多层螺旋CT的应用解放军总医院蔡祖龙多层螺旋CT（multislice CT MSCT）是现代技术的结晶，是CT技术领域里的又一重大突破，也代表着当今CT的最高水平和发展方向。

MSCT在1998年度RSNA上由部分厂家所推出。

此后，其诸多优点和发展前景已经得到国际上的公认。

短短两年多时间，MSCT的发展惊人。

我国近两年来掀起了一股引进MSCT的热潮。

其在临床上已得到了初步应用，取得了一定经验。

可以相信MSCT在我国以更快的速度推广。

一、MSCT的主要技术特点（一）多排探测器阵列多排探测器阵列是MSCT的核心构件。

MSCT中，将单层螺旋CT(Single spiral CT,SS-CT)的单排探测器（900个左右的探测器单位）改进为几排甚至几十排探测器，即MSCT在Z轴方向上有8－34排探测器，其总数达数万个，呈二维排列。

按探测器在Z轴上的排列方式主要有两类，即对称性的和非对称性的。

前者以GE公司为代表，其探测器是对称等宽的。

探测器宽度相当于层厚1.25mm（即探测器准真宽），材料为衡上陶瓷。

Toshiba公司的探测器基本上也属等宽型，只是中央部有4排宽度为0.5mm，外周30排为1m m等宽探测器。

Marconi和Siemens公司的MSCT探测器属不对称排列。

为8排，每排探测器厚度不等，分别为名1、1.5、2.5、和5mm。

多排结构的探测器可通过不同的组合来确定扫描部位的层厚，以GE公司的Lightspeed QX/I型为例，如有4排探测器可得到4层1.25mm；如用8排探测器可得到4层1.25mm，用16排可得到4层5mm层的图像，或2层10mm的图像。

（二）数据采集系统（digita ascquisition sy stem,DAS）DAS 是CT机中将穿过人体的X线信号转变为供重建图像所需的数字信号的重要部件。

传统的C T中经准直器后宽度较窄的扇型X线束经人体后被探测器接受，经DAS 转为数字信号，而MSC T采用可调宽度的锥型线束进行扫描，根据拟采集的层厚来选择锥型线束的宽度，后者则可激发不同数目的探测器，从而实现一次采集可获得多层图像，在探测器与DSA之间设有电子开关回路，开关由球管侧的裂隙同步控制，用来变换体轴方向上探测器的数目，以此来控制扫描层的厚度并进行数据的采集和传输，亦即由各排被激发的探测器所采集的不同信息组合来决定厚度（未被激发的探测器处于关闭状态），每排探测器都有各自的开关控制，并同时控制准直器的宽度来控制扫描层面厚度，因此，SSCT的层厚由X线束准直宽决定，而MSCT的层厚则经上述特殊的DAS由探测器组合数决定，公式为：D（X线束准直宽度）＝N（探测器列数）×D（探测器准直宽），因而MSCT探测器的准直宽为1／N倍的X线束准直宽，例如4列探测器的宽度为1.25，则N为4，d为1.25mm，X线束宽则为5mm。

目前的MSCT的数据通道均为4组，故一次扫描360最多可同时采集4层图像数据，产生4幅（层）图像。

MSCT扫描层厚的选择和组合有很大的灵活性。

层厚可在0.5-10.0mm之间选择。

（三）、重建算法目前由优化采样扫描（optimized sampling scan）和滤过内插法（filfer inferpolation）相结合而组成的。

1、优化采样扫描：SCT 一次扫描的范围取决于扫描时间和进床速度，因扫描时床在运动，每次扫描的起点和终点并不在一个平面，如将扫描数据连接重建图像，就会产生运动性伪影和层面错位。

所以要对原始数据的相邻点用内插法（interpolation）进行逐点修正，然后进行图象重建，如果MSCT通过调整数据采集轨迹获得信息补偿，并缩短采样间隔，在Z轴上增加采样密度而达到改善图象质量的目的。

