时自动调节曝光脉冲时相，改善心律不齐情况下冠脉成像质量。（三）心电门控胸腹部联合扫描
一次注射对比剂，一个心电门控扫描序列（机架转速330毫秒，准直宽度0.625mm×128，螺距0.27）进行多部位成像，同时完成主动脉CTA、冠脉CTA、肺动脉CTA及腹部盆腔血管检查，时间大约11秒。心电门控采集方式有助于减少主动脉根部、主肺动脉及冠脉的运动伪影。（四）临床应用优势
该款CT设备既兼顾了机架旋转速度，同时又提高了探测器宽度，使其成像能力有较大提升。三、 西门子公司的第二代双源CT（Flash）
2008年西门子推出了第二代双源CT（Somatom Definition Flash），亦称为炫速双源CT，采用前瞻性心电触发的大螺距螺旋采集模式，使扫描速度大幅提高，辐射剂量大幅降低。其心血管扫描模式具有以下特点：（一）Flash spiral扫描模式
前瞻性ECG触发、大螺距的螺旋扫描模式，可在一个心动周期内完成全心容积扫描，最大螺距3.2，最快床速43cm/s，心脏扫描每圈进床>12cm，实际扫描时间（260±40）毫秒，有效辐射剂量小于1mSv。胸痛三联征扫描亦仅需0.7~0.8秒。为了减少运动伪影，Flash spiral技术需要在心脏搏动相对较慢，左心室容积变化较小的时相完成全心的容积扫描，因此要求受检者的心率较慢，一般要求<65次/分。（二）4D降噪技术
4D降噪技术可大幅降低容积灌注扫描的辐射剂量，并将图像质量保持在正常水平。其原理是扫描过程采用低kV扫描，图像重建时将采集到的图像信息自动分为两类，一类为变化信息，如血管中变化的对比剂浓度；另一类为相对静止不变的信息，如骨性结构等。对静止不变的信息通过累加加权来提高信噪比，而对变化信息则根据时间进行编码分析。这样在降低剂量的同时，可以保证采集到诊断所需的全部图像信息。（三）选择性能谱纯化技术
选择性能谱纯化技术是针对双能量扫描研发的，在高能射线束上设置选择性能谱过滤装置（能量栅），滤除高能射线能谱中的无效的低能射线，使能谱纯化。能量栅吸收了高能射线束中的低能成分，减少两组射线束能谱的重叠，提高能量敏感性，提高图像质量，同时降低辐射剂量，实现常规辐射剂量下的双能量成像。（四）临床应用优势
时间分辨率的提高，加快了临床检查流程，减少了患者因心率快需要等待降心率的时间。同时，图像质量提高，因为运动伪影导致的不可读的血管（或冠脉节段）减少。四、 通用电气公司的“宝石”能谱CT
继2007年GE公司推出第一代宝石能谱CT（Discovery CT 750 HD）后，2011年又推出了新一代心脏宝石能谱CT（FREEdom Edition），使其实现了心脏能谱成像。宝石CT进行了探测器材料的革新，其主要革新元素包括动态变焦球管、宝石探测器、数据采集系统和重建算法。（一）宝石探测器
宝石探测器材料选用分子结构稳定的宝石并添加稀土元素，其突出特点如下：
1. 对X线响应速度快，初始速度（X线转换为可见光的速度）加快150倍，清空速度（余辉效应）加快10倍，同时也是瞬时双能采集的硬件基础。
2. 宝石纯度高，通透性强，光电转换率高。
3. 硬度高，降低辐射损伤，提高稳定性，延长使用寿命。（二）心脏成像
在冠脉CTA成像中，宝石探测器与自适应迭代重建（ASIR）技术的结合使空间分辨力和密度分辨力大大提升，可有效降低血管内支架和钙化斑块导致的晕影效应和部分容积效应的影响，提高3mm以下支架腔内结构的可视率，有利于分辨斑块类型，提高冠脉狭窄程度评价的准确性。
