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CT技术发展:能量成像才是CT的未来

  回顾CT技术的发展过程可以发现,基于CT各个发展时期的软硬件技术水平,临床医学对CT提出的主要需求是不同的,而解决这些主要的需求是CT技术发展最主要的驱动力。CT中的最高端产品,一般是指价格在1000万人民币以上或更高256排、320排或者双源系统,一般情况下医疗研究机构对这类产品比较感兴趣,细分市场仅占15%左右,虽然CT产品一直在迅速发展,但今天人们更关注是成本,64排或128排的CT几乎可以完成大多数所需的工作,产品的经济合理性越来越重要。

  64和128排CT约占新产品市场的50%,在过去五年左右的时间里,生产商的决策焦点已经从不断增加的排数转向剂量的减少、工作流程改进以及对更大更重的患者进行成像的能力。从三四年前开始,剂量减少成为CT的首要解决的问题,今天仍然如此。所以从营销的角度来看,升级或取代CT扫描仪的最大驱动力之一就是希望获得最新的剂量减少功能。

       1、能量CT:CT的未来

  从1976年CT出现至今,CT的升级换代一直侧重在图像质量的优化以及检查成功率的提升方面。从单排探测器、双排探测器、到128排探测器,一个主要的改变是各厂家不断地提高探测器宽度,以实现图像显示以及检查成功率的提升。但是CT的成像原理从未改变,这也使CT检查很难应对诊断对影像检查提出了更高的需求:获得更多,更为直接反应病灶属性的信息。常规CT扫描图像上,我们获得的只是组织密度的差异图像,对于物质密度相近的物体则无法进行区别,因此诊断,甚至鉴别诊断非常困难。这也就导致利用常规CT对于微小病灶和隐匿性病灶非常难于发现。

  能量CT的出现改变了这一切。能量CT (Multi-energy/spectral CT) 成像就是利用物质在不同X射线能量下产生的不同的吸收来提供比常规CT更多的影像信息。

  其主要的优势在于:

  1)分离不同能量的信息,提高图像质量;有效地抑制射束硬化伪影和降低辐射剂量,有助于对常规CT难以定性的小病灶和组织进行定性和定量诊断;

  2)利用K边缘成像,降低辐射或造影剂剂量;通过对K边缘特性的高原子序数造影剂的识别,满足高危患者使用更少造影剂的要求;

  3)利用多能谱特性,提高软组织对比度;改进组织中质量衰减系数相近的软组织对比度,增加在较低能量区的软组织对比度。

  2、可升级的系统

  制造商当然会为CT提供不同数量的探测器排数,不仅仅是高端CT中,在尽可能多的产品型号中提供最新的技术特性,特别是剂量减少技术,另外,许多公司提供可升级的系统。西门子的20排CT扫描仪的可以现场升级到128排,这给了他们很大的灵活性,因为如果将来五年内不使用这种能力,现在不必花钱去买128排的CT。

  十年前,许多医院购买新的64层CT时相信心脏CT血管造影术能够迅猛发展,并产生大量的检查结果,但实际上许多医院像16排扫描仪一样可以使用。可升级性是客户购买决策的重要因素。利用新系统升级软件和/或硬件的能力使医院和成像中心可以更长时间地使用其设备,保持技术最新,扩大临床能力,并可能避免第二次购买消费。

  飞利浦医疗也看到了更多可升级系统的市场趋势,这是由客户长时间保持现有系统所导致的。可升级的系统使成像系统能够保持其技术的最新状态,而无需更换整个系统。例如,飞利浦的iDose4 Premium Package可在64至256片扫描仪上使用。飞利浦SmartPath计划提供了一些型号从128层升级到256层和64层升级到128层的升级选项。预计今年该产品在市场上销售时,其新型IMR(迭代模型重建)剂量降低套件可以实现类似的广泛应用。

  3、多种选择

  CT制造商提供更多可供选择的型号,来满足不同市场的需求。

  东芝提供了六个型号,Aquilion One从320层到16层,再加上VeloCT升级包,用于现有的32或64层。尽管其320层Aquilion One CT是市场上检测器层数最多的产品,但该公司并不专注于层数,而是扫描仪可以在单一旋转中覆盖16厘米的体积。

