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It’s time for a Revolution
宽的极致——16厘米宽体宝石探测器
沈云 GE中国CT影像研究中心首席科学家
具备16厘米宽体探测器的CT，通过一次旋转即可完成对单器官（例如心脏、颅脑、实质／空腔脏器）的成像，这会带来更多的临床收益：在一个心动周期内完成一站式心脏成像、单器官灌注、更快速的胸痛三联成像等，同时也可以回归CT扫描的本源——轴扫，获得更好的图像质量。从临床角度看，16厘米的宽体CT是CT发展的必然发展方向。
然而从物理学角度，16厘米的宽体探测器将对CT成像的图像质量带来一系列严峻的挑战： 1）散射线效应增加； 2）X的足跟效应及Z轴CT值的不一致性； 3）锥形束伪影。
这三大问题会导致在重建图像时出现伪影，显著影响CT 的成像质量。如何从根本上解决这三个问题，将成为宽体探测器成为后超高端CT必备硬件的关键。下面就看看Revolution CT是如何把“宽的极致”变成美学与物理工程的杰作！
1. 散射线问题 
64排CT的 X 线锥形束夹角不超过4.2°，而16厘米探测器的夹角约为其4倍（图1），散射线效应大大增加，采用常规的“一维后准直器”与相对简单的散射校正算法，无法解决宽体CT的散射线效应问题。为了解决这一问题，GE专门为Revolution CT研发了一款 “3D后准直器”——3D蜂巢准直器。相对于“一维后准直器”，3D蜂巢准直器在X／Y轴方向上加了一组滤线栅，用来阻挡Z轴方向的散射线（图2）。除此之外，3D蜂巢准直器还具备X线三维精确制导功能，保证X线能够垂直进入每个探测器单元（图3）。在与“一维后准直器”比较时，3D蜂巢准直器能够实现在等中心点处的散射率SPR降低50%以上，实现更好的图像质量。
2. 足跟效应 足跟效应（Heel Effect）是指远离球管阴极端出射的X线，相较于近球管阴极端出射的X线的逃逸距离长，X线硬化更明显，平均能量也更高。足跟效应在64排CT上不显著，但随着16厘米宽体探测器的X线锥角增加，足跟效应显著增加，并引起X线频谱发生较大的变化，导致整个Z轴覆盖范围的CT值发生显著偏移。专为Revolution CT开发的高清容积重建（VHD：Volume High Definition）技术（图4），建立在X射线基本属性的基础上，并借鉴了CT能谱成像的物理和临床经验，通过使用一个源于复杂校准和物理建模的X线能谱模型去除X射线的硬化，并通过迭代技术进行反复校正，直到获得最终的高清CT 图像。 
3. 锥形束伪影 为了根本解决困扰宽体CT的锥形束问题，Revolution CT从硬件和重建两方面入手。首先16厘米探测器采用了等焦点设计（focus aligned），使每一个探测器单元都和入射的X线垂直，这从硬件设计的角度在最大程度地解决锥形束现象。从重建算法角度看，锥形束重建面临着一系列的技术挑战，这些技术挑战包括（图5）： 1）Z轴信号盲区； 2）频域空间信号缺失； 3）心脏扫描重叠信号不当处理。
针对这些挑战，Revolution CT的研发团队开发了以VHD重建技术作为核心的全新数据后处理流程，不仅消除了在宽体探测器边缘图像中容易产生的锥形束伪影，并且还满足在高机架转速条件下和灌注等定量研究中进行精准成像的要求。 
极致技术带来的令人振奋的结果 通过全新设计的16厘米宝石宽体探测器、3D蜂巢准直器和Volume HD宽体重建算法，Revolution CT 可以使用轴扫进行大范围扫描，不仅降低了剂量，而且达到了高清的图像质量。
Revolution CT不仅引领了CT领域的一场革命，更是在临床上掀起了全新应用的一场革命： 
请欣赏一组大范围高清容积轴扫的图像（图7） 
扫描条件： Axial 1 sec rotation 120 kV@220 mA with 2.5 mm slice
555mGY-cm DLP 1.3mSv
扫描条件： Axial scanning
KV Assist 100KV 22.4NI DLP 240mGyNaN 3.5mSv 这幅图像剂量低，图像空间分辨率高，密度分辨率好，没有伪影。
这就是Revolution CT带来的宽的极致！
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