西门子SOMATOM Definition系统――全球首台双能计算机断层成像（DSCT）系统，开辟了医学成像的新纪元。它改变了目前常规使用的一个X射线源和一个探测器的CT成像系统，通过两个X射线源和两个探测器来采集CT图像。无论患者的自身状况和心率如何，该系统都能进行前所未有的高质量检查。另外，通过双能采集，即两个X射线源以不同的能量设置来工作，DSCT拓展了新型临床应用的范围。该技术可应用于大量临床实践，如肿瘤、神经病、心脏病和急症的诊疗等。 

1、扫描与采集比每次心跳的速度更快 

SOMATOM Definition可以对心率过快、不规则以及屏气有困难的患者进行成像，可以在几秒钟之内完成心脏研究。该系统具备业内最高的83毫秒时间分辨率，且不受患者的心率快慢的影响，实现了可靠的心脏图像采集，同时避免服用β─受体阻断剂及迫不得已的多扇区重建。SOMATOM Definition还可以提供无运动伪影的图像，以前所未有的清晰度来显示最细微的解剖细节。该系统的快速扫描可以实现对病变的更准确测量，改善了粥样斑块和支架成像，并增强了功能评估。  

2、减半的放射剂量显示完整的心脏细节 

尽管SOMATOM Definition系统使用两个X射线源和两倍的能量，但它在心脏CT扫描中的放射剂量是最低的。这是由于其具备很高的时间分辨率，能够在一次心跳过程中采集心脏图像，从而使利用多扇区重建的大剂量扫描方法成为了过去。为了最大程度地降低扫描剂量，该系统可根据心率的快慢自动选择最快的扫描速度。另外，SOMATOM Definition采用了依据心电图的适应性剂量控制――业内最先进的ECG剂量调控技术，最大程度地降低了心脏快速运动阶段的放射剂量。这些技术的综合使用使图像的采集速度提高了一倍，同时即使与能量效率最高的单能CT扫描仪相比，SOMATOM Definition在正常心率条件下的放射剂量也将降低50％。 

3、提供一站式的急症诊疗 

DSCT技术能够通过一次最快扫描来完成大量的急诊患者的检查，并可以提供卓越的诊断图像质量。两个X射线源的总能量达160KW，即使在最快的扫描和进床速度下，也能确保极佳的图像质量。SOMATOM Definition的31英寸（78厘米）孔径和79英寸（200厘米）的扫描范围，即使遇到高大肥胖的患者也能进行全身扫描，而常规CT扫描的扫描范围在此情况下将受到限制。当临床需要进行全身检查时，如有复合性外伤或需要全身血管检查的患者，这一点尤为重要。SOMATOM Definition集大功率、高扫描速度以及业内最高时间分辨率于一身，使临床医生能够及时进行危重急诊的检查。 

4、超出成像意义的（双）能量CT 

DSCT提供双能量的扫描，在一次扫描中生成包含有同一解剖结构的不同的（能量数据）信息，为研究和临床应用开辟了新的领域，例如，DSCT可以分离解剖结构，通过一次扫描直接分别获得骨骼或血管的图像。另外，它还可进一步区别组织类型和描述病变特征，包括心血管CT扫描发现的粥样斑块和肿瘤检查中发现的肿块。  

2005年9月，SOMATOM Definition已获得美国食品药品管理局（FDA）的510(k) 市场准入许可。全球首台DSCT系统目前已成功地在德国埃尔兰根大学运转。2006年初，SOMATOM Definition将在德国慕尼黑Grosshadern医院（Grosshadern Clinic）、美国明尼苏达州罗切斯特梅奥医院（Mayo Clinic）、俄亥俄州克里夫兰医疗基地及纽约大学医疗中心装机。 

自1998年，多层螺旋CT开始了真正意义的起步，主要表现在同步扫描的能力越来越强（4层/圈---6~8层/圈---10~16层/圈---32~40层/圈----64层/圈），扫描速度越来越快（0.5s---0.42s---0.37s---0.33s）图像分辨率越来越高（以Z轴分辨率为例：1mm---0.75mm---0.6mm---0.33mm）。时至今日，CT扫描的速度和分辨率均以达到前所未有的水平，极大程度上满足临床各种需要，那么多层螺旋CT还要继续向128层，256层甚至更多层数发展吗?换言之，CT的发展是否仅有“层数”这个主题？事实上，多层螺旋CT（）包括64层及更多层数、排数）的单源CT在临床上一直面临着难以逾越的问题。 

