双能量CT的临床应用

双能量CT的临床应用

陈丽

内江市中医医院   四川内江   641000

随着CT成像技术的持续发展以及完善，双能量CT也越发成熟，在临床应用经验持续积累，双能量CT能够提供多模态定量参数、定量反应阻滞成分差异以及血供特征。给予双层探测器双能量成像技术，能够充分满足同源、同时以及同向的双能量成像要求。

一、双能量CT的临床应用

双能量CT最初于20世纪70年代CT被发明，此时就已经有关于双能量CT的研究报道，但由于早期的技术不成熟，无法投入临床使用，并未引起充足的重视。随着成像技术的不断进步，双能量CT逐渐用于临床治疗之中，为临床CT的发展提供了全新的方向，开辟了临床应用的新领域。

就目前而言，双能量CT具体可分为四种，分别包含序列扫描、双源双能、单源管电压瞬时切换、基于双层探测器的双能量成像等，在这4种成像方式中，基于双层探测器的双能量成像方式出现时间相对更晚，但也是当前临床研究的主要内容之一，在当前公开发表的文章数量增速最快，涉及的内容也极为广泛，为临床的推广应用提供了理论与实践基础。基于双层探测器的双能量CT最初于2016年投入市场中，该技术的最大特征在于使用稀有金属钇作为基质的闪烁晶体置于上层，吸收低能量的光子，稀土陶瓷探测器置于下层，以吸收高能量的光子。此双能量CT方式能够充分满足双能量CT中“同源、同时、同向”的要求，保证数据在投影域中实现时间以及空间层面的完全匹配，为随后的处理解析提供充分保障。双层探测器光谱CT只要一次普通扫描就能获得常规CT的信息和双能量的信息，无需单独设置双能量扫描序列，这和其他的双能成像方式有很大区别，易于在临床普及。

二、双能量CT相对于常规CT的具体优势

双能量CT不同于常规CT的关键点在于显示形态学方面的改变，同时该技术还能够量化热提组织在能量学范畴的差异，从未为临床诊断提供直接反映病灶本质特征的、定量的多参数，拓展了CT的应用范围。临床常用参数以碘密度图为主，该参数可通过直观显示碘分布情况，并且可以对感兴趣区内的碘浓度进行定量测定。碘密度图不仅在经过对比剂增强之后对于吸收碘多的病灶显示更佳，同时对于含碘量少病灶也能够清晰显示。碘浓度动态变化还能够病灶的定性和鉴别提供合理参考，对肿瘤病灶治疗后疗效评价也提供了一种全新量化标准。随着临床实践的持续投入，相信碘密度图会成为双能量CT一个重要的、常规使用的定量指标，在病变的早期诊断、治疗和随访中提供可靠的信息。

虚拟单能量图像也是双能量CT的常用参数之一，该参数相当于单一能量射线下的成像。双层探测器光谱CT的单能量图像范围为40~200keV，共161个单能量；单源管电压瞬时切换CT的单能量图像范围为40~140keV，共101个单能量；而双源双能量模式的单能量图像范围为40~190keV，共151个单能量。低能量图像上含碘组织的CT值增高，同时也代表着组织密度分辨率的升高，进一步加大了病灶和背景组织的差异，可更为有效的进行病灶的检出，特别是血供较为丰富区域病灶有着更好的检出效果。在低能量图像上血管内的碘密度增高，有助于提高CT血管成像的图像质量，改善细小血管的显示，同时有利于降低对比剂的使用量。此外，高能量图像有助于去除金属伪影，因此能提高含金属材料的支架、植入物等的显示效果。此外，虚拟平扫也是双能量CT中特殊的一种图像，是基于增强后的图像去除碘成分后获得。国内目前有关双层探测器CT的虚拟平扫图像的第一篇研究是杨琰昭等学者在《中华放射学杂志》发表的研究，该研究结果显示，无论是基于动脉期获得的，还是基于门静脉期获得的虚拟平扫图像，图像质量均和真实平扫的图像质量一致，在临床工作中可替代真实的平扫，而患者可减少一次扫描，从而可降低辐射剂量。和去碘图类似的还有去尿酸图、去钙图等方法，有利于组织成分的显示，在痛风石和结石、骨髓水肿及骨髓转移瘤的显示和诊断中均发挥重要作用。有效原子序数图也是双能量CT特有的一种图像。其基本原理是将各体素所对应的有效原子序数用色彩量化形成伪彩图。原子序数不同于CT值的特点在于它为每个像素加入了物质成分的信息，比如碘、钙、钆等高原子序数的物质和水、脂肪等低原子序数的物质在有效原子序数图上易于分辨，而有效原子序数图可以和碘密度图等融合，更加直观地显示病变区域和正常组织的区域，丰富了诊断的手段。基于双能量CT的诸多特点，也拓宽了临床应用的范围。目前的临床研究结果显示，基于双层探测器的双能量CT成像应用于各系统疾病的检查和诊断中。从技术方面来说，降低对比剂的剂量、改善增强扫描的图像质量、虚拟平扫替代真实平扫、优化CTA的图像质量等已经非常成熟。在诊断方面，利用虚拟单能量图像提高病灶的检出率、利用高能量图像去除金属伪影和显示小管径的冠状动脉支架等研究成果均表明，基于双层探测器的双能量CT在临床疾病的诊治中将会发挥其潜能，具备独特的优势。

三、总结

总的来说，基于双层探测器的双能量CT成像问世仅有数年，中国专家已经及时总结了临床应用经验，为国内同行提供了可靠的指导和帮助，为双能量CT的深入研究和临床常规化应用奠定基础，未来期待中国同行们在应用过程中不断总结经验，加强交流合作，深入挖掘该技术的内涵，丰富和完善双层探测器光谱CT的临床应用。