为了解决冠状动脉运动问题，新一代FREEdom Edition宝石能谱CT采用冠脉运动追踪冻结技术（SnapShot Freeze，SSF），或称为运动校正算法（Motion correction algorithm）软件来进一步减少图像的运动伪影，提高设备的时间分辨率。第一篇文章由加拿大学者Leipsic发表在美国心血管CT学会杂志上（JCCT，2012，6：164-171）。该文章报道，使用SSF后，文献报道冠状动脉节段的可分析比率由88%升高到97%，诊断准确率则由78%提高到91%，显然这是技术上的重要进步。（三）心脏能谱成像
能谱成像技术的原理是单源瞬时同向双能采集和数据空间能谱解析技术。通过瞬时同向双能切换获取被扫描容积的两套不同的衰减数据，然后在原始扫描数据基础上进行能量分析，实现40~140keV范围内任意能量点单能谱图像提取，使多谱CT成像变成101个单能谱成像，实现了物质分离。一次扫描同时获取80kV和140kV图像集、单能谱图像（keV）及基物质（水、碘、钙等）图像。低电压图像时软组织显示较好，高电压的单光子成像可以降低硬化伪影的影响。能谱成像使CT影像诊断可以不完全依赖解剖信息，而是利用不同物质的不同衰减的性质，通过观察单能谱下物质的特征吸收曲线进行病灶组织的定性，其应用研究已经成为热点课题。（四）临床应用优势
在心脏成像方面，带来的好处主要包括以下内容：
1. 减少硬线束伪影影响。
2. 同等剂量成像条件下，提高图像的对比噪音比（CNR）。
3. 在低keV成像条件下，提高图像对比度；在高keV条件下，减少钙化伪影的干扰。
4. 利用单能谱碘成像技术，去除冠状动脉管壁上的钙化。
5. 心肌灌注成像成为可能，能够初步量化心肌灌注，发现心肌缺血病变。（吕滨）第二章 双源CT的基本结构及炫速双源CT的优势第一节 双源CT的基本结构及基本特点一、 双源CT的基本结构
2005年西门子公司推出了第一代双源CT Definition（Dual Source Computed Tomography，DSCT）。Definition由两个互成90°角的X线球管和两组互成90°角的探测器构成（图2-1-1）。一套探测器覆盖整个完整的扫描野（直径为50cm），而另一套探测器因受机架空间的限制，仅能覆盖中心视野（直径为26cm）。每一组探测器包括40排探测器，中央的32排准直宽度为0.6mm，而两边的8排探测器准直宽度为1.2mm，每一组探测器纵向覆盖的等中心宽度为28.8mm，可实现组合为32mm×0.6mm和24mm×1.2mm的结构。利用64层CT的Z轴飞焦点技术，2个连续以0.6mm准直宽度获取32层数据，组合成等中心取样厚度为0.3mm的64层投影，以这种方式每次旋转每组探测器，可获得层厚为0.6mm的重叠64层图像。机架转速为0.33秒/圈，时间分辨率为83毫秒，空间分辨率为0.33mm。两套X线系统由STRATON球管与一体化高压发生器组成，能够同时进行标准的螺旋扫描或序列扫描，最大功率都是80kW，从而DSCT系统提供最高达160kW的高能储备。另外，每个球管的kV都可以单独设置为80kV、100kV、120kV和140kV，实现双能量数据的采集。图2-1-1 双源CT的基本结构二、 双源CT的基本特点
双源CT进入临床以来，广泛应用于临床各个领域，特别是在心脏成像、低剂量扫描、双能量及小儿成像方面具有独特的优势。（一）心脏扫描
时间分辨率是冠脉成像中最具决定性的参数。提高时间分辨率的一种方法是“多扇区”重建，由多个心动周期叠加来缩短成像时间窗，但是由于扫描时间长，不同心动周期叠加错位导致空间分辨率明显下降（图2-1-2），而且射线剂量大大增加。
