从60年代末CT发明至今的30余年来,X-CT的发展经历了1~5代,CT技术的发展始终是围绕着提高机器的性能,以及降低射线辐射量等方面进行的,80年代以来的螺旋CT扫描在提高扫描速度、改善图像质量特别是减少运动伪影和开发新的扫描功能如CTA、CTVE诸多方面取得了长足的发展,为CT的临床应用开拓了更广阔的天地。至此有些人认为CT的发展是否到了“顶点”?直到1998年RSNA(北美放射学年会)上各CT生产厂家多层螺旋CT的展出,开始了X-CT又一新的发展阶段,多层螺旋CT(multi-slice CT;MSCT或multi-detector rowsu CT;MDCT)指采用多排探测器阵列,扫描时不用常规的单层面或常规螺旋扫描准直宽度的扇形线束,而是采用可调宽度的锥形线束,根据拟采集的层厚及层数选择锥形线束的宽度,从而实现一次采集,可同时获得多层(最多4层)图像,故又称谓宽探测器、多层采集螺旋CT,简称为多层螺旋CT,现在此技术已经历了2年多的发展,其优点和发展前景已得到大家的一致公认。
自X线发现以来,常规X线摄影一直沿用"面曝光"锥形线束成像的传统方式,尽管CR、DR的出现使该成像方式具有了数字化的优越性,但成像方式未变,其固有弊端(如射线使用剂量大,影像放大失真)依然制约着常规X线摄影技术的进展.
当前螺旋CT发展的总趋势是向探测器多层、多排发展,这种CT的优越性已得到一致的公认[1].但因多层CT属初代产品且应用锥形线束(conebeam)扫描,在容积采集时,X线快速连续发射的时间较长,需大容量、大散热率的X线管,而这种X线管价格较高,势必增加CT的运行成本.扫描速度增加的倍数并不等于病人通量增加的倍数,因后者还受计算机重建速度、移动病人等因素的影响.
多层螺旋CT(MSCT)是继滑环技术用于CT使之产生螺旋CT后的又一次重大技术性突破。MSCT不但具有普通螺旋CT的技术性能,而且在一些领域拓宽了其应用范围。1 MSCT与普通螺旋CT的不同点 MSCT与单层螺旋CT(SSCT)最大的不同点在于探测器结构和数据采集系统(DAS)两方面的根本性改进,同时优化了重建算法,更新了螺距的概念。1.1 探测器的改进 MSCT的最大改进就是将SSCT的单排探测器(900个左右)改为几排或几十排的探测器,形成一个巨大的探测器阵列,根据不同的设计在Z轴方向上可为8~34排。现在具有生产MSCT能力的四家国际公司(GE、Toshiba、Marconi、Siemens公司)的探测器在Z轴的设计排列方式有两种,一种为对称性,另一种为非对称性。Marconi和Siemens公司生产的MSCT探测器为8排,每排探测器厚度分别是1、1.5、2.5和5mm,为不对称性探测器。GE公司的为16排对称性探测器,探测器宽度为1.25mm。Toshiba公司的探测器有34排,中央部分为4排宽度0.5mm的探测器,外周30排1mm的探测器,基本属于等宽对称型。无论任何结构的探测器都可通过不同的组合来确定扫描部位的层厚[1]。对称性和非对称性的探测器设计各有其特点和优点,两者的优劣目前尚无定论。1.2 数据采集系统的改进 CT扫描时,穿过人体的X线信号是通过DAS转变为供重建图像所需的数字信号。一般CT经准直器后发射出宽度较窄的扇型X线束,经人体后被探测器接受,然后经DAS转为数字信号。而MSCT是采用可调宽度锥形线束进行扫描的,依据采集的层厚选择锥形线束的宽度,不同宽度的线束可激发不同数目的探测器,从而实现一次采集获得多层图像的结果。探测器和DAS之间设有电子开关回路,其工作受球管侧的裂隙同步控制,以此来变换Z轴方向探测器的数目,从而控制扫描厚度并进行数据采集和传输。每排探测器都有各自的开关控制,还通过控制准直器的宽度来控制扫描层面厚度。由此可以看出,SSCT的层厚是由X线束的准直宽度决定,而MSCT的层厚是经上述特殊DAS由探测器组合数所决定的。