ct|回望50年:全球CT技术变迁史( 四 )
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EBCT主要提升了时间分辨率,但是密度分辨率和空间分辨率都不足
超越心跳
就在排的战争愈演愈烈的时刻,西门子的科学家们发现,单纯增加探测器宽度并不能解决心脏成像的问题,因此需要从其他方面进行考虑 。
这个时候,1977年的一个“多源CT”的专利进入视野 。
多源CT系统由间隔排列的多个球管和多个探测器组成,这样的设计有助于提高时间分辨率 。
但是实际上,由于空间限制,探测器越多,每个探测器就越小,会导致每个探测器的扇角越小,而所有探测器扇角的重叠区域才是有效的成像区域,过小的有效成像区域并不具有太大的临床应用价值 。
出于提高时间分辨率的考虑,XY轴平面上间隔排列的双源是比较理想的发展方向 。
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Franke多源CT的专利(图片源自网络)
2002年开始研究双源CT项目,当然当时还不叫双源CT,代号是R2D2,意思是两个球管和两个探测器 。
巧合的是,这个名字和星球大战里小机器人的名字一样 。
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2002年11月的一张幻灯记录了双源CT思想的孕育和系统的最终参数 。“R2D2”这个代号,含义是2个X线管,2个探测器( 2 x-Ray tubes & 2 Detectors),与当时热映的《星球大战》电影小机器人名称一样 。
双源CT,听上去似乎是个很容易实现的概念:只需要集成第2个射线管,安装第2个探测器,一台双源扫描机就组装完毕了 。
但是在现实中,实施这一概念在技术层面对工程设计人员来说是一个巨大的挑战,因为在常规的单源CT系统中,扫描架的结构已经非常紧凑 。如果没有紧凑的STRATON X线管,双源CT根本不可能出现,至少在不改变设备结构且不大幅增加扫描机体积的前提下无法实现 。但是仅有射线管技术还不足以实现这一技术跨越 。
工程设计人员需要对几乎所有的部件进行优化,使之更为紧凑 。这包括整个冷却系统以及电子元件在扫描架中的排列方式 。开发更加强力和更加高效的部件,仅仅这样一个任务就将占用工程设计人员未来多年的时间 。
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世界上第一台双源CT:SOMATOM Definition,2005年
经过不懈的努力,2005年RSNA年会上,西门子展出了世界上第一台双源CT,SOMATOM Definition 。
第一代双源CT的时间分辨率达到了83ms,首次进入了100ms以内,这意味着,进行心脏CT成像将不需要控制心率 。
而两个球管和两个探测器的设计,使另一个CT成像领域——双能量成像成为临床的新选择 。
西门子成为唯一一家不再单纯追求更多排数探测器的CT制造商,转而开始全面关注新的双源技术,这一举措被视为颇具风险性 。
但是事实很快证明,冒这种风险完全值得:首台SOMATOM Definition安装后几周内,专家纷纷预测每年进行的约60万次导管检查很大一部分将被CT心脏成像所取代 。
临床研究也证实了这一技术的优势,特别是在心脏成像方面,而这也正是CT扫描最擅长的地方 。
基于此项成功技术和双源技术的经验,西门子于2009年推出新款设备——SOMATOM Definition Flash,该设备再次成为世界上最快的CT扫描机 。
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SOMATOM Definition Flash,2009年
来自心脏成像的例子生动说明了SOMATOM Definition Flash所带来的巨大进步 。
此前,要获得尽量少伪影的心脏细节图像,平均需要的剂量在8~30mSv之间 。而实现同样的目的,SOMATOM Definition Flash所需的剂量不足1 mSv 。
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