另一种方法，就是通过提高机架的旋转速度来提高时间分辨率，但增加转速就要解决机械离心力增加的问题：要获得不依赖心率的、单扇区小于100毫秒的时间分辨率，就必须使得机架的旋转时间小于0.2秒，而此时的机械离心力高达75G以上，超过了当今机械制造能够实现的水平。双源CT的设计将时间分辨率提高为83毫秒，基本扫描重建模式是单扇区重建，心脏图像质量进一步提高（图2-1-3），支持高心率和不规则心律的心脏扫描，这是双源CT与单源CT最主要的不同。图2-1-2 多扇区重建，不同心动周期图像错位叠加导致图像质量下降图2-1-3 双源CT与单源CT心脏成像的比较A、C.单源CT心脏成像及心电门控模式图。传统的64层螺旋CT最快机架旋转时间为330毫秒，单扇区的时间分辨率为165毫秒，心脏采集时间较长，需多扇区重建易使不同心动周期叠加错位导致空间分辨率下降，心脏扫描受心率、呼吸的影响较大，图像质量下降。B、D.为双源CT心脏成像及心电门控模式图。双源CT时间分辨率进一步提高，第一代双源CT为83毫秒，炫速双源CT 为75毫秒，心脏采集时间较短，基本扫描重建模式是单扇区重建，心脏扫描受心率、呼吸的影响较小，图像质量进一步提高（二）能量方面的应用
不同成分的组织在不同的X射线能量照射下表现出的CT值不同：高密度物质衰减X线光子能量的主要方式是光电吸收效应，与X线光子的能量相关，其CT值随X线能量的变化有明显变化；而软组织衰减X线光子能量的主要方式是康普顿散射效应，与入射X线的能量关系不大，其CT值随X线能量的变化不明显。通过分析不同能量的X线下组织相对应的CT值变化，能够区分不同成分的组织。
DSCT双能量成像是一次扫描中球管A和球管B分别以140kV和80 kV的管电压产生射线，经受检者衰减后，分别被相应探测器A和B接收，再经各自对应的数据采集装置采集转换后，获得两组独立原始影像数据，根据不同组织对不同能级X线的吸收系数不同，区分不同成分的组织。基于双能量扫描的数据，DSCT提供了十种双能量临床应用，包括双能量CTA自动去骨、双能量虚拟平扫成像、双能量肺灌注成像、双能量心肌灌注成像、双能量肌腱韧带成像、双能量结石成分分析、双能量痛风分析、双能量鉴别新旧出血灶等。第二节 炫速双源CT的特点及优势
2009年，第二代双源CT（SOMATOM Definition Flash）应用于临床（图2-2-1）。炫速双源CT时间分辨率进一步提高为75毫秒，扫描速度为45cm/s，实现了前瞻性大螺距扫描单个心动周期心脏成像。它基于原始数据直接进行的迭代重建算法，使信噪比大大增加，进而大幅度地降低辐射剂量。在传统优势双能量技术的基础上，纯化了能谱，适应证进一步拓宽，临床应用更为广泛。一、 炫速双源CT的特点图2-2-1 炫速双源CT
炫速双源CT机架内装有两套X球管和两套对应的128层探测器系统，这两套采集系统安装在机架内相同扫描平面上（同一滑环上），互成94°角位置（第一代双源CT为90°角）。探测器覆盖范围进一步增宽：探测器A覆盖了整个扫描野，直径为50cm，探测器B的扫描野为33cm（Definition为26cm），获得合适的焦点与探测器的距离，机架的设计更为紧凑。每组探测器各有128个采集通道，准直宽度是0.6mm。在机架等中心处，两组探测器的Z轴覆盖范围进一步增宽为38.4mm（Definition为28.8mm）。通过对采集的信号数据的正确组合，两组探测器都可以实现128×0.6mm或64×1.2mm的扫描。通过Z轴飞焦点技术，64排0.6mm准直宽度的探测器能够几乎是同时读取128层的投影数据，采样数据的空间间隔是等中心的0.3mm。通过上述技术，炫速双源CT机架旋转一周每组探测器都能获取相互重叠的128层0.6mm的图像数据。机架旋转速度达0.28秒/圈，时间分辨率提高为75毫秒，空间分辨率为0.17mm，扫描速度45cm/s，实现了前瞻性大螺距扫描1/4秒单个心动周期心脏成像。
