能谱CT成像的临床应用

鲍丽君

摘要

综述刘斌审校

能谱CT成像作为CT成像领域的一项崭新技术，已

经在临床和基础研究中获得了广泛应用。着重阐述能谱CT成像的技术原理、临床应用价值及研究进展。关键词

能谱成像；CT；临床应用

R814．42

中图分类号

组数据的重建即可求解出水和碘的密度在空间分布

Dwater（x，y，z）和Diodine（x，y，z）。物理学家提供了水和碘以及许多纯物质和混合物的吸收系数随能量变化的曲线。因此当需要知道感兴趣物质在某单能量下的吸收或CT图像时，只要把该能量下μwater和μiodine代入公式即可。

能谱CT通过单一球管高低双能（80kVp和140kVp）的瞬时切换（＜0.5ms能量时间分辨率）产生时空上完美组合的双能数据，完全冻结了器官的运动；采用原始数据投影的模式对两组数据进行。消除了硬化伪影带来的CT值“漂移”单能量重建，

用于能谱成像的重建/后处理引擎与能谱成像（GSI）浏览器，能够提供包括常规的混合能量图像（kVp）、单能量图像（keV）以及物质分离（MD）图像在内的多参数成像。GSI浏览器还为临床医生提供了诸如直方图、散点图、能谱曲线等可视化的分析工具，为进一步准确定性，快速诊断提供了更多信息。22．1

能谱成像的临床价值伪影的消除

文献标识码A文章编号1000－1492（2012）03－0320－03

能谱CT从球管和探测器等方面进行革新，不

仅实现了在超低剂量的情况下高分辨率、高清晰度的图像质量，而且首次使用了能谱成像技术，从根本上改变了传统CT以单一CT值为标准的成像方式，从而能够进行物质分离，使CT技术提高到一个崭新的水平。现就能谱CT的临床应用价值作一综述。1

能谱成像的原理

CT是通过计算物体对X线的衰减来成像的，而物质对X线的吸收系数是随X线能量变化而变化的，即任何物质都有固定的对X线衰减的特征吸收曲线，并且任何物质的吸收系数可以用两种基物质的吸收系数来表达，这就是能谱成像的基本原理。对于医学影像来说，水和碘是常用的组合。以水和碘作为基物质对，组织在某种单能量下的CT值为：CT（x，y，z，E）=Dwater（x，y，z）μwater（E）+Diodine（x，y，z）μiodine（E），其中μwater（E）和μiodine（E）分别为水和碘的吸收系数。在这个表达式中Dwater和Diodine分别为能够实现物理上所测得的吸收CT（x，y，z，E）所需要的水和碘的密度。这个密度值和X线能量无关。因此在能谱成像中把CT值的求解转化为求解基物质对密度值的工作。以瞬时双kVp为核心技术的能谱CT通过高低电压的瞬时快速切换获取两组吸收投影数据，由于这两组吸收投影数据具有很好的一致性，能够进行数据空间的吸收投影数据到物质密度投影数据的转换。选择任意两个不同能量建立两组物质密度投影数据，通过对这两

2011－08－26接收

合肥230022作者单位：安徽医科大学第一附属医院放射科，作者简介：鲍丽君，男，硕士研究生；

刘

E-斌，男，教授，主任医师，硕士生导师，责任作者，mail：lbhyz321@126．com

伪影是指出现在CT图像上的

可造成病变的不可诊，甚各种非真实的阴影或干扰，

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至造成病变的漏诊及误诊。对图像质量影响最

显著的伪影有金属伪影和射线束硬化伪影。伪影产

生的机制：CT成像中所选择管电压只是一个峰值电压，实际表达为一连续kV值的混合电压，产生的X线光子也是由不同能量的光子构成，在经过密度较高的物质衰减后，低能量的光子比高能量的光子被衰减吸收得更多，因此透过物体的X线光子被“硬，化”最终在致密物体附近产生暗影或条纹影，使图像质量明显减低，甚至无法诊断。金属伪影、致密骨边缘的硬化伪影、高密度对比剂的硬化伪影等伴随着CT的应用多年来都无法全部克服，给临床明确诊断带来一定困难。能谱CT单能量成像以及去伪

可以纠正X线扫描金属后产生的影技术（MARs），

“光子饥饿”现象而导致的低信号，可以对金属及金

属周边的组织提供准确的投射数据，能有效抑制常见的金属伪影及其他射线硬化伪影。有报道对24例含金属植入物患者进行研究，分别比较100keV单能成像组与140kVp混合能量组图像感兴趣

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