CT创新捍卫“心”生命

MEDICALSOLUTIONS1/2007焦点CoverStory12005年11月底北美放射学年会（RSNA）期间，芝加哥城里出现了一些西门子的巨幅广告：一个大大的圆形轨道上同时有两个正在照射的光源，宛如运行在轨道上的两颗行星。看样子不过是实验室里最初期的那种设计草图，简单得没经过任何修饰就直接印刷张贴了，甚至连铅笔划过纸面的沙沙声似乎都隐约可闻。这正是西门子最新推出的双源CT系统SOMATOMDefinition，它给来芝加哥参加RSNA大会的人带来了一份惊喜。大繁若简！寥寥数笔描绘出的SOMATOMDefinition是融合了众CTCTCTCTCT创新捍卫“心”生命多尖端科技、精妙设想的CT领域的革命性力作。在疾病的CT诊断方面它带来了三大技术突破：将时间分辨率提高到83ms；使CT能在组织分辨率上有所作为；可以评价自然状态下的心功能。“双源CT（DSCT）是CT技术的第三次革命，”我国放射界专家张国桢教授说。DSCT的推出是西门子心脏CT取得的另一辉煌成就，在它的背后是西门子不断的努力和探索。从最初的单层扫描系统，到4层、6层、10层、16层、40层、64层，直至现在的双源CT，西门子始终引领着CT发展的潮流。MEDICALSOLUTIONS1/2007焦点CoverStory焦点CoverStoryMEDICALSOLUTIONS1/20072高效准确、省时省钱的心脏检查方法2003年，西门子在全球率先推出64层螺旋CT——SOMATOMSensation64，目前已在全球800多家临床中心和心脏病中心使用，并有多项临床研究对它进行评价。结果表明：心脏CT检查有可能成为继数字减影血管造影后用于心脏疾病特别是冠状动脉疾病诊断的又一个“金标准”。在冠状动脉CT血管造影(CCTA)作为一项成熟的检查应用于临床之前，心源性急性胸痛的患者在就诊时，如果心电图和心肌酶检查呈阳性，常就需要进一步检查，包括心导管插入。但是心肌酶检查在疼痛发生6小时之后才能达到诊断所需的敏感水平，而常规的心电图检查也有一定的局限性，因此许多病人是无法通过这两项检查早期确定病因的，对这部分病人来说，如何排除冠状动脉因素成为下一步诊察的重点。CCTA的重要意义就在于，无论心电图和心肌酶检查呈阳性或阴性，只要临床症状或体征疑似心源性急性胸痛，就可取代有创性的DSA首先进行无创准确的心血管筛查。另外，它在检查费用、总检查时间等方面也优于DSA，是一项患者更易于接受的检查。已进行的临床评估结果表明，CCTA对冠脉疾病的阴性预测值的临床符合率非常高。因此这种检查能够准确地排除胸痛患者的冠脉疾病因素。CCTA与DSA相比，它的优越性还体现在观察范围的扩大：第一，DSA仅能观察注有造影剂的血管，而CCTA不仅可观察血管腔内情况，还可对血管壁、血管周围进行观察；第二，DSA仅能观察造影侧的血管，CCTA不仅能同时观察左、右冠状动脉，还可观察冠状动脉起源以上大血管的情况、心脏的情况以及心脏周围肺、骨、纵隔的情况。因此，心脏CT有更大的观测范围、更丰富的图像细节，在提供更多的诊断信息方面大大超越了血管造影。美国南卡罗莱纳州立医科大学医院于2004年安装了西门子64层CT系统SOMATOMSensation64，成为美国首批安装该设备的医院之一。该院放射学副教授同时兼任医科大学CT研发部主管的Schoepf博士认为：“由于64层CT扫描仪具有更高的时间和空间分辨率，其后处理3D图像质量更高，诊断信息更丰富。”Schoepf博士曾经救治过一位因急性胸痛来就诊的22岁病人。这个病人有心脏病家族史，心电图有明显的心肌缺血迹象。但是这个病人的年龄使Schoepf怀疑病因是冠心病，因而对是否有必要进行有创检查持怀疑态度。在CT扫描后，显示该病人是先天性冠脉畸形，病人的主动脉根和肺动脉之间有一条异位动脉，病人心脏每次收缩都会挤压这条异位动脉，因而使心电图看起来像心脏病发作。