个性化CT扫描技术----CT低剂量的“私人定制”

引言：CT扫描与私人定制有什么关系，CT低剂量的“私人定制”又是什么？让我们随本文一探究竟。

个性化CT扫描技术----CT低剂量的“私人定制”

何谓个性化？个性化，对应的英语说法有： personalized, customized，和大众化相对，常用来指具有个体特性的需求和服务，现在比较时髦的说法是“私人定制”，在CT成像领域中是指随个人的体型特征而度身定制的扫描和重建参数。下面我们就来看一下临床上常用的几种CT个性化扫描技术，体验一下CT检查里的“私人定制”。

个性化CT扫描参数的设定和特定部位图像质量的需求，都要求精确了解待检查解剖结构的形状、大小和密度信息，在各种方案中，利用定位像中器官和射线间的吸收衰减规律来获得相应的信息是最为可行的技术。利用定位像获取解剖形态，性质信息，确定剂量优化扫描参数可以在常规扫描、能谱扫描和冠脉扫描中发挥重要的作用。本文着重讨论常规扫描中的个性化扫描技术，能谱扫描与冠脉扫描的个性化参数设置会在随后的短文中陆续介绍。

1. 一、 3D自动管电流调节技术（3D Automatic Tube Current Modulation）：

自动管电流调节技术包括智能毫安技术（Smart-mA，图1）和自动毫安技术（Auto-mA图2），其原理是通过识别体型，在保证图像质量的条件下自动调节每个扫描层面的曝光剂量，通过X、Y、Z轴三个方向的自动管电流调节技术，使体部CT扫描的整体剂量最多能降低40%。

图1、智能毫安技术的原理示意图

图2、自动毫安技术的原理示意图

值得一提的是Auto-mA和Smart-mA二者的区别，前者是Z轴空间根据不同层面的体厚而改变对应的毫安，遵循肩部高毫安，胸部低毫安，腹盆部高毫安的规律，只需要使用正位一个定位相获得Z轴体厚的信息。后者是X、Y轴空间根据球管入射方向和穿过人体厚度的不同来调整对应的毫安，遵循正位曝光毫安低，侧位曝光毫安高的规律，需要使用正位和侧位两个定位相获得Z轴体厚的信息。两种方法均需要设定初始的噪声指数，即NI（Noise Index），以5mm的扫描层厚为例，腹部扫描NI一般设置为11-12，胸部扫描NI一般设置为13-14，头颈部扫描NI一般设置为8-9。

二、kV智能决策技术（kV assist）

kV智能决策技术是建立在自动管电流调节技术基础上的可以智能选择最佳管电压的全新个体化CT扫描技术。其原理是应用定位相扫描中穿透病人身体的光子质量评估患者每个层面的体厚信息，根据患者体型以及初始设定的噪声水平（NI）以及扫描类型（平扫，增强，CTA与骨骼）选择对当前患者最合适的kV（图3）。虽然患者体型和临床检查类型存在差异，但kV智能决策技术通过结合自动管电流调节技术，以及高级迭代重建算法（ASiR），在不同个体的CT扫描或者同一个体不同类型的CT扫描中，均可以获得噪声水平一致的图像质量，同时由于低kV的使用，大幅降低CT检查的射线剂量。因为不同的kV对应不同的增强效果，GE的kV智能决策技术（kV assist）还拥有自动调节窗宽窗位的功能。

图3、kV智能决策技术实现示意图

1、kV智能决策技术的体模研究

被扫描的物体采用仿真人体肝脏模型，模型中设计有不同密度的物体来模拟肿瘤。扫描完毕定位像后，kV智能决策技术推荐使用的扫描和显示参数如图4所示：

              A                                   B

图4. 临床检查类型：CTA。图（A）120kV，NI 13.3(5mm)，WW=400，WL=40；图（B）kV智能决策技术推荐使用的100kV，NI 15.86(5mm)，WW=465，WL=45，剂量降低了27%