回头CT的热烈源委,会发明一个律例,直到比来几年仍然契合——那就是CT的转速越来越快。自从螺旋CT显现尔后,CT的最高转疾依旧从每圈1s选拔到当今最速的0.24s(CardioGraphe,2018)。
从繁荣趋势看,本文标题应该把吗去掉,CT机的转速就是越速越好。但看似简易的答案背面,又涉及到许多联络的标题。
离心力(centrifugal force)是一种伪造力,是惯性的表现,它使滚动的物体阻隔它的旋转中枢。离心力与物体的质地,角速度和改变半径有关。角速度为2π/T。角加快度等于ω2r。
从上述估计公式能够看出,球管和探测器在高快回旋时的离心力与转速和滚动半径成正比,转速快到必定水准后,每扩张0.01s都要支付庞大的价值。
前几年一切人去德国进筑的时间,教员打开了双源CT(SOMATOM Drive)的机架外壳,并让刻板全速拯救起来,好像站在一套浩荡的电扇跟前,感到线年RSNA上揭橥的SOMATOM Force转疾提高到了0.25s,往后向来是转速最快的CT。2018年发布的CardioGraphe心脏专用CT阅历减小孔径(60cm)然后增多旋转半径(抢救重点到探测器的间隔),进而将机架转速擢升到0.24s。
球管作为十分精细的组件,必要在高疾抢救中细心运用曝光的参数。球管敷衍离心力的上限有恳求,比方某球管不妨秉承的离心力是33.1G。要是超越这个值,或许会形成硬件的波折。
球管说完,再有一个与之合系的问题:探测器的采样率(Sampling Rate)。
采样率(采样频率)是指每秒从连续暗码采样的盘据旗帜个数,它用赫兹(Hz)来再现。例如Spectral CT 7500(2021)最高采样率为4800 Hz,带有飞中心技艺的SOMATOM Definition AS+(2007)最高采样率为4608 Hz,两者折柳以最速转快收集,每圈投影数离别为1296次(0.27s)和1520次(0.3s)。
采样率必定的情况下,转速越速,每圈的采样率就会越低。例如某CT或许使用必定的最高采样率运转,转速从0.28提高到0.20s,每圈的投影数量会添加40%。因而举高转速的一起,或许需求适应提高采样率或举办其他优化以确保图画资料(濡染图画质量的要素卓殊多,采样率低并不意味着图画材料必定差,需求综闭评价)。
一般,转快越快,心脏成像的营谋伪影就越小。在介绍年月不同率时,全班人们说到过心脏成像敷衍年月离别率的要求(拜见:)。寻常的窦性心律为60-100次/分,对待正常心率的患者,若是不把握心率,CT树立的年月分辨率至少应为100ms,抱负情况下应低于75.5ms。在无量切近100ms的讲上,120ms和115ms抵达的效果粗心反常亲热。是以冒着指数推论离心力来扩张制作本钱而下降0.01s的转疾,大略并不合算。
所以,咱们看到了一个格外内卷的阛阓宣传,道理转疾实施的获益是必定的,斡旋进一步选拔年光光阴差异率,有两种阶梯,一是添加x-y轴平面球管的数量,例如2005年在RSNA上揭橥的第一代双源CTSOMATOM Definition,使用0.33s的转速,完成了83ms的年月离别率,使得螺旋CT的时光判袂率初次低于100ms,然后告辞了对心率掌管药物的寄予。第二种方法是软件算法,例如iTRIM手段,始末弥补数据的量然后前进年光光阴涣散率,迁就转快0.48s的建造,不妨将年月区分率从240ms举高到195ms。软件算法日常获得后果没有机架转疾擢升来的光鲜,因而咱们们能看到高端CT的转疾还在不断加快。
悉数人清晰,管电压决断光子的质,而mAs裁夺光子的量。为了确保必定的光子数量,转速升高时,必要更高的管电流,比类似样是200mAs,转快是1s时,管电流需求200mA,假设转快加快到0.25s,则需求800mA。
敷衍宽探测器的CT设置,不妨进程实施球管到探测器的阻隔来增多锥形线束伪影,所以咱们们不妨看到许多CT树立的孔径很大,譬喻Revolution CT(2013)的孔径是80cm,uCT960+(2018)的孔径抵达了82cm。跟着孔径履行,锥形线束伪影不妨得到必定规模。但孔径履行一方面又引申了离心力,所以必要更平稳的机架规划。另一方面,球管的管电流也需求反响地实施,身手担保相同的图画质料。
所以,你们们能够看到与转速伴生的一项厉重使命,就是扩展球管的最大管电流,特别是在低kV时,原故低kV需求更高的管电流举办弥补。SOMATOM Force单个球管在70-90kV时,最大管电流为1300mA,两个球管一起作业(如心脏成像,大螺距,DS形式等)时,能够需求最高2600mA的管电流。
即使是相同是管电流水平,破例的探测器宽度,破例的机架孔径也会有各异的成效。大凡来说,探测器越窄,机架孔径越小,图画质料纠正的成效越彰着,类似图画质量的景况下,剂量失落的潜力也越大。
源由这些极限,他们不难发明,在许多CT修设的向例搜检中,一般不用最快的转速举办扫描,乃至某些建立在心脏成像时,概略也不用最快的转快,例如Revolution CT在心率较低的患者中,会主动选取0.35s的转速实施查验,然后获得更好的图画质料。
偶尔候,患者是很难关营创建结束查验的,例如外伤,晚年,稚童等不能闭作的患者,就必要竭尽大致短的年光已毕查看。这就需求将万种扫描参数举办优化促成,例如在SOMATOM Force中,不妨使用TurboFlash形式,能够在每秒737mm的快度下进行扫描,然后尽或许推行患者的举动。
全班人或许创设,迁就转速实施伴随的离心力的添加而言,平定的机架考虑仅仅是最根底的问题,还需求管制安靖的球管规划,球管的最大管电流等等一系列的标题。所以,全班人看,CT成像是一个妥洽的始末,必要多样要求互相均衡,材干得到相对抱负的效果。