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CT(計算機斷層掃描)是一種結合了X線成像與斷層掃描技術的醫療影像設備,其主要功能是生成密度分辨率較高的人體斷層圖像。和普放設備相比,除了探測器、球管及發生器等硬件差異外,圖像重建算法是CT的一大門檻。而CBCT(ConebeamCT,錐形束CT)是一類特殊的CT,與以往的CT掃描機相比,錐形束CT改變了X線投照方式,從扇形束變為錐形束,再通過人體組織投照到對側的面陣探測器,探測器將接收到的圖像信號經轉換器轉換后,以數字圖像顯示在電腦屏幕上。在此基礎上就可獲得軸位、矢狀位和冠狀位的二維頭影圖像,然后利用錐束CT重建計算方式,得到物體內部的三維數據。
一、錐形束CT的技術優勢
錐形束CT與傳統螺旋CT的技術差異在于球管、探測器與機架,錐形束CT的球管發射出大角度錐形束的X射線,同時采用面陣探測器,機架旋轉一圈或半圈軸掃,增大了CT掃描的軸向視野。相比多排螺旋CT,其在矢狀位投照時獲得的圖像信息更多,空間分辨率更高,高對比度結構成像更精確。其大軸向掃描能力使得一些器官能在一次掃描中被完全覆蓋,如大腦、心臟、肝、腎臟,大大提高了獲取數據的速度和X線的利用率,放射劑量比多排螺旋CT降低約15-20倍。
多排螺旋CT的球管發射小角度扇束掃描,射線束錐角較小,即使是320層傳統CT,其錐角也不超過5°,探測器多為閃爍陶瓷多排列陣,機架為滑環技術、螺旋掃描。在矢狀位上的圖像是通過多層掃描后對所獲得的一系列軸向斷層圖像進行三維疊加重建,相對而言空間分辨率較低,比較容易產生階梯狀偽影,圖像質量不夠細膩。因此,多排螺旋CT技術在病變集中于頭顱中下部,組織結構測量多以毫米計量的口腔正畸、種植及牙體學領域的應用受到一定限制。
錐形束CT與傳統CT相比投照射線量更低,相比傳統多排螺旋CT,普通錐形束CT一次投照只相當2~4次數字化曲面斷層投照放射量。其次,由于錐形束CT的空間分辨率高,對于復雜結構區域,如下頜骨,下頜神經管,顳下頜關節解剖結構的成像質量更好。三維重建圖像還允許任意角度旋轉觀察,任意選擇重建范圍,大大方便了疾病診斷、治療輔助、療效觀察、科學研究等。
二、圖騰動物CT
基于錐形束CT的優勢,圖騰動物醫療科技有限公司傾力打造了一款寵物醫院專用的動物CT(型號TC-460)。TC-460告別錐形束傳統的C型臂,采用了O形臂,這種機架穩定性更好,幾何成像精度更高。
相比傳統螺旋CT,TC-460有著不可比擬的優勢。
1)TC-460采用錐形束射線搭配120μm像素動態平板探測器,對預掃描部位進行容積掃描,數據重建后矢狀面、冠狀面同軸面有著同樣高的分辨率,不會出現階梯狀偽影。最薄重建層厚0.3mm,空間分辨率更高,對復雜骨組織成像效果更好。
2)TC-460采用脈沖式曝光,曝光時間縮短,大幅降低拍攝劑量,對患寵和醫生更友好。
3)TC-460整機設計緊湊,有著更小的占地面積,約10㎡即可滿足需求,給動物醫院節省占地的同時增加了醫院的空間選擇性。
4)輕量化設計,整機重量不超過260Kg,不再有樓層安裝限制。
5)更小的功耗,TC-460高壓發生器的功率為16KW,可以直接接220V市電,螺旋CT需要380V工業用電。
6)TC-460工作站操作流程簡單,功能模塊布局簡潔,操作簡單,新人簡單培訓即可上崗。
7)超高的性價比,與傳統螺旋CT相比有更低的價格和維護費用,它必將成為寵物醫院的不二選擇。
目前平板探測器 CT 系統技術已經逐步成熟,可以達到比傳統的CT系統更高的空間分辨率,而密度分辨率也接近傳統CT的水平,成為一項很有發展前景的技術。進一步提高平板探測器CT的密度分辨率是下一步亟需解決的問題。如何在一次照相受到的劑量范圍內達到能夠反映病變的分辨率是一個非常有意義的研究方向。平板探測器CT系統中散射的影響非常嚴重 ,目前在X射線能量較低時可以通過安裝準直設備達到較好的散射抑制,但使用高能X射線時如何抑制散射還是個有待解決的問題。在重建算法中對散射、噪聲等因素的影響進行校正對提高系統的性能有巨大的影響,算法中的校正工作還需進一步完善。
正如扇形束掃描方式取代了平行束一樣,錐束掃描方式取代多層螺旋掃描將會是CT發展的必然結果,而平板探測器CT系統正是錐束CT的最佳候選者。我們相信平板探測器錐形束CT系統必將有著廣闊的前景。