两套X线系统由STRATON球管与一体化高压发生器组成，能够同时进行标准的螺旋扫描或序列扫描，最大功率都是100kW，从而双源CT系统提供最高达200kW的高能储备。另外，由于每一个球管的kV都可以单独设置为70kV、80kV、100kV、120 kV和140kV，以及Sn140kV（应用纯谱双能技术），实现双能量的扫描，从而获得能量的扫描数据。二、 炫速双源CT的优势（一）增加时间分辨率
炫速双源CT机架上互成94°角安装的两个球管/探测器系统，采集一层图像数据只需要旋转94°，所需时间约是单源螺旋CT的一半。机架旋转一圈的时间为0.28秒，因此系统的时间分辨率约为旋转时间的1/4即75毫秒（图2-2-2），不需要进行多扇区重建，进一步提高了冠状动脉成像的图像质量，在高心率的情况下可以常规应用前瞻性序列扫描。（二）增加容积覆盖范围图2-2-2 双源CT的时间分辨率，旋转时间/4 =75毫秒
加宽探测器是增加容积覆盖范围的一个解决方法。探测器宽度达到一个心脏长度，就可以在一次心跳周期内和不动床的情况下完成对整个心脏的扫描。但是事实上，由于现在超宽探测器CT的时间分辨率没有得到提高和低对比度分辨率的下降，使得心脏扫描依然受限于心率和心律，仍然需要服用β受体阻滞剂控制心率，同时图像质量并没有得到改善，并且我们所期待的心肌灌注评估也因为受限的时间分辨率不能应对负荷心脏的快心率成为遗憾。另外，使用宽探测器CT时，要想在获得与64层CT相同的各向同性的空间分辨率的同时保证图像具有足够的信噪比，就必须明显地加大射线剂量，而这将会造成医学伦理学方面的问题。所以既要避免宽探测器造成的不可逾越的问题，又要增加扫描的容积覆盖，那么就要突破固有的一味增加探测器宽度的局限思维，利用双源双球管信息互补和四维螺旋扫描技术，将真正的容积覆盖范围加大到48cm（图2-2-3），可以完成大范围的全身各部位的全器官灌注和血管四维成像。就心脏而言，炫速双源CT高时间分辨率能够对负荷状态下的高心率心脏成像，并凭借它Shuttle Model的扫描模式，可以覆盖整个心脏的范围，从而完成真正的、负荷状态下的、具有时间-密度曲线的心肌灌注成像。图2-2-3 Shuttle Model的动态扫描模式（三）低剂量扫描
炫速双源CT在较低心率患者应用Flash大螺距扫描模式，冠脉检查的辐射剂量可以控制在1mSv以内。前瞻性序列扫描剂量可以控制在1.2~4.3mSv。如果需要，前瞻性扫描可以设置智能扩展触发时相，在低剂量成像的同时，可以完成心功能的评估。另外，基于原始数据的迭代重建技术（SAFIRE技术）（见第四章 第五节）可以双重消除噪声和伪影，大大地增加图像信噪比，因而可以大幅地降低辐射剂量（图2-2-4）。（四）组织分辨能力的拓展图2-2-4 SAFIRE技术，直接原始数据迭代重建技术