Schoepf博士说，使用血管造影术诊断畸形病症非常困难，而CT扫描则能够提供更好的诊断结果，对病人来说的风险也很小。“它的确使我们‘大开眼界’，”Schoepf说，“我认为它几乎向每个人证明了心脏CT的特殊价值。”南卡罗莱纳医科大学医院还收治过另一个急性胸痛的66岁病人，经SOMATOMSensation64扫描确诊为动脉粥样硬化，狭窄度达到60%。扫描的另“64层扫描仪的图像后处理可提供更丰富的诊断信息。”——美国南卡罗莱纳医科大学医院放射医学副教授U.JosephSchoeph博士一位具有非典型性胸痛的病人被诊断出（亚）急性冠状动脉左前降支夹闭（箭头），该病人的心电图和化验结果均无法确定病因使用SOMATOMSensation64发现了左心房瘤（箭头）MEDICALSOLUTIONS1/2007焦点CoverStory3外一个重大发现是肺部早期鳞状细胞癌。“这样的意外发现很常见，”该医院放射学和心脏病学研究员ChristianThilo博士说，“我们还曾经发现过胸腔积液、肺炎，有时甚至是肺部的肿瘤结节。”北京协和医院是国内最早引进西门子多层CT并开展心脏CT临床检查和科研的医院。该院放射科主任金征宇教授认为64层CT使时间分辨率更高，图像质量更好，这就使原来单纯用心电图或插管造影的人群可以首先使用CT进行无创诊断。“原来放射科多是为心脏病科室的病人做检查，后来病人不仅来自心脏科，还包括其它各个科室。其中不仅有真正的病人，还有部分接受检查者是到了一定的年纪或者兄弟姐妹生了病，特意来做健康检查的，”金教授说，“为了适应这种新变化，我们以西门子64层CT产品为平台，充分开发这个平台的作用。比如冠状动脉钙化积分、冠脉成像，可分多种不同的方式进行。我们设计了冠状动脉成像的标准体位，模仿心脏科医生进行冠状动脉造影的模式，并且加入更多造影不能达到的体位，可更立体全面地观察，还可以结合横断面图像进行判断。以前只能看到管腔的狭窄，很难观察管壁情况。应用多层螺旋CT冠状动脉成像不但可以观察管腔情况，还可以判断血管壁及斑块的位置及情况。应用多层螺旋CT进行冠脉成像的同时还可进行心输出量分析及心室壁运动情况的判断，从而达到一站式检查的目的。这样一来，病人量增加很“双源CT是西门子公司对多层CT发展的又一杰出贡献。”——祁吉教授美国南卡罗莱纳州立医科大学医院是美国首批安装SOMATOMSensation64的医院之一多，前来就诊的人源源不断。放射科整个工作模式发生了深刻的变化。”随着64层CT的应用，无创心脏成像越来越成熟，已逐渐为放射科及临床医生接受，并将成为冠心病检查的临床首选，成为与冠脉造影同等重要的诊断标准，在高危人群冠心病的筛选普查、心脏形态学显示、狭窄诊断、动脉硬化斑块分析以及各种心脏手术以后的随访、血管内支架的评估方面，成为诊断性心脏检查的另一个“金标准”。双源CT——SOMATOMDefinition开创CT成像新时代生命不息、跳动不止的心脏与其它器官不同，CT要获得它的影像必须有足够快的采集速度。西门子在2005年底推出的双源CT系统SOMATOMDefi-nition为心脏成像带来了又一次革命。SOMATOMDefinition是世界上第一款采用增加第二个X射线源和探测器的新技术CT扫描机，它同时使用两个X射线源和两个探测器来实现时间分辨率、扫描速度和功率的翻倍，同时进一步降低放射剂量。SOMATOMDefinition具有83ms的时间分辨力，是世界上第一个时间分辨力超越100ms的多层螺旋CT。心脏CT将不再受心率的影响，无需使用β-受体阻滞剂降低心率，能够支持所有心率的心脏扫描，完成从急性胸痛的评估到冠状动脉的成像和心脏功能分析。它的各向同性空间分辨率小于0.4mm，可以重建出逼真的影像，并可显示极为细小的解剖结构。计算机辅助下的直观读片工具能够帮助医生进行早期探测、快速评价以及恶性疾病的密切随访，有时甚至能帮助医生在病人下检查床之前就完成评估。更有意义的是，SOMATOMDefinition的优越性将大大有利于发挥先进的临床检查新功能。