1、  在高心率及不规则心率情况下无法实现有效的心脏成像（时间分辨率需要低于100ms）当机架旋转一圈时的时间最短达到0.33s时（SOMATOM Sensation CT），就像百米赛跑中无限接近人体极限一样，对机械制造业来说已经达到了一个新的极限速度，其高速旋转的离心力达到28G，心脏成像的时间分辨率达到165ms。我、而为了适应心率的波动情况，特别是在高心率和心率失常的情况下，时间分辨率需要小于100ms，此时相应的机架旋转时间须在0.2s左右，离心力则将达到75G，而这是单源CT难以达到和维持的。 

2、  一次扫描难以完成整个器官的扫描：目前所有的多层螺旋CT均采用在扫描方向上(Z轴)的多排亚毫米级的探测器组合，单圈扫描的最大覆盖范围仅为20―40mm，难以完成多整个器官的瞬间扫描。尤其对心脏等运动器官的扫描时，其采集方式为螺距小于1（pitch值一般为0.2―0.4）即多实相重叠扫描方式，需要多圈次的扫描来产生容积数据用于图像重建，但是通过这种方式无法观察到整个器官随时间变化的血流灌注情况，而且图像的空间分辨率难以进一步提高到常规X线平片的水平。 

3、  难以最大的容积覆盖速度和足够的功率来完成搞清晰的成像：现在临床上越来越多的需要大范围、高速度、超薄层的扫描。既往常常不得不在上述三者之间根据实际情况做出选择和妥协，因为单源CT扫描功率有限，即使其功率值越来越大，但是实际的有效功率值和储备值并无明显提高。例如对肥胖病人的扫描常需要加大扫描剂量以取得高质量的薄层图像，但往往需要牺牲扫描速度或范围。 

4、  对组织结构的区分能力不够：密度分辨率是CT成像的主要优势，也是CT成像原理的基本出发点。对于单源CT来说，密度是其分辨组织的唯一依据。如果失去密度对比，就难以进行诊断和鉴别诊断- 现在，随着双源CT技术在2005年北美放射学会（RSNA）年会上的推出，西门子再次显示其在技术和临床运用领域的革命性创新，从此超越了扫描层数（或探测器排数）的简单累加（这是过去数年内CT技术的主要竞争点），重新定义和诠释了CT的概念。它全面拓展了CT的临床应用，将影像诊断领域推向了一个令人惊喜的高度！ 

西门子SOMATOM Definition系统是全球首台双源计算机断层成像系统（DSCT，Dual Source Computed Tomography），它改变了目前常规使用的一个X线源和一个探测器的CT成像系统。 

SOMATOM Definition具有83 ms 的时间分辨率，不受心率的影响，能够支持所有心率的心脏扫描，完成从急性胸痛的评估到冠状动脉的成像和心脏功能分析。它结合小于0.4 mm的空间分辨率，使得极为细小的解剖结构的高质量成像成为可能。该系统具有78 cm的大机架孔径和成像视野，以及200 cm的扫描范围和高压发生器的功率，可对急症病人实施最恰当的扫描，而不受病人体型或身体状况限制――很重要的一点是，所有这些都是在极低剂量的情况下实现的。此外，SOMATOM Definition 拓展了临床的应用范围，可在数分钟内完成更快、更有信心的诊断。计算机辅助下的直观读片工具能够帮助医生进行早期探测、快速评价以及恶性疾病的密切随访，有时甚至能帮助医生在病人下检查床之前就完成评估。更有意义的是，SOMATOM Definition的优越性将大大有利于发挥先进的临床检查新功能。 

工作原理 

SOMATOM Definition同时使用两个X射线源和两个探测器来实现时间分辨率、扫描速度和功率的翻倍，同时进一步降低放射剂量。 

心脏成像 理想的心脏成像最好是在心动周期的舒张期，而心率越快，舒张期则越短。如果使用单源CT，X射线源/探测器系统就必须在心脏舒张期获得180o的数据投影才能完成图像重建。现在通过双源CT扫描仪，每组X射线源/探测器组合只需要转动90o就可以采集到质量卓越的心脏图像。基于0.33 s 的机架旋转时间，双源CT可提供83 ms的时间分辨率，心脏CT成像将不再受心率的影响。成像剂量减小此外，SOMATOM Definition在心脏CT检查时使用了极低的放射曝光剂量。由于是双源CT，CT机架只需要旋转90o就可以采集到质量卓越的心脏图像。通过实时的心电图门控，西门子的适应性ECG脉冲剂量调控技术对心率的任何变化都会作出相应的调节。与单源CT相比，双源CT的心脏图像采集速度要快两倍，加上剂量调控技术减少心脏采集时的高剂量曝光，它的心脏采集剂量要减少一半以上。双源 CT具有非常高的时间分辨率，可以在任何心率下在一个心动周期内采集心脏图像，即使是更高心率的病例也不需要进行多扇区重建（即采用多个心动周期的数据采集心脏图像）。在心率较快时，SOMATOM Definition通过自动的进床速度调节可以增加扫描的螺距，加快进床速度并相应减少曝光时间。换句话说，心率越高，心脏成像所需时间则越短，所需剂量也越少。 