密度分辨率是传统CT成像的基本出发点，密度对比是其分辨组织结构的依据。对于密度相同或相似的组织，传统的方式是引入阳性或阴性对比剂，使之产生密度对比。而目前能量成像已经成为一种新的可以分辨组织CT成像手段。研究表明，单源双能通过切换电压可以很容易的实现，但是因为快速切换导致两种电压能量的不纯，影响分辨组织的客观性，因此致力于研究更纯的双能量成像（图2-2-5）。图2-2-5 双能量技术发展史（五）大螺距扫描模式
双源设计成就了一种全新的大螺距扫描模式（图2-2-6），螺距可以达到3.4，扫描速度达到45cm/s。这种扫描方式让冠脉成像可以在1/4个心动周期内完成（0.25秒左右），全胸扫描0.6秒内完成，全身扫描4秒内完成，扫描速度快到成像对呼吸运动不敏感，所以不能屏气的成人和不配合的小儿都可以不受呼吸限制，成功地完成检查。图2-2-6 Flash大螺距扫描心脏（六）双能量能谱纯化技术
炫速双源CT采用能谱纯化技术（spectrum photon shield，SPS）来有效降低成像的剂量（图2-2-7）。为了得到更加纯化的能量，在高能球管上设置了Sn能量滤过器，应用能谱纯化技术，使高、低两个能量谱几乎没有重叠，真正实现了纯谱能量。此外，为了使两个能量获取的图像噪声和剂量一致，灵活调节每个球管的管电流是必要的，通常来说球管电压在140kV和80kV下球管电流的最优比例大约是1:4；两个独立的探测器呈94°角，各自独立地接受不同能量的X线光子，得到的能量信息也互不受干扰。用纯谱能量扫描得到的数据，可以客观准确地应用在图像显示、定量和协助定性的多个方面，譬如像头颈、体部的血管造影直接去骨，肺栓塞和肺血流灌注一次完成，肾结石分析，痛风结节检测等多种应用已经成为常规；能谱成像帮助显示、分析实质脏器的早期病灶，协助对肿瘤进行定性诊断；在心脏成像方面，则可以一次双能量扫描，得到冠脉的形态细节和心肌的首过血流灌注影像，一站式完成形态和功能学的结合。双能量的临床应用已经由第一代双源CT的FDA认证的10项检查拓展为14项检查（图2-2-8）。三、 炫速双源CT与第一代双源CT参数对比
炫速双源CT与第一代双源CT参数对比见表2-2-1。图2-2-7 能谱纯化技术图2-2-8 双能量技术的临床应用表2-2-1 炫速双源CT与第一代双源CT参数对比续表（李立刚）参考文献
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对比剂（contrast medium）是为增强影像效果，通过注射或口服等途径引入到人体组织或器官，借此改变机体局部组织影像对比度的化学制品，也称为“造影剂”。
碘对比剂分类：目前临床应用的含碘对比剂的基本结构是含三个碘的苯环，根据苯环的个数分别为单体和双聚体；按照是否在溶液中电离出离子分为离子型和非离子型；按照渗透压分为高渗、相对低渗和等渗对比剂。碘对比剂的发展经历了从离子型到非离子型，从高渗到相对低渗甚至等渗的过程。第一代高渗对比剂为离子型单体，其渗透压比血浆渗透压高5~7倍；第二代相对低渗对比剂包括非离子型单体和离子型二聚体，其渗透压与高渗对比剂相比已明显降低，但仍是血浆渗透压的2倍左右；第三代等渗对比剂为非离子型二聚体，其渗透压与血浆渗透压相等。高渗对比剂由于不良反应，已很少使用。常用含碘对比剂的分类和理化性质详见表3-1-1。表3-1-1 常用含碘对比剂的分类和理化性质续表二、 对比剂的禁忌证
中华医学会放射学分会《对比剂使用指南》指出：
1．使用碘对比剂的绝对禁忌证
明确严重甲状腺功能亢进表现的患者。
2．应慎用碘对比剂的情况（1）肺及心脏疾病：肺动脉高压、支气管哮喘、心力衰竭。（2）分泌儿茶酚胺肿瘤的患者。（3）妊娠和哺乳期妇女。（4）骨髓瘤和副球蛋白血症。（5）重症肌无力。（6）高胱氨酸尿。
