Performance Evaluation of a 64-Slice CT System with z-Flying Focal Spot

Die mittlerweile in der klinischen Routine etablierte Generation der 16-Schicht-CT Geräte bietet für viele Anwendungen räumliche Auflösung im sub-mm-Bereich bei kurzen Gesamtuntersuchungszeiten. Wesentliche klinische Fortschritte in der weiteren Entwicklung der Mehrschicht-CT sind weniger durch die nochmalige Erhöhung der Volumenabdeckungsgeschwindigkeit - die schon bei 16-Schicht-CT-Geräten nur in wenigen Fällen limitierend wirkt - als vielmehr durch die weitere Verbesserung der räumlichen und zeitlichen Auflösung zu erreichen. In diesem Beitrag evaluieren wir die technischen Eigenschaften eines kürzlich eingeführten 64-Schicht-CT-Geräts (SOMATOM Sensation 64, Siemens AG, Forchheim, Deutschland). Dieses CT-Gerät benutzt eine periodische Bewegung des Brennflecks im Röntgenstrahler in der Patientenlängsrichtung (z-Springfokus, z-sharpTM), um die Anzahl der gleichzeitig aufgenommenen Schichten zu verdoppeln. Die z-Springfokus-Technologie erlaubt die Aufnahme von 64 überlappenden 0,6-mm-Schichten, und das Abtastmuster entspricht dem eines Detektors mit der Kollimierung 64 × 0,3 mm. Ziel sind die Erhöhung der Auflösung in der Patientenlängsachse und die Verringerung von Spiralartefakten. Nach einer kurzen Vorstellung des Detektordesigns gehen wir auf die z-Springfokus-Technologie im Detail ein. Wir stellen Untersuchungen von physikalischen Phantomen und medizinischen Präparaten vor. Die gemessene Halbwertsbreite der dünnsten Spiralschicht beträgt 0,65 mm. Alle Spiralschichtdicken sind praktisch unabhängig vom Tischvorschub (Pitch), mit Abweichungen von weniger als 0,1 mm vom Nominalwert. Mit einem Hochauflösungs-Gitterphantom (CATPHAN, Phantom Laboratories, Salem, NY) lässt sich eine Auflösung in der Patientenlängsachse von 15 Linienpaaren pro cm nachweisen, die etwa einer aufgelösten Objektgröße von 0,33 mm entspricht. Diese Auflösung wird unabhängig vom Pitch erreicht. Außerhalb des Drehzentrums nimmt die Auflösung in Patientenlängsrichtung nur geringfügig ab. In einer Entfernung von 100 mm vom Drehzentrum können 14 Linienpaare pro cm aufgelöst werden, entsprechend einer Objektgröße von 0,36 mm. Typische Spiralartefakte, die sich als windmühlenflügelartige hyper- und hypodense Strukturen um Knochenkanten darstellen, werden durch die vorgestellte Technologie wirksam reduziert. EKG-gegatete Herzuntersuchungen profitieren von der durch die auf 0,33 s verkürzte Gantry-Rotationszeit verbesserte zeitliche Auflösung. Mit 2-segmentiger Rekonstruktion wird eine bestmögliche Zeitauflösung von 83 ms erreicht.