宝石能谱CT临床应用进展

蒋 娜 陈志民 方天舒 田 英 李 浩

(郑州市第九人民医院呼吸内科，河南 郑州 450003)

宝石能谱CT临床应用进展

蒋 娜 陈志民 方天舒 田 英 李 浩1

(郑州市第九人民医院呼吸内科，河南 郑州 450003)

宝石能谱CT；伪影；病变残留

超声、多层螺旋CT、磁共振成像(MRI)、正电子发射计算机断层显像(PET-CT)、数字减影血管造影(DSA)〔1～3〕都各有其影像学优点和缺点。DSA是目前肿瘤检测的金标准〔4〕；由于DSA常规检测的侵入性，使其具有明显的局限性。开发简单、微创的影像技术仍然是当今临床迫切需要解决的热点问题之一。近年来，宝石能谱CT实现了CT领域高清晰与低剂量成像的完美结合；在临床应用中，大大提高了诊断精度和安全性，将影像诊断成功率提高到一个全新的高度，实现目前CT业内最先进的早期发现、早期诊断，为临床的早治疗提供诊断依据。宝石能谱CT能够提供高质量的成像，清晰显示解剖部位的细节结构。能谱成像对同一解剖部位进行两个不同能量级别的扫描，准确区别不同组织的化学成分，从而对正常解剖结构和病理结构进行观察和分析。容积螺旋实现动态500排技术，成像能够覆盖312.5 mm的扫描范围，0.5 mm薄层、足够完成全身所有器官的四维成像。在灌注评估中，可以在轴向穿梭80 mm，覆盖范围达120 mm以上，大大地提高时间分辨率，使心脏检查顺利完成。全身低剂量成像、宝石探测器的应用、统计迭代重建算法(ASIR)可降低图像噪音，大大减少了扫描剂量。本文综述宝石能谱CT应用的进展。

1 宝石能谱CT成像原理

宝石能谱CT采用了双能CT(DECT)成像技术，使得病灶密度的测量成为可能〔5～7〕。双能量的基本原理是用不同的电压采集来自同一解剖位置的两个数据集(通常是80和140 kV)。目前，两种DECT系统已经应用在了多排螺旋CT双X射线管，实现了CT能谱成像(GSI)〔8〕。

GSI能够同时观察常规的混合能量 CT图像(kVp)、单能量CT图像(keV)及物质分离的密度图像。能谱CT除了具有常规CT所有功能外，它还具有能够进行物质分离，生成新的基础物质密度图像：如水、钙、碘、脂肪；生成从40～140 keV 的101个单能量图像；综合单能量图象并生成不同物质基础的医学数字成像和通信(DICOM)图象；对不同层厚的图像任意显示不同重建图像(轴断面，矢状位，冠状位，斜位及任意方位)；采用不同色彩标记不同密度的物质；展示不同物质衰减曲线图；最优化选择单能量图像；展示不同物质能量直方图。即用单能量进行物质分离所得到的每种物质密度图像即能谱成像。DECT具有两个不同的能力即物质的分化和材料的定量与定性分析〔9〕。此外，通过测量碘密度肿瘤相对血容量的评价已成为可能〔10，11〕。

2 宝石能谱CT成像特点

宝石能谱CT采用高纯度、高通透性的GSI技术，实现快速kVp切换单能量CT成像。因此，与常规CT相比较，GSI具有明显的优势〔12〕。通过优化图像质量和选择最佳的单色图像，GSI有利于消除常规CT的射束硬化，避免产生平均衰减效应，从而增加图像的对比度噪声比。基于不同的单光子能量在不同材料的吸收系数的差异，GSI也可以产生不同的特征吸收曲线，从而实现物质的分离与鉴定〔5〕，不同材料的光谱曲线有不同的分辨率。碘为基础的图像可用于直接测定碘含量和标准化碘浓度，从而间接反映出在不同的病理条件下病理组织的血液供应状况，监测疾病进展。研究〔6，13〕显示不同浓度的含碘对比剂碘含量的测量值和真实值之间存在显著相关性，且两者差异无统计学意义。在碘的光谱曲线上，碘肝动脉与肝实质的CT值与单能电子的减少，从而改善了病变与正常肝组织的对比度和组织间的对比度。因此，使用GSI技术可以在不增加放射剂量基础上〔14〕，提高缺乏血供病变的检出率，小病灶和多发病灶，提高定性准确，避免病变遗漏，从而提供更强有力的信息进行准确定性，定位明确，疾病的快速诊断和及时治疗。在目前的研究中，GSI显示病变的最佳单色图像在60～70 keV〔15〕。此外，常规的影像检查主要观察肿瘤的形态和改变，但肿瘤大小这一显著的变化往往发生在化疗后6和3个月〔16〕。GSI能够对治疗前后的机体组织损伤进行光谱特性的相似性分析，从而提供病变的性质和来源，有助于鉴别诊断〔17～19〕。

