作者:医院王怡宁
西门子CT事业部李立刚整理
CT技术发展40年，在后处理方式、迭代重建、以及能量成像等方面都取得了长足的进步。但传统探测器的电子学噪声和探测器单元间“串扰”（cross-talk）等问题已经成为限制CT进一步提高图像诊断能力，降低辐射剂量的瓶颈。西门子的Stellar光子探测器，摒弃了探测器众多电子元件的设计，通过单一芯片将X光子直接转化为数字信号，去除了电子噪声和单元串扰，将CT成像能力推向新的高度。而这项技术也成为了新的临床科研热点。年2月中华放射学杂志刊登了一篇Stellar光子CT关于冠脉CTA成像研究的科研文献，医院王怡宁博士就低kV冠脉CTA成像的效果和辐射剂量进行了深入的研究。
高灵敏度探测器结合迭代重建在低管电压冠状动脉CT血管成像的价值
目的评估应用双源光子CT新型探测器对患者进行低管电压（80kV）冠状动脉CTA的应用价值。本研究通过应用装备新型整合回路探测器的第二代双源CT进行低管电压冠状动脉CTA检查，系统评估冠状动脉CTA低管电压技术的可行性及临床价值。
方法将例临床怀疑或已知冠心病的患者采用简单随机分组。分别以Flash双源CT普通探测器（A组）和双源光子CT新型探测器（B组）进行前瞻性心电触发序列扫描，A组管电压为kV，B组管电压为80kV。各组CT图像的辐射剂量[CT剂量容积指数（CTDIvol）和有效剂量（ED）]以及背景噪声绝对值、主动脉根部CT值、图像信噪比（SNR）、冠状动脉近段的对比噪声比（CNR）进行系统测量。由2名放射科医师采用双盲法对每例患者冠状动脉的图像质量进行4分法评估。应用独立样本t检验比较2组患者BMI和辐射剂量（CTDIvol和ED）。应用ANOVA单因素方差分析比较各组主动脉根部CT值、图像噪声、SNR和冠状动脉近段CNR。应用卡方检验比较2组冠状动脉平均分可评价节段数百分比。用Kappa分析评价不同观察者冠状动脉图像质量评分的一致性。
结果A组（kV）52例、B组（80kV）51例患者，使用80kV进行冠状动脉CTA检查时，CT容积剂量指数比kV条件下降低约36%，有效剂量降低了大约33%。80kV组图像SNR及冠状动脉近段CNR显著高于kV组（P值均＜0.01）。图像质量评分：两组差异无统计学意义（χ2=1.81,P＞0.05）。
结论在装备新型整合回路探测器的双源光子CT上应用80kV低管电压结合迭代重建进行冠状动脉CTA检查可以显著降低放射剂量，并获得可供临床评价的图像质量。
总结：随着多层螺旋CT的迅速发展，冠状动脉CTA检查成为筛查冠心病安全、可靠的首选技术之一。然而，冠状动脉CTA所伴随的高辐射剂量成为限制其进一步推广的关键问题之一。据美国食品与药品管理委员会网站上发表的美国心脏病委员会声明，认为10mSv的CT辐射剂量会使个CT检查过的患者中有1个患上恶性肿瘤[9]。因此，在保证图像质量前提下尽量减少患者所接受的辐射剂量就显得尤为重要。
目前最常用的降低辐射剂量的手段有：降低管电压、降低管电流、减少扫描长度、前瞻性心电智能触发扫描、大螺距扫描以及迭代重建算法等。有研究表明，辐射剂量与管电压呈指数相关，提示降低管电压是目前降低辐射剂量最有效的手段。传统CT降低管电压会使X线强度相应降低，使得图像背景噪声增加，这是因为常规探测器由于工作效率的限制，使得通过降低管电压实现低剂量冠状动脉CTA检查难以获得优质图像。由于探测器技术的飞速发展，特别是Stellar光子探测器的出现，将全部模数转换过程整合于单一晶片内，可以有效减低电子噪声干扰，从而保护了微弱信号的准确完整传输，一方面降低了图像噪声，另一方面消除了由于信号丢失及噪声造成的伪影，提高图像质量，从而能够明显提高低管电压时的图像质量。因此在Stellar光子双源CT上采用低kV进行冠状动脉CTA检查，在满足图像诊断需求的同时，可以显著减少放射剂量、提高图像信噪比与对比噪声比。
展望：随着SOMATOMForce开源CT逐渐展开的临床应用，使得超低剂量CT在心血管领域的研究将更加深入，带来了颠覆性的医学突破：
超低辐射、极少量对比剂即可完成冠脉CTA检查：常规70kV冠脉CTA成像，低电压扫描带来辐射剂量的大幅降低，最低只需要1次胸片检查的剂量；同时带来碘对比剂更高的衰减和高对比度，这意味着可以实现造影剂总量、浓度、注射速率的同时减少。因此，只需要20ml的对比剂即可完成CTA的检查，从而预防对比剂诱发的肾毒性，使得大量传统检查禁忌证的肾功能不全病患实现常规CT诊疗。会造福于数百万人。
突破性的医学进展的取得自然离不开CT影像链的技术突破和超越：
Vectron球管超强的高压发生器：通过2xkW高压发生器提供最强大的功率储备，使得Vectron球管可在低压（70-90kV）成像条件下管电流输出高达1,mA，实现常规低kV（特别是70kV）扫描全身成像。球管优异的功率储备能力允许在低电压扫描下保持理想的CNR，适用于成人和肥胖患者。
StellarInfinity全息光子探测器技术，去除光电二极管、电子元器件及有形电子线路，高度集成整合为微型探测器晶片；搭载抗散射3D准直滤线栅，全面消除xyz三个方向60%的散射线；进一步将探测器物理覆盖范围增加50%，DAS采集通道数量增加了50%；革命性的ADMIRE迭代处理器以每秒25亿次运算超级计算机前置并行处理方式处理数据，能够直接实时迭代成像。全新的探测器工程设计提高了空间分辨率（0.15毫米）和密度分辨率（2mm3HU
12.3mGy），同时降低90%的辐射剂量，真正实现了临床全息成像。王怡宁扫一扫下载订阅号助手，用手机发文章赞赏