2、滤过内插法（Filter interpolation）：是指在Z轴方向设置一个确定的滤过宽度（filter width,FW），优化采样扫描的数据通过改变滤过波形和宽度来调整层面敏感度曲线外形、有效层厚及图像噪声，取代常规的SSCT的线性内插法来实现Z 轴方向的多层图像重建。

GE公司推出的其特有的“去卷积重建”方法应用于MSCT提高图像分辨力。

二、多层螺旋CT的优势（一）、扫描时间更短由于取消了扫描时间间隔，单层螺旋扫描已经使检查时间缩短到原来的近十分之一。

多层螺旋则使扫描时间又进一步缩短。

在保持原来的层厚，覆盖原来一样的长度，扫描时间仅为单层螺旋的四分之一。

如果采用0.5秒扫描周期，扫描时间会再缩短一半，为单层的八分之一。

这可明显提高增强扫描的效果，在增强扫描中，或者可以利用原来对比剂的剂量进行更长范围的扫描而保持较高的血药浓度；或者可以降低对剂的用量，保证在高血浓度的情况下，扫描完预定区域。

有文献报道，对多剂的用量至少可节约20％。

不仅减少了病人的费用，也减轻了病人由于对比剂用量多所造成的毒副反映。

在增强后的多时相扫描可以用更短的时间覆盖预定范围，使多时相扫描更加精确。

例如，在单层螺旋扫描时，增强后25秒开始动脉期扫描，至肝脏下缘时，时相已接近门静脉期。

多层螺旋可以10秒内完成整个肝脏的动脉期扫描，使每层图像都处在真正的动脉期扫描。

（二）、扫描层厚更薄由于具有4个数据采集通道，可以在一次屏息扫描中，同样的扫描时间、保持原来覆盖长度的条件下，采用更薄的层厚完成检查，大大提高了Z轴方向的空间分辨率。

由于能采用0.5mm层厚，Z轴方向的空间分辨率已达到与横截面图像空间分辨率一致的水平，进一步提高了MPR和三维图像的质量，使其与横断图像质量相同，称为多向同性。

（三）、扫描覆盖范围更长由于探测器具有4个数据采集通道，使用同样的层厚、同样的扫描时间、相当于同样螺距时，覆盖范围是单层的四倍。

使在一次屏息内完成更长范围的扫描成为可能。

目前多层螺旋可在30秒左右，以2.5mm的薄层，完成长达600mm的自胸廓上口到耻骨联合整个躯干的扫描。

（四）、多平面重建三维重建质量更好多层CT采用更薄的层厚进行检查，在Z轴方向上增加了采样密度，使我们在扫描后的图像后处理工作中获得空间分辨率明显提高的各种重组或重建，消除后处理图像中Z轴方向出现的阶梯状力象边缘（stair stepping）例如可获得更优秀的支气管树的SSD图像、主动脉边缘更光整的MPR图像或者在仿真内窥镜的观察中，显示更平滑的胃肠道或血管内壁，提高了三维成像的质量。

（五）、X线管球的效能提高常规和单层螺旋CT球管旋转一周仅能获得一幅图像。

准直器所遮挡的X线没有得到利用，是一种浪费。

多层螺旋CT球管发射同等量的X射线，可以获得4层图像，使得X线的利用率提高到单层扫描的4倍。

相同pitch值，同样的球管消耗在Z轴方向的覆盖宽度为单层CT同样螺距的4倍，在不增加球管负荷的情况下，一次屏息扫描可覆盖更长的范围，而且并没有降低图象质量，同样的覆盖长度，扫描周期仅为单层CT的四分之一，暴光时间缩短。

降低了X线管的热量积累，减少或根本不需要散热等待，延长了球管的使用寿命。

总之，MSCT能将单层螺旋CT的三个相互制约的因素，即分辨率（薄层厚），覆盖面和速度有机的结合起来，达到高分辨，高速的广盖的总要求，从而大大拓展了其在临床的应用空间。

三、在胸部的临床应用（一）气管支气管树成像多层螺旋CT可以2.5mm薄层，15mm／的进床速度（Pitch＝6），只需10－15秒时间完成整个胸整部的扫描，其横截面图像可清晰显示段与亚段支气管。