参考产品说明书及其他文献，对比剂使用还应避免以下情况：
1．有严重对比剂过敏史者。
2．严重肝肾功能不全者。三、 使用碘对比剂前的准备工作（一）碘过敏试验
1991年《Radiology》杂志上发表的一篇涉及33万患者的大规模调查研究显示，碘过敏试验没有预测不良反应的价值。《临床用药须知》也将碘过敏试验内容删除。中华医学会放射学分会《对比剂使用指南》及冠心病介入诊疗对比剂应用专家共识组《冠心病介入诊疗对比剂应用专家共识》也不建议在注射对比剂前进行碘过敏试验。但为安全起见，部分医院仍在进行碘过敏试验。（二）签署知情同意书
使用碘对比剂前，建议与患者或其监护人签署《碘对比剂使用患者知情同意书》。
中华医学会放射学分会《碘对比剂使用指南》中建议的《碘对比剂使用患者知情同意书》内容包括：
1．既往无使用碘剂发生不良反应的病史。
2．无甲状腺功能亢进、严重肾功能不全、哮喘病史。
3．使用碘对比剂，可能出现不同程度的不良反应。（1）轻度不良反应：咳嗽、喷嚏、一过性胸闷、结膜炎、鼻炎、恶心、全身发热、荨麻疹、瘙痒、血管神经性水肿等。（2）重度不良反应：喉头水肿、反射性心动过速、惊厥、震颤、抽搐、意识丧失、休克等，甚至死亡或其他不可预测的不良反应。（3）迟发性不良反应：注射碘对比剂1小时至1周内也可能出现各种迟发性不良反应，如恶心、呕吐、头痛、骨骼肌肉疼痛、发热等。
4．注射部位可能出现碘对比剂漏出，造成皮下组织肿胀、疼痛、麻木感，甚至溃烂、坏死等。
5．使用高压注射器时，存在注射针头脱落、局部血管破裂的潜在危险。
6．如果出现上述任何不良反应的症状，请及时与相关医师联系。
7．我已详细阅读以上告知内容，对医护人员的解释清楚和理解，经慎重考虑，同意做此项检查。
8．签署人包括患者或其监护人；监护人与患者关系；谈话医护人员。
9．签署时间。
不符合上述条件，又需要使用碘对比剂者，建议签署《患者使用碘对比剂知情同意书》时，在上述内容基础上增加针对该患者具体情况的相关条款。
住院患者的知情同意书应放入住院病历中，门诊患者由放射科保存。四、 CTA常见不良反应及处理
CTA不良事件主要包括以下三个方面：①药理毒性反应（如对比剂肾病、低血压等）；②超敏反应（急发型、迟发型）；③对比剂无关的不良事件（图3-1-1）。图3-1-1 CTA常见不良反应（一）对比剂肾病（CIN）
1．定义
对比剂肾病是指在排除其他原因的情况下，血管内途径应用对比剂后3天内肾功能与应用对比剂前相比明显降低。判断标准为血清肌酐升高至少44µmol/L（5 g/L）或超过基础值25%。
2．对比剂肾病高危因素（1）肾功能不全：血清肌酐水平升高，有慢性肾脏病史或肾小-2球滤过率（GFR）估算值<60ml（min·1.73m）；（2）糖尿病肾病；（3）血容量不足；（4）心力衰竭；（5）使用肾毒性药物，非甾体类药物和血管紧张素转换酶抑制剂类药物；（6）低蛋白血症、低血红蛋白血症；（7）高龄（年龄>70岁）；（8）低钾血症；（9）副球蛋白血症。
3．对比剂肾病的预防（1）给患者补充足够的液体水化。（2）停用肾毒性药物至少24小时再使用对比剂。（3）尽量选用不需要含碘对比剂的影像检查方法或可以提供足够诊断信息的非影像检查方法。（4）避免使用高渗对比剂及离子型对比剂。（5）如果确实需要使用碘对比剂，建议使用能达到诊断目的的
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]