中华放射学会主任委员祁吉教授认为近年多层CT的发展集中表现在提高时间分辨率和空间分辨率，同时进一步降低辐射剂量并提供疾病特异性的解决方案，而双源CT则在此前发展的基础上，更达到了提高组织分辨率的新境界。“双源CT是西门子公司对多层CT发展的又一杰出贡献，”祁吉教授说，“目前的多层CT心脏采集在焦点CoverStoryMEDICALSOLUTIONS1/20074心率和心律不能很好控制的情况下，图像的质量难以有效的控制，需要常规使用β-受体阻滞剂等辅助措施；双源CT超越每一次心跳的83ms单扇区时间分辨率将突破心率等对心脏成像的限制。”双源CT虽然同时使用了两套X线工作系统，但是即使与能量效率最高的单源CT扫描机相比，它在正常心率条件下的放射剂量也至少降低了50%，这是因为：第一，不需要进行多扇区重建，与单源CT相比，双源CT的心脏图像采集速度要快两倍；第二，适应性ECG脉冲剂量调控技术(AdaptiveECG-Pulsing)可以在任何心率和心律的条件下使心脏收缩期的实时扫描剂量降低80%，而在舒张期保持正常扫描剂量。第三，对于心率较快的患者，单源CT往往需要使用β-阻滞剂降低心率，而且相对于心率较慢的患者扫描成功率低，由于具有83ms的时间分辨率，双源CT可以对任何心率的心脏完成单扇区的数据采集，因此在心率较快时通过自动加快进床速度，使扫描速度与心率匹配，结果是心率越快的患者扫描时间越短，接受的X射线剂量也越少，而不会影响扫描成功率。在扫描肥胖病人时，单源CT在扫描速度和图像质量之间常难以兼得。而双源CT通过第二个X射线源克服了功率储备的局限性。换句话说，它可以汇集两个独立射线源的功率，从而达到前所未有的160KW以提供足够的X射线功率储备，无论病人的高矮胖瘦，都能以最大的容积覆盖速度和最短的扫描时间实现高质量的图像。同时，由于扫描速度的提高，SOMATOMDefinition虽采用更高的功率来改善图像质量，但剂量却维持在单源CT同样的水平。另外，该款设备的大孔径设计使得病人的定位也更为简单。收集尽量多的信息以用于组织的区分——这一直是西门子医疗系统集团的目标。双源CT开创了一个新的纪元，将CT从单一的组织成像引向了组织分类定性的新境界。通过同时使用两个不同能量的X射线源，SOMATOMDefinition的两个不同电压值的球管在一次扫描中可同时采集到两个数据集。结果是，两个数据集提供了不同的信息，可以用于“双源CT的扫描速度非常快……除了可以提供非常好的形态学诊断信息之外，还可以提供心脏在自然状态下的功能方面的诊断信息。”——AxelKuettner博士，德国爱尔兰根大学焦点CoverStoryMEDICALSOLUTIONS1/2007焦点CoverStory5区分、标识、分离并鉴别成像的组织或物体，从而获得超出形态学的扫描对象的更多特殊细节。在CCTA方面，双能量减影可能的一个发展方向是区分钙化与血管组织以及分辨粥样斑块的性质，但这方面还需要临床和工程技术专家们的继续努力。通过在已经装机使用的100多家医疗机构获得的使用经验来看，DSCT在心脏的功能成像方面已超越了64层CT。德国爱尔兰根大学的AxelKuettner博士说：“64层从形态学检查上来说可以达到很好的结果，但是心脏科医生有更高的要求。对于他们而言，更重要的是这些形态学上的改变反应在心脏功能上有哪些后果。用64层CT进行检查，需要使用β-受体阻滞剂来控制患者的心率。但是β-受体阻滞剂控制患者的心率以后，也改变了心脏功能。双源CT的扫描速度非常快，可以在一次心动周期采集180度的数据，对于任何心率的患者都不需要使用β-受体阻滞剂，因此除了可以提供非常好的形态学诊断信息之外，还可以提供心脏在自然状态下的功能方面的诊断信息。包括对心脏进行功能诊断在内，双源CT可以给诊断者带来更高的准确性和自信心。”可以说，双源CT为更广泛的临床应用和更多更新的研究课题奠定了基础，这些可能的领域包括：扫描中血管