  飞利浦的Brilliance,Ingenuity和MX16evo产品线提供七种型号,Brilliance iCT从256层到16层。它的iDose4
Premium Package剂量减少工具可在Brilliance 64上使用,也可用在Ingenuity型号上。飞利浦致力于以较低的剂量创建具有高图像质量的硬件和软件系统,利用自动化使检查过程更少依赖于操作员,并且结果更加一致。

  GE医疗集团提供四条CT扫描仪产品线,每条产品线有多个型号。其顶级Discovery CT750 HD可配置多达128层,并可执行心脏CT和灌注研究。该公司并没有强调层数,而是强调通过其新型宝石能谱CT检测器获得更高分辨率图像的能力。

  西门子在其SOMATOM系列产品中提供了类似的产品系列,其高端的Definition Flash型号,包括具有两个128层探测器双扫描和两个X射线源的双源CT。

  在竞争激烈的市场中,客户根据满足不同成像需求来选择的相应CT排数,事实上,大多数医疗机构不需要高端CT。

  4、合理精简

  在讨论产品组合时,能够根据客户的需求进行调整。比如是两台64层CT还是一台20层和一台128层好?64层CT是市场是主流CT配置,在过去的四五年中,64层CT的价格已经下降很多,经济价值凸显。
64层CT还包含最新的剂量减少功能,并具有非常薄的切片以提高图像质量,并且它们倾向于强调快速的工作流程。因此,64层CT已成为日常应用的主力,而几年前,人们使用16层CT。

  除了正确调整CT产品组合外,客户还将注意力放在减少剂量上。比如在美国市场上,所有新的高层数CT都包含剂量减少功能,如迭代重建,否则该产品目前在美国市场上将无法销售。加利福尼亚州已经颁布相关法律规定,要求CT产品每次扫描必须能够提供辐射剂量报告的,这些报告还需要由经核准的医疗保险和医疗补助服务机构或其他几个机构认可。其要求规定,除非临床医生建议,其扫描错误的身体部位,导致有效剂量不得大于0.05 Sv,对任何器官或组织的剂量不超过0.5 Sv,浅层剂量为0.5
Sv至皮肤或永久性损伤。据报道其他国家正在考虑类似的法律。减少剂量是客户在考虑购买新产品时评估的最重要参数之一。

  除了剂量减少和记录之外,客户还对高效的工作流程感兴趣。如果每天CT都能扫描大量病人,带来一定经济效益。这样做意味着帮助技术人员通过自动化部分检查来移动患者,包括确定正确的剂量,从下拉菜单中选择检查设置,自动对中中心,并根据身体部位调整扫描区域。除了有效地执行检查之外,软件重建可以更快地进行,这将加快从CT读片到临床医生的检查流程。

  客户真正需要的是优化剂量,检查协议和工作流程。

  5、工作流程优化

  创新必须改善工作流程,客户希望看到能够改变他们临床应用的创新,比如迭代重建是很好功能,但如果它减慢了工作流程,有些客户就会放弃。客户关心的是剂量,但也希望它能够自动化,以便我的技术人员能够更轻松地获得低剂量图像,而不会在工作中减慢它们的速度。

  自动化还可以改善客户服务,因为它让技术人员能够更多地关注患者,而不是系统。剂量减少与工作流程交织在一起,迭代重建软件可以极大地减少考试中的辐射剂量,因此必须足够快以保证患者通过扫描仪。很明显,放射学的剂量,工作流程和成本合理化比CT层数越来越重要。在许多地方,它似乎已将CT购买讨论的基调从“我们能负担得起的最佳产品”改为“我们可以花费的最少,仍能满足我们的成像需求?”这一理念体现在主要的CT制造商'定位更广泛的产品线,其中包括许多最新的扫描仪技术,而这些技术并未被视为最重要的部分。

  未来CT机的发展方向为容积CT、能量CT和低剂量CT。容积CT要求探测器越来越宽、机架转速越来越快、X射线球管热容量越来越大,目前东芝已研制生产640层的CT。能量CT要求探测器的灵敏度和分辨率越来越高、X射线的可变性越来越高,能量将成为除密度外的第二CT诊断元素。低剂量要求探测器的灵敏度越来越高,同时后处理软件功能强大。

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