电子束CT

第十一章电子束CT

电子束CT（EBCT）又称超高速CT（ultrfast CT；UFCT），电子束成像系统（electron beam imaging system；EBIS）或电子束作层成像（electron beam tomography ;EBT），是美国Douglas boyd博士于1983年首先开发并应用于临床。其扫描速度快，时间分辨力高，对心脏、大血管的检查有其独到之处。

第一节电子束CT的特点

1. 没有X线球管EBCT主要由电子枪、聚焦线圈，偏转线圈，探测器组，台面高速运动的检查床和控制系统组成。其工作特点有：①工作的扫描序列启动，计算机发出指令使电子枪产生并加速电子束，即高热量电子脉冲，当电压130kV时电子束的电流大约为590－650mA；②电子束由聚焦线圈和偏转线圈控制通过高真空偏移管，聚焦线圈使电子束聚焦成毫米级的小焦点，而偏转线圈的磁场变化使得聚焦电子束旋转轰击四个弧形静止钨靶环（依次为A、B、C、D环）中的一个，产生旋转的X线；③E靶环位于D靶环前方，用于调整电子束形状和扫描轨迹，但不产生图像数据；④计算机控制电子束扫描速度，扫描的靶环数，靶环被扫的次数；⑤准直器控制x线束的形状。X线束呈扇形穿透病人被探测器组接收；⑥两组探测器组（环1、环2）平行排列于扫描机架上部210°范围内；⑦接收到的X线信号由数据采集系统进行预处理后经光缆送至扫描存储器，经快速重建系统形成与CT图像相同的图像。

2. 触发扫描触发扫描即扫描的启动。EBCT扫描的触发方式有

（1）手动触发：由操作者控制按键启动扫描。每触发一次扫描一次，仅用于多层扫描方式。

（2）动态触发：由呼吸运动控制。病人每次屏气，自动快速扫描若干层，然后间隔一个呼吸间期，再次进行屏气扫描，直到扫描完成。动态触发仅用于单层扫描方式。

（3）定时触发：由操作者按键一次即启动整个检查的扫描，扫描按预先设定的时间间隔进行。定时触发在多层和单层扫描方式均可使用。

（4）心电门控触发：根据病人的心电图，扫描系统按预选的心电时相，即RR间数的百分数和预定的R波间隔数触发扫描。心电门控触发适用于心血管系统的检查，多层和单层扫描方式均可使用。

3. 扫描体位EBCT的横轴位（横断层面）扫描是心脏大血管容积扫描的常规体位。扫描范围根据实际需要决定，最大范围达62.9cm。此外还有：

（l）心脏短轴位：检查床面呈头高足低15°，检查床长轴顺时针旋转25°，使扫描层面与心脏长轴垂直，显示心脏短轴位影像。扫描范围包括心尖至心底部。心脏短轴位可减少心室容积和射血分数测量中的部分容积效应影响，是心脏多层电影和血流检查的常用扫描体位。

（2）心脏长轴位：检查床面不倾斜，检查床长轴反时针旋转25”，使扫描层面与心脏长轴平行，显示心脏长轴位影像。扫描范围应覆盖整个心脏。心脏长轴位用于观察二尖瓣、左室根部、主动脉流出道和心关部病变，是心脏多层电影检查的常用扫描体位。

4.时间分辨力高时间分辨力严格地说是用来研究人体活动器官机能的，即人体器官在不同时刻的活动状况，必须借助电影和录相等手段。但人体注射对比剂后，对比剂随血流在人体器官内准注，也会有时间差异，如果在不同时间内对某一组织的某些层面连续扫描，并测定CT值，将其制成时间密度曲线，可得到器官随时间变化的，具有血流特点的图像，这就是CT的时间分辨力的表现形式。EBCT用电子束扫描代替了X线管与探测器的机械运动，扫描时间可短至50ms，一次屏气可按预定编程进行两次单层连续容积扫描，时间分辨力明显提高，目前在心、脑血流灌注，CTA重组等方面优于MSCT，在冠脉造影方面，也有很大潜力。