扫描肥胖病人 在扫描肥胖病人时，单源CT在扫描速度和图像质量之间常难以兼得。而双源CT通过第二个X射线源克服了功率储备的局限性。换句话说，它可以汇集两个独立射线源的功率，从而达到前所未有的160KW以提供足够的X射线功率储备，无论病人的高矮胖瘦，都能以最大的容积覆盖速度和最短的扫描时间实现高质量的图像。同时，由于扫描速度的提高，SOMATOM Definition虽采用更高的功率来改善图像质量，但剂量却维持在单源CT同样的水平。另外，该款设备的大孔径设计使得病人的定位也更为简单。 

组织区分 收集尽量多的信息以用于组织的区分――这一直是西门子医疗系统集团的目标。双源CT开创了一个新的纪元，将CT从单一的组织成像引向了组织分类定性的新境界。通过同时使用两个不同能量的X射线源，SOMATOM Definition的两个不同电压值的球管在一次扫描中可同时采集到两个数据集。结果是，两个数据集提供了不同的信息，可以用于区分、标识、分离并鉴别成像的组织或物体，从而获得超出形态学的扫描对象的更多特殊细节。可以说，双源CT为更广泛的临床应用和更多更新的研究课题奠定了基础，这些可能的领域包括：扫描中血管或骨骼的直接减影、肿瘤学中的肿瘤分类、血管斑块的定性以及急诊中体液性质的鉴别等。 

无创心脏CT成像是推动多层CT技术发展的动力，心脏CT检查需要解决的难题有3个：1、扫描时候的屏气时间；2、时间分辨率；3、空间分辨率。自64层CT引入临床后，心脏CT检查可以在10s以内完成，病人屏气基本没有问题。然而对于高心率病人，常常需要做必要的临床准备或等待以确保检查的成功。而在重度冠状动脉钙化或金属支架的狭窄评估方面，空间分辨率受到一定的限制。时间分辨率可以通过“软性”提高和“硬性”提高来实现――“软性”是指通过软件“多扇区”重建由多个心动周期叠加来缩短成像时间窗，由于扫描时间长，不同心动周期叠加错位会导致空间分辨率的明显下降，而且剂量大大增加，至今没有文献报告其临床价值；“硬性”是指通过提升机架旋转速度来实现，这需要强大的硬件支持，多层CT 0.42s/360º旋转的离心力为17G，0.33s/360º旋转的离心力为28G，EBCT的经验是冻结心脏的理想时间分辨率需要小于100ms。而从成像原理上讲，现代CT进行180º数据成像就需要扫描机架的旋转速度达到0.2s/360º, 在如此高速旋转的扫描情况下，其离心力将高达75G，但是目前的机械工业还达不到如此高的要求。所以西门子SOMATOM Definition在成熟的SOMATOM Sensation64技术和Straton零兆球管的基础上，在机架内一体化整合了两套64层CT成像系统，时间分辨率得到明显的提升，单扇区心脏成像实现常规化。除了心脏成像方面，双源CT在“一站式”急诊医疗、双能量减影成像等方面也有无可比拟的优势。 

双源CT SOMATOM Definition 基于西门子成熟的64层CT技术，可实现极为理想的扫描速度、时间分辨率和空间分辨率，其核心技术包括： 

1、Straton 零兆金属球管。Straton球管恰似紧缩的EBCT, 其体积和重量是常规玻璃球管的1/4，通过电磁偏转线圈控制电子束使管电流mA得到实时控制。采用Straton球管的另一个重要原因是，要在现有的64层CT机架空间内放置两套X线球管和探测器系统，体积庞大的普通球管显然是做不到的，而且高速旋转下对离心力的耐受力也是一个极大的挑战，普通玻璃球管难以担当此任。 

2、电磁直接驱动技术，净音扫描技术。 

3、特殊散射线校正重建技术。 

4、特殊的射线剂量调控技术，特别是适应性ECG门控剂量调控技术。