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SOMATOM Pluse Pro 双源CT技术

时间:2025-05-12 10:39来源:未知 作者:admin

1. 双源CT技术(Dual Source CT)


双源CT是西门子的创新技术,其核心在于设备中配备 两套独立的X射线源和探测器系统,以特定角度(通常为90°或更小)安装在机架上。与传统单源CT相比,双源技术具有以下优势:




 
 
更快的扫描速度:两套系统同时采集数据,时间分辨率翻倍,尤其适合心脏成像(无需控制心率即可“冻结”心跳)。SOMATOM PULSE Pro 双源CT 扫描速度” 是其核心技术亮点之一,结合 双源架构(Dual Source) 与 Turbo Flash 模式,该设备在扫描速度上实现了革命性突破,重新定义了CT成像的效率边界。

技术原理:双源协同驱动极速扫描

(1) 双X射线源 + 双探测器系统
 
独立工作模式:两套X射线源(Tube A/B)和探测器(Detector A/B)可同时采集数据,数据采集速度翻倍。
 
时间分辨率优化:通过两套系统以 90°夹角 安装,机架旋转一圈可覆盖更大角度范围,时间分辨率提升至 66毫秒(传统CT通常需200-300毫秒)。
 
(2) Turbo Flash 模式
 
超高速机架旋转:机架转速达 0.25秒/圈(传统CT多为0.5-1秒/圈)。
 
大螺距螺旋扫描:螺距(Pitch)可提升至 3.2(传统CT螺距通常≤1.5),扫描床移动速度与机架旋转同步优化,覆盖范围呈指数级增长。

扫描时间具体参数


扫描场景 SOMATOM PULSE Pro 扫描时间 传统双源CT(对比) 传统单源CT(对比)
全身扫描 0.6-1秒(头至骨盆) 5-10秒 15-30秒
心脏冠脉CTA 0.25秒(单心跳周期完成扫描) 0.5-1秒 需多心跳周期(依赖心率稳定)
肺部筛查 0.3秒(单次屏息内完成) 1-2秒 3-5秒
急诊创伤扫描 1秒内完成全身多部位成像 5-8秒 10-20秒
 
 
降低辐射剂量:通过优化扫描模式和能谱分离技术,减少患者辐射暴露。
 
双能量成像(DECT):两套X射线源可设置不同电压(如80kV和140kV),实现物质成分分析(如区分结石类型、识别痛风结晶等)。
 

2. SOMATOM PULSE Pro 的核心创新


作为西门子新一代双源CT,SOMATOM PULSE Pro 在技术上有显著突破:
 

量子双源架构(Quantum DS):


两套探测器系统均采用新型半导体探测器(如碲化镉晶体),提升光子捕获效率,支持更低剂量下的高清成像。

1. Quantum DS 架构的核心技术

(1) 量子级探测器材料:碲化镉(CdTe)半导体
 
材料特性:
 
传统CT探测器使用闪烁晶体(如稀土陶瓷)将X射线光子转换为可见光,再由光电二极管转化为电信号。而 Quantum DS 采用碲化镉(CdTe)直接转换半导体探测器,X射线光子直接转换为电信号,减少信号损失和噪声。
 
优势:
 
更高光子捕获效率:对低能量光子更敏感,提升成像信噪比(SNR);
 
能谱分辨能力:支持光子计数(Photon Counting),区分不同能量级别的X射线光子,为能谱成像奠定基础;
 
更薄探测器单元:减少串扰(Cross-talk),提升空间分辨率。
 
(2) 双源协同与光子流优化
 
 
双源同步工作模式:
 
两套X射线源和探测器系统可独立或协同工作,例如:
 
双能量模式:两套源分别以不同kV(如80kV和140kV)同时曝光,实现快速、精准的物质分离;
 
高速模式:两源同能量叠加,提升光子流密度,适用于肥胖患者或低剂量需求场景。
 
动态剂量调节:
 
根据患者解剖部位实时调整两套系统的输出功率,减少无效辐射。
 
 

2. Quantum DS 的临床优势


(1) 超低剂量成像
 
儿科与敏感器官检查:
 
碲化镉探测器的高灵敏度可将辐射剂量降低至传统CT的 1/3~1/2,尤其适用于儿童、孕妇甲状腺等敏感区域。
 
肺癌筛查:
 
结合AI迭代重建,在亚mSv剂量下实现肺部小结节的清晰显示。
 
(2) 能谱成像(Spectral CT)
 
物质成分定量分析:
 
通过双能量数据分离钙化、碘、尿酸等成分,用于:
 
肿瘤定性:鉴别良恶性(如肝细胞癌 vs. 血管瘤);
 
血管斑块分析:识别易损斑块(富含脂质核心);
 
痛风诊断:精准定位尿酸结晶。
 
 
(3) 心脏与急诊成像
 
 
无需心率控制:
双源时间分辨率达 66ms,可“冻结”任何心率(甚至房颤患者)的心脏运动,无需服用β受体阻滞剂。
 
全身创伤快速扫描:
Turbo Flash模式下,0.25秒/圈的机架转速 + 双源同步采集,可在数秒内完成全身扫描,减少运动伪影。

 

3. 与传统双源CT的对比

 
特性 Quantum DS(PULSE Pro) 传统双源CT
探测器技术 碲化镉直接转换半导体 闪烁晶体 + 光电二极管
光子计数能力 支持(能谱分辨) 依赖后期算法模拟
低剂量性能 极低(SNR信噪比提升30%+) 依赖迭代重建算法
双能量成像效率 同步双能 ,单次扫描完成 需切换电压或双层探测器
 