3 宝石能谱CT临床应用

宝石能谱CT可以极大地提高扫描速度，并实现高清晰成像。在肿瘤早期检出和肿瘤性病变的鉴别中起到了积极的作用，能谱CT多参数成像在鉴别明确前列腺癌病灶部位与前列腺增生结节的良恶性时具有一定价值〔20〕。邓明等〔20〕发现与常规CT相比，在不增加辐射剂量的前提下，GSI能明显提高小病灶及多发病灶的检出率：GSI根据能谱分析图的不同特征反映肿瘤的同源性，客观地提示某一病灶是否为复发或转移灶，有效地鉴别肝脏乏血性肿瘤与其他病变，在肝癌经导管肝动脉化疗栓塞(TACE) 术后疗效评估及随访中更加准确〔21，22〕。宝石能谱CT受试者工作特征(ROC)曲线的分析有助于提高非小细胞肺癌术前淋巴结转移状态判定的准确性〔23〕。宝石能谱CT的GSI扫描技术能够发现和提高小病灶和多发病灶的检出率。对于发现小病灶的敏感性可与PET-CT相媲美，有利于小病灶的早期检出。同时，能谱分析可对肿瘤性病变进行鉴别诊断，在提供水、碘、钙基不同成像条件下，实现初步的物质分析，从而区分不同的组织成分，提高影像诊断的水平。 宝石能谱CT可以实现全身血管的高清成像，可有效降低金属伪影干扰，显示被伪影掩盖的图像细节，可以为动脉瘤夹闭术后的复查提供完美的成像。对于许多骨科术后病人，放置的金属类植入物，在影像学检查中如MRI和CT检查会产生大量的伪影而影响诊断。宝石能谱CT的GSI检查技术可有效减低伪影的影响，从而提高骨科术后情况的评价。宝石能谱CT可以进行高清晰心脏造影和冠脉成像。是目前唯一能够精确评价冠脉支架置入后支架腔内状况的CT设备，使冠状动脉钙化与支架的伪影影响支架置入后疗效评价问题得到彻底解决，提高了诊断成功率，同时可有效抑制动脉粥样硬化钙化斑块的伪影，对于管腔的狭窄程度提供准确的评估，通过能谱分析可以准确地鉴别斑块的性质。宝石能谱CT在高清成像的基础上，与以往的CT相比可以显著降低照射剂量，最大程度保护患者的健康，是目前世界上辐射剂量最低的CT。

综上，GSI与传统的CT值相比，它可以更客观准确地判断病变残留、复发性或转移性病变，GSI允许多参数成像克服了传统CT的局限性，它依赖于形态学和CT值，是一种非参数的成像方式。因此，GSI实现从形态功能成像的过渡，因此可以更准确地评价疗效，目前医学影像界公认为宝石能谱CT具有以下特点：显微CT——发现常规CT发现不了的病灶；病理CT——率先进入分子能谱成像领域；绿色CT——业界绿色安全的CT；功能CT——在临床上，容积动态500排技术、一次采集2 m以上的数据范围、0.5 mm薄层、四维、灌注成像、世界上最先进的多种多功能的软件应用，使CT检查从传统密度学、形态学诊断发展到功能学诊断；是唯一适用于人体各个系统、各个部位、各类各性疾病检查的现代医学影像设备。

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〔2015-03-17修回〕

(编辑 苑云杰)

蒋 娜(1981-)，女，硕士，主治医师，主要从事老年医学研究。

R445.3

A

1005-9202(2016)24-6319-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.24.130

1 郑州市第九人民医院胸外科