据我们的研究以2.5mm薄层，40 MAS的低剂量段与亚段支气管的显示率分别达到100％与95％，较10mm层厚有明显提高。

（其段与亚段支气管的显示率为74％与28％）。

而且2.5mm厚层CT能清晰显示其管壁厚度与管腔直径并做出测量，在此基础上，进行计算机后处理可以获得相当满意的多平面与三维重建图像以及仿真内窥镜成像，从而可以从冠状，矢状及任意角度来显示气管和支气管树的轮廓，获得与纤维支气管镜和外科解剖所见相似的病理生理信息，可早期检出微小病变。

初步的经验证明，薄层MSCT适用于气管、支气管树多种疾病的诊断。

1、早期中央型肺癌的检出，这是当前肺癌诊断的热点和难点。

我们的研究表明吸烟者中中央型肺癌的发生率达51％。

由于此型肺癌早期无自觉症状，一旦出现症状就诊，绝大部分（95％）病人已属中晚期，失去了根治的机会。

这是多年来肺癌5年生存率无明显提高的一个重要原因。

因此提高早期中央型肺癌的检出率是改善肺癌予后的关键，普通X线体检难以发现早期中央型支气管肺癌，肿瘤标志物诊断早期肺癌的敏感性，特异性与准确性均不高，而低剂量薄层MSCT 将是中央型肺癌早期检出的重要方法，我们在300例健康高危人群查体发现了3例早期中央型肺癌。

（检出率为1％），早期中央型肺癌的MSCT征象是支气管狭窄、闭塞，管壁增厚，管腔内肿物，支气管粘液栓塞，阻塞性肺炎阻塞性肺不张。

2、支气管扩张，2.5mm薄层MSCT可显肺野内小支气管，乃至直径0.5mm的细支气管。

因此适用于疑有支气管扩张的病人的检查。

我们在300例MSCT体检中发现了8例常规10mm层厚CT所不易显示的牵引性支扩，其中1例有多次咯血史。

3、其它疾病：除中央型肺癌以外的其他气管、支气管良、恶性肿瘤，先天性异常，支气管狭窄，以及肺移植术后肺吻合的评价等。

（二）肺循环系统的血管成像以1.25 -2.5mm层厚进床速度7.5或15mm（Pitch＝3或6），对自主动脉弓平面向下至肺静脉足侧2cm之间，大约10－12cm距离进行扫描，可以减少部分容积效应，获得高质量的肺血管横轴位图像。

在此基础上进行MPR，VR与3D重建可以从各种不同角度与三维立体方式显示肺血管影像，肺MSCT肺血管造影主要用于以下疾病的诊断。

1、肺栓塞(Pulmonary embolism,PE)：SCTA对PE的诊断具有很高的敏感性和特异性，较传统的或数码式的血管造影、通风一灌注闪烁法成像或多谱勒超声（US）都更加优越，是PE的首选检查方法。

有报道指出，SCTA对中央动脉和肺段动脉病变的诊断优于磁共报成像（MRI）。

SC TA能很好的显示段以上水平肺血管分支的栓子，但是对段以下血管栓子的诊断仍具有争议性，近期的研究认为，采用3mm的层厚扫描有助于改善对外周肺动脉PE的诊断。

2、支气管肺癌的手术前评估：SCTA有助于显示受肺癌侵犯或阻塞的邻近肺动、静脉，帮助临床确定是否需要进行血管成型术或肺叶切聊术，SCTA用于观察术后的并发症，如肺动脉吻合后有无狭窄，或有无支气管动脉瘘的产生等。

3、肺动－静脉畸形：SCT被认为是无创性评价肺动－静脉畸形（PSVMS）的最佳方法，通过横断面和3D成像，可以清楚显示供血动脉与畸形血管的连接，观察PAVMS的血管结构，分析供血动脉，引流静脉的走行，病变的大小定位，其敏感性同血管造影一样，在制定栓塞治疗方案方面有重要的应用价值。