4. 未来潜力与局限
 
光子计数CT(PCCT)的过渡:
Quantum DS 是光子计数技术的铺垫,未来可能实现 单光子级别能谱解析,推动分子成像发展。
 
成本与维护:
碲化镉探测器成本较高,且需严格温控,设备购置和维护费用高于传统CT。
 

5. 总结

Quantum DS 架构 通过 材料革新(碲化镉) 和 双源协同设计,重新定义了CT成像的边界,尤其在低剂量、能谱分析和时间分辨率方面表现卓越。对于追求精准诊断和患者安全的医疗机构,SOMATOM PULSE Pro 是极具前瞻性的选择。如需具体参数(如探测器排数、覆盖范围等),可进一步说明需求!

 
 

Turbo Flash模式:

Turbo Flash模式)是西门子医疗 SOMATOM PULSE Pro 双源CT的核心技术之一,专为 极速扫描 和 超低剂量成像 设计机架旋转速度可达0.25秒/圈,结合双源同步扫描,实现全身“亚秒级”成像,适用于急诊创伤或躁动患者。

 

1. Turbo Flash模式的技术原理

(1) 双源协同 + 超高速机架旋转

机架转速:
SOMATOM PULSE Pro 的机架旋转速度可达 0.25秒/圈(传统CT通常为0.5-1秒/圈),结合双源同步采集,使时间分辨率进一步翻倍。
 
双源叠加光子流:
两套X射线源可同时以相同能量运行,显著提升单位时间内的光子输出量(适用于肥胖患者或低剂量需求场景)。
 

(2) 大螺距螺旋扫描(Ultra-High Pitch)

螺距(Pitch):
Turbo Flash模式下,螺距可高达 3.2(传统螺旋CT螺距通常≤1.5),意味着扫描床在机架旋转时快速移动,覆盖范围大幅扩展。
 
全身扫描速度:
例如,成人全身(头至大腿)扫描可在 1秒内完成,几乎消除运动伪影(如急诊创伤患者无法屏息)。
 

(3) 能谱成像兼容性

双能量Turbo Flash:
在极速扫描中,两套X射线源可分别以不同kV(如80kV和140kV)运行,同步获取双能量数据,支持物质分离分析。
 
2. Turbo Flash的临床优势
(1) 急诊与创伤救治
“一站式”全身扫描:
严重创伤患者(如车祸、高空坠落)可在数秒内完成全身多部位(头、胸、腹、骨盆)扫描,快速评估出血、骨折、脏器损伤。
 
无需镇静或屏息:
适用于昏迷、躁动或无法配合的患者,避免因运动伪影导致重复扫描。
 
(2) 心血管成像
自由心率冠状动脉CTA:
时间分辨率达 66ms,即使患者心率快(>100bpm)或心律不齐(如房颤),仍可清晰显示冠脉狭窄或斑块。
 
胸痛三联征排除:
单次扫描同步评估冠脉、肺动脉和主动脉(如排除肺栓塞、主动脉夹层)。
 
(3) 儿科与低剂量需求
亚秒级扫描 + 量子探测器:
儿童可在自然呼吸状态下完成检查,辐射剂量低至 0.1mSv(相当于10张X光胸片)。
 
先天性心脏病评估:
快速捕捉心脏动态,减少镇静剂使用。
 
3. Turbo Flash vs. 传统CT扫描模式
特性 Turbo Flash(SOMATOM PULSE Pro) 传统螺旋CT
扫描速度 0.25秒/圈 + 螺距3.2 0.5-1秒/圈 + 螺距≤1.5
全身扫描时间 1秒内 10-30秒
运动伪影控制 极佳(适用于无法屏息患者) 依赖患者配合
辐射剂量 超低(双源协同优化+量子探测器) 较高(需多次扫描或高mA补偿)
双能量成像 支持同步双能采集 需切换电压或双层探测器
4. 典型应用场景
急诊室:多发伤、脑卒中、胸痛患者的快速诊断。
 
儿科:先天性畸形、儿童肿瘤评估。
 
心血管科:复杂冠心病、心律失常患者的心脏成像。
 
肿瘤科:全身转移瘤筛查(如PET/CT前的定位扫描)。
 
5. 注意事项
设备限制:
Turbo Flash模式需搭配双源CT硬件支持,传统单源CT无法实现。
 
图像重建需求:
极速扫描生成的海量数据需高性能计算机和AI算法(如迭代重建)支持,避免图像噪声升高。
 
临床适用性:
需权衡速度与分辨率,对微小结构(如内耳、视网膜)的精细成像可能需切换至高分辨率模式

 

3. 临床应用场景

心血管成像:无需控制心率或呼吸,快速完成冠脉CTA、心肌灌注等检查。
 
肿瘤与多器官评估:双能量技术助力精准鉴别肿瘤性质、淋巴结转移等。
 
急诊与儿科:极速扫描减少运动伪影,低剂量设计保护敏感人群。
 
科研与功能成像:如能谱分析、血流动力学研究等。
 

4. 与其他CT技术的对比

特性 双源CT(如PULSE Pro) 传统单源CT
时间分辨率 极高(≤66ms) 较低(依赖心率控制)
心脏扫描适用性 无需β受体阻滞剂 常需药物控制心率
双能量成像效率 同步双能采集 需快速切换电压或层扫
辐射剂量 更低(双源协同优化) 相对较高
 
 
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