CT能谱成像的基本原理及临床应用回顾性分析

CT能谱成像的基本原理及临床应用回顾性分析

敖斌李建新

黄陂区人民医院放射科湖北武汉430300

摘要：CT能谱成像的基础是一种叫做宝石探测器的新材料，通过X线在物质中的衰减系数转化为与之相对应的图形，它使传统的单参数成像变为多参数成像[1]。CT能谱成像是一项崭新的技术，它以提供多种定性和定量分析与多参数成像为最显著的特征，这种影像学技术对于现在乃至将来对全身各个系统的疾病的诊断就有非常重要的价值。自从09年开始，CT能谱成像开始进入临床，以瞬时双kVp为核心技术在各种疾病的诊断上已经广泛应用，并得到了一致认可，取得优异的成果[2]。

关键词：CT能谱成像；原理；应用；回顾性临床分析

[Abstract]theCTenergyspectrumimagingisanewmaterialcalledagemdetector.Theattenuationcoefficientofthematerialistransformedintothecorrespondinggraphics，whichmakesthetraditionalsingleparameterimagingbecomemultiparameterimaging[1].CTimagingisanewtechnique，whichprovidesavarietyofqualitativeandquantitativeanalysisandmultiparameterimagingasthemostprominentfeature，whichhasaveryimportantvalueforthediagnosisofdiseasesofthewholebodyinthefuture.Since09years，CThasbeenwidelyusedinthediagnosisofvariousdiseases，andhasbeenwidelyusedinthediagnosisofvariousdiseases，andachievedexcellentresults[2].

[Keywords]CTenergyspectrumimaging；principle；application；retrospectiveclinicalanalysis

1．能谱CT成像技术的发展历程

上世纪七十年代，CT技术首次被应用于临床领域，在那时至今已有四十年的历程，其经历了从非螺旋CT到螺旋CT、单排到多排、运行速度明显加快、分辨率愈来愈小等多次变革，现在CT技术可应用于全身。近年来，随着CT成像技术的快速发展，美国公司首次推出CT能谱成像技术，提供了确切的能量成像[2]。

2．CT能谱成像的基本原理

2.1X线的成像基础

物质对X线的吸收与X线的能量变化有关，每一种物质都有一种关于X射线衰减的独特吸收曲线，并且每一种物质的X射线吸收系数都是由光电效应和康普顿散射共同决定的，所以X射线吸收系数决定了X线的衰减，而CT是通过计算物体对X线的衰减来成像的，因此CT能谱图像重建的过程是表示每个体素线性衰减系数的过程。

2.2普通CT的成像基础

CT能谱图像重建是通过物理学，对X线透射人体某断层的强度的监测，推算出衰减系数的分布图，从而实现断层能谱成像[3]。有一种效应叫“硬化效应”，即X线是一种能量射线，其中混合着不同能量的射线，有高能量和低能量两种，当X线照射人体的时候，X线中能量低的射线首先被吸收，这种现象称为硬化效应。这种效应成为了CT能谱成像的普通CT成像原理。

2.3CT能谱成像的技术支持

2.3.1宝石探测器普通的探测器材料为陶瓷或钨酸镉，采用宝石作为CT能谱成像的探测器比普通的探测器有更多的优点，其稳定性更高，探测速度快，通透性良好，效率高，余晖效应低，区分能量射线的能力强，并且辐射损害减少百分之五，对于在放射科工作的医生来说优点突出。将高能量和低能量X射线转化为可见光的时间快，宝石即是一种石榴石，具有特殊的光学特性，在石榴石里面添加稀土元素后其分子构型与真正的宝石极其相似，故名宝石[3]。

2.3.2瞬时变能高压发生器瞬时变能高压发生器可以将系统内电压在非常短的时间内快速切换，比普通的电压发生器节省相当多的时间，是瞬间变能成为可能。

2.3.3动态变焦球管它可以通过动态改变球管的焦点提供出色的图像质量，为临床工作带来极大便利。不同的仪器设备具有不同的动态变焦球管。

3．CT能谱成像的临床应用

3.1硬化伪影的去除

CT能谱成像可以在不同情况下起作用，例如：1>血管成像中俄硬化伪影的去除，高密度的位置会产生硬化伪影，比如金属和钙化的斑块，也可以复查动脉瘤夹闭后CT图像。2>骨关节手术后复查材料伪影的去除，CT能谱成像可以用特有的单能量去除伪影，普通的CT则会受到金属的影响而失真。3>颅底能谱成像，传统的CT颅底伪影显现不清，使脑干及小脑下部结构成像不准，CT能谱成像改善了这一缺点[4]。

3.2肿瘤小病灶的检出及肿瘤的定性分析

传统CT会受碘剂的产生的灰度所影响，容易导致遗漏和误诊。CT能谱成像生成的单能量图像能够如实的反映碘剂分布情况，不受其影响，并且能谱成像的敏感度高，所以可以避免碘剂造成的小病灶遗漏和误诊，对于小病灶的检出率大大提高。另外，对于肿瘤的定性分析的作用突出，来源于木同脏器的肿瘤的密度各不相同。能谱CT成像可以对其组成成分进行准确的分析。有助于明确肿瘤的来源，并对其进行鉴别诊断。确定肿瘤的浸润程度，明确TNM分期。

3.3阴性结石的检出

普通CT检测出阳性结石的阳性率很高，但对于阴性结石的敏感性却很低。能谱CT成像能够通过原子序数有效的区分不同种类的肾结石。

3.4物质的定量分析

CT能谱成像将碘和水作为标准对比剂，进行物质定量分析。CT能谱成像可以反映肺血流动力学的改变，而传统的CT不行。肺栓塞在CT能谱成像上呈现栓塞部位密度低于其他部位，证明该处肺血流灌注不足。所以该技术不止可以做碘定量分析，还可以证明肺栓塞的存在。另外，CT能谱成像可以检测甲状腺含碘量，评估甲状腺功能状况。CT能谱成像可以在甲状腺疾病的鉴别中起重要作用。最后，CT能谱成像可以进行定量分析的物质还有水、钙、铁等[2]。

4.CT能谱成像技术展望

能谱CT是影像放射科的焦点以及研究热点，其用途广泛，技术先进，能谱CT是09年新生的一项技术，至今已经有了很大进展，有望能够长期发展和完善。

参考文献：

[1]任庆国，滑炎卿，李剑颖.CT能谱成像的基本原理及临床应用[J]．国际医学放射学杂志，2011．Nov；34（6）：559-563.

[2J唐杰．×射线连续谱的量子解释[J].四川理工学院学报（自然科学版），2004，17：115-116.

[3]林晓珠，李卫侠，朱延波，等．宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用[J]．诊断学理论与实践，2010，9：155-160.

[4]林晓珠，李卫侠，朱延波，等，宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用[J]．诊断学理论与实践，2010，9：155-160.

[5]陈克敏，林晓珠．CT能谱成像临床应用与研究价值及展望[J]．现代实用医学，2011，23（8）：841-844.