四川大学华西医院 放射科,四川 成都 610041
自2001年第一代16层CT面世,已经过去了近20年。我国64层以下CT(后统称临床实用型CT)的保有量和年采购量较大,其使用群体和临床需求随着医疗体系的改革而不断变化。因此,临床实用型CT技术不断创新,同时采用了以智慧影像技术为代表的影像自动化、智能化工作流。时至今日,我国鼓励分级诊疗和精准医疗政策,给临床实用型CT做了全新的定位,也指明了技术和应用的发展方向。本文从临床实用型CT的使用群体、临床应用及定量检查等发展趋势进行总结。
第一代临床实用型CT作为当时最高端的产品,其用户群以三级甲等医院为主。随着临床实用型CT逐步普及,用户又从公立医疗体系扩展到非公医疗体系。医疗体制的变革和分级诊疗的推广,促使临床实用型CT的使用群体更加多样,从原来单一的公立医院群体扩充为多种所有制医疗单位群体,成为县乡镇级公立医院、私立专科专病医院、影像体检中心和私立综合医院等的必备机型。现今,临床实用型CT仍在一部分公立二级、三级医院作为主力设备专门用于门诊筛查或急诊检查,成为影像科不可或缺的常用设备。
随着CT技术的普及,临床实用型CT主要承担了影像科的常规影像检查,如头颈部、胸腹部、四肢以及其他特殊部位的CT平扫和增强检查等。一些技术难度较高,易出现失败的检查,如冠状动脉CT检查,多由具有更快扫描速度和更宽单次扫描覆盖范围的临床科研型CT甚至科学研究型CT承担,提高了冠状动脉CT检查成功率。
根据2019年全国最新癌症报告数据统计,2015年恶性肿瘤发病约392.9万人,死亡约233.8万人。平均每天超过1万人被确诊为癌症,每分钟有7.5个人被确诊为癌症。与历史数据相比,癌症负担呈持续上升态势。近10多年来,恶性肿瘤发病率每年保持约3.9%的增幅,死亡率每年保持2.5%的增幅。按发病人数顺位排序,肺癌位居我国恶性肿瘤发病首位。早诊断、早治疗是提高肺癌生存和降低死亡率的重要举措。低剂量螺旋CT应用在高危人群中,可降低20%的肺癌死亡率。伴随经济能力的增强,公众对健康意识的提高,多种医疗制度共存的体制变革,越来越多的医疗机构开展了体格检查和肿瘤筛查,《2018版中国肺癌低剂量螺旋CT筛查指南》推荐中国高危人群进行LDCT筛查。其中早期肿瘤影像筛查的普及程度尤以肺癌筛查为最广泛。因此,胸部低剂量CT成为各大体检医疗服务机构的重要影像检查项目,临床实用型CT成为影像体检的主力机型。
从技术原理上看,定量CT的应用主要为肺实性结节的测量和骨矿成分定量测量。定量CT中所有测量值必须是精准的,因为诊断或治疗决策基于确定的测量结果,影像质量的变化会导致测量结果改变,从而影响最终的诊断或治疗决策 。所以为了保证影像质量,影像检查的质量控制非常重要,检查流程的标准化必须做到细节可查可控,最终实现的量化评估才是有意义的。
(1)View & Go 全流程定量系统:基于SOMATOM go平台CT,新系统创新体现在新的影像链技术、新的机架设计、新的Mobile工作流和全流程智慧影像技术Go Technologies,这一新系统为定量CT的普遍应用提供了技术支撑。
(2)Chronon®球管技术:X线管技术一直在不断发展,随着顶级CT的技术革新,第一代滚珠轴承X线管已经淡出市场,目前大部分临床实用型CT还在使用第二代液态金属轴承X线管。Chronon球管是新一代X线管(图1),它革新了X线管的电路拓扑,采用了最先进的高压逆变器技术,将能量输出的精确度控制在1%以内,不仅能提供较长的连续工作时间,最长可达到300 s,同时为精准电压的个性化扫描提供支持。Chronon球管还采用了领先的小焦点技术,其焦点尺寸可达到0.4 mm×0.8 mm,提升了空间分辨率,增加影像细节分辨能力。
(3)集成化机架设计(图 2):SOMATOM go平台CT主机工作台和配电箱创新性的内置于机架中,为实现灵活的场地适应,最大程度缩减占地面积,甚至可以不设置独立的操作空间。go平台CT机架设计精巧,能满足不同种类的医疗机构场地需求,尤其适应多种应急与救灾场景。例如,抗击新冠疫情期间,方舱CT主要采用了SOMATOM go平台CT为主力检查设备。
(4)Mobile work fl ow移动工作流(图3):在抗击新冠疫情期间,CT作为首选的影像学检查提供了关键性的医疗服务,由于新型冠状病毒的高致病性和传染性,预防医患间的交叉感染非常重要,受到各大医疗机构关注。go平台CT的移动工作流在遥控操作杜绝交叉感染方面独树一帜,通过一体化摄像头、平板操作、远程遥控三位一体的设计,实现了隔室操作,为医护人员和受检者提供了必要的防护。
图1 新一代X线管Chronon®
图2 集成化机架设计
图3 Mobile work fl ow移动工作流
Mobile work fl ow包括移动遥控与主控台双系统操作,除主控台操作流程外,移动遥控工作流采用平板电脑进行患者登记,采用遥控器控制进出床,采用遥控器进行扫描曝光,采用摄像头确认监控受检者状态,全流程无需技师进入检查室干预。
(5)全流程智慧影像技术Go Technologies(图4):全流程智慧影像技术Go Technologies由Scan&Go,Check&Go,Recon&Go和View&Go组成,其智能化与自动化功能涵盖了扫描前的病人准备、扫描中的图像质控,图像重建和诊断评估,实现了完整的一套检查与质控标准化流程。
(6)Scan&Go技术:实现了准备及采集流程的标准化,自动设定扫描范围,智能设置重建区域。Scan&Go包含了 FAST&CARE 技术,例如 Fast Planning、Fast ROI、Fast kV、CARE Dose4D、CARE Child、CARE kV、CARE i-Tilt等。
(7)Check&Go技术:运用自动运算与质量评估与控制系统,实现了图像质控的改善。Check Image Quality,自动评估图像质量;Coverage Check Result,算法自动检查重建图像上的扫描范围是否符合定位像上的计划扫描范围;Contrast Check Result,智能检查扫描范围和图像质量。
(8)Recon&Go技术:实现了自动生理结构标记和器官自动可视化,大大减少了因为人为操作带来漏诊和误诊。Inline功能提供了自动智能化重建横断位、矢状位、冠状位MPR图像(包括卷积核和窗宽、窗位设置),扫描后即刻获得,无需手动点击,进一步提升了检查效率。
(9)View&Go技术:它带来了量化评估的改善,包括肺结节的自动标记和骨密度的量化分析,而且用户可以根据个性化的需求定义工作区的功能。
随着临床实用型CT的普及和工作流程与影像质量标准化的日臻完善,定量CT的临床应用会更加广泛。得益于新的全流程质控与摄片技术的出现,定量CT数据的精确性得到了严格控制,为实现精密影像学筛查奠定了基础。
图4 全流程智慧影像技术Go Technologies