5.局限性设备造价贵，维修费用高，目前国内尚未普及。

第二节基本扫描方法

电子束CT以电子枪发射电子束，再由电子束轰击扫描机架下部的圆弧形钨靶环产生旋转X线，实现CT扫描。按电子束扫描速度及工作方式，基本扫描方式可分为两种。

一、单层扫描

单层扫描（single silce mode；SSM）是电子束只扫描四个弧形静止钨靶环（依次为A、B、C、D）中的C靶环，由在扫描架上部210°范围内平行排列的两组探测器（环1、环2）的环2接收信号，每次扫描可得一幅断层图像。单层扫描的电子束扫描速度为9次／s，一个扫描周期是116ms，其中扫描靶环所需时间100ms，扫描间隔16ms。扫描层厚有1.5mm、3mm、6mm和10mm可选。 1.单层定位扫描（single slice previewscan；SSPS）是为单层容积扫描获取定位图像的扫描，是一种特殊的电子束扫描方式。电子束CT扫描机架下有A、B、C、D四个圆弧形钨把环，位于D靶环前方另外还有一个E靶环，用于调整电子束形状和扫描轨迹，但不产生图像数据。单层定位扫描时电子束在E靶环的左侧开始扫描，至E靶环正下方时，跃到C靶环产生垂直方向的X线束，经探测器环2采集数据得到病人正位定位图。电子束只在C靶环停留瞬间又回至E靶环，当运动到E靶环终端的水平位置时，又跃到C靶环，产生水平方向的X线束，得到病人的侧位定位图。根据所得到的正侧位定位图来确定各种体位的扫描层面。

2．单层步进容积扫描（single slice step volume scan；SSSVS）是指每次触发，电子束扫描C靶环一次，获得一幅断面图像，然后计算机移动检查床面至一新的位置，再次触发扫描，直至预设的扫描次数完成为止。每层的扫描时间在0.1－2s之间，扫描范围由层国和床的移动速度而定，扫描层数由l－160层，扫描所得土像数与层数相同。步进容积扫描还可进行不邻接的薄层扫描，对胸、腹部病变的快速筛选检查有特殊价值。

3 单层连续容积扫描（single slice continuous volume scan；SSCVS）是电子束CT的连续数据采集方式，方法是电子束连续扫描C靶环，同时检查床面连续移动。每幅断层图像可由获得的容积数据重建而成，相当于螺旋CT扫描，但速度更快，例如曝光时间0.3s，在13.8s内达629mm，可扫描4O层；如曝光时间0.1s，在16.2s内可扫描140层，最大扫描范围可覆盖胸腹主动脉及其主要分支。连续容积扫描因检查时间短，胸部和腹部血管扫描可在20s左右，即血浆碘浓度峰值内完成图像采集，减少了对比剂用量，提高了影像的增强效果，血管结构显示较佳。同时，单层连续容积扫描采集的数据用于重组三维图像，重组图像的质量较高，使电子束CT血管造影成为常用的检查方法。

单层连续容积扫描还可进行预编程序的两个邻接扫描，即预先制定出邻接扫描方案内两个扫描程序的所有参数，第一个扫描序列完成后，计算机自动按预定间隔时间、扫描起始床位和床面移动方向开始第二个扫描序列。这样，注射一次对比剂，可获得同一容积范围内不同对比剂时相的影像。例如肝动脉和门静脉的双期增强影像。

4.单层血流扫描（single slice flow scan；SSFS）是指电子束按预先设定的扫描方案，在某一层面重复多次扫描，获得该层面的多幅图像，记录对比剂在该层面一定时间范围内的动态变化，用以研究该层面血流的动态情况。

二、多层扫描

多层扫描方式（multiple slice mode；MSM）是采用多靶扫描。靶环扫描顺序永远是D →C→B→A，不可反向移动，深恻器环1和环2同时使用，每个靶环发射的X线可以产生两幅紧密邻接的断面图像，相邻的两个靶环扫描产生的图像有4mm的组织间隔。四个钨靶可有不同的靶环组合，例如D、C靶。D、B靶和D、C、B靶等。如果选用四个靶环扫描，每次可获得8幅断面图像，每秒则可获得34幅断面图像。多层电子束扫描速区为17次／s，一个扫描周期是58ms，其中扫描一个钨靶环所需时间是50ms，扫描间隔8ms，扫描层厚7mm。