宝石CT能谱成像检查手册72-终.pdf

1、放射学专家谈能谱成像能谱成像是 CT 领域的突破性进展，代表了后 64 时代 CT发展的重要风向标。作为引领当今 CT 技术前沿风骚的能谱 CT，与常规 CT 相比其最显著的特征就是以多参数成像为基础的综合诊断模式。能谱对小病灶的检出和分辨如果能达到一定比例，可以说这将是CT具有革命性改变的一章。因为有了能谱，不同的组织和病变才有了体现各自特征性和性质的衰减曲线；因为有了能谱，才有了最佳单能量，不同的组织和病灶在最佳单能量的时候被得以最好地显示、最大程度地被区分；因为有了能谱，影像诊断和鉴别诊断的古老话题才有了新的模式和工具。能谱 CT 的应用打开了 CT 发展史上崭新的一页，它在影像学发展史

2、上的意义远远超过当年由黑白电视向彩色电视的变迁，使我们走进了炫丽多彩的临床诊断平台。能谱成像作为一个崭新的 CT 成像模式不但给我们提供了丰富的临床影像诊断手段，也挑战了我们对新事物的认知。宝石 CT 及能谱成像原理介绍CT 能谱成像临床适应症CT 能谱成像检查整体方案能谱 CT 扫描参数一览表目 录Contents01051929前 言CT 能谱成像是影像界具有突破性的新技术，应用于临床已有两年余，经过不断的探索与实践，已在临床工作中获得了一些令人欣喜的应用结果。CT 能谱成像的长足发展需要相关专业人员和患者的了解和认可，本着说明、推广、规范、指导的想法特编写该检查手册。希望能够增进交流、优

3、化流程、规范操作，共同推进 CT 能谱技术的不断向前发展。相信随着研究成果的不断总结和发表，宝石能谱 CT 的临床应用前景会越来越受到同行的关注，也将会丰富影像诊断的手段。宝石 CT 及能谱成像原理介绍宝石 CT 能谱成像检查手册32宝石CT及能谱成像 原理介绍 宝石能谱 CT 与常规 CT 有何不同？主要部件探测器，材质不同于以往常规 CT，宝石 CT 的探测器是由石榴石（Garnet）构成；宝石 CT 探测器反应速度快、通透性高，是进行能谱成像和高清成像的基础。宝石 CT 产生 X 线的高压发生器和球管不同于常规 CT 宝石 CT 的高压发生器可以在非常短的时间内（0.5ms）进行高低 能

4、量的瞬时切换（80kVp 140kVp）。宝石 CT 的球管采用动态变焦技术，保证高清晰度图像，并且在球 管电压瞬时切换的过程中始终保持优质的图像效果。宝石能谱 CT 配备有全面的低剂量高清技术 采用 ASiR（Adaptive Statistical iterative Reconstruction）技术，宝 石 CT 可以在明显降低剂量的情况下仍能获得高清的图像。采用 ASiR 技术，宝石 CT 可以在很低的射线剂量条件下，完成能 量解析，同时降低图像重建和能量解析过程产生的图像噪声，使 能谱成像实现从实验室、科研到临床的转化。宝石 CT 能谱成像利用瞬时高低能量切换获得的双能量成像信息，

5、通过原始数据空间的解析，重建被检组织的成对基物质图像以及单能量图像（40keV 140keV）常规 CT 重建的是混合能量图像，能谱成像得到的是 101 组单一能量点的图像，其效果类似与白光和彩色光的区别能谱 CT 的单能量图像与常规图像相比具有更好的对比噪声比，可以优化病灶和血管的显示效果不同的组织和病变在不同能量水平的单能量图像上显示的特征是不同的，其在连续变化的能量上的表现即构成能谱曲线X 光和可见光一样，也 具有相应的谱（能谱）300 年前，牛顿发现光谱 CT 能谱成像说明来自光谱的启示宝石 CT 能谱成像检查手册54宝石CT及能谱成像 原理介绍 CT 能谱成像说明CT 能谱成像具有物

6、质分离的功能，其重建的基物质图像能够特征性地显示相应的物质成分；比如最常见的碘基图，可以显示局部组织内碘浓度高低从而反映该组织的供血状态；碘钙配对的基物质图像可以鉴别在常规 CT 上显示为高密度的物质究竟为钙化还是增强后的碘对比剂。利用 X 线鉴定未知元素的原子量的功能，CT 能谱成像可以获得被检组织的有效原子序数（也可理解为拟合原子序数），有效原子序数反映了不同组织对 X 线的衰减特性，从而间接反映被检组织的特性。物质分离技术 碘基图像 钙基图像CT 能谱成像临床适应症颈动脉能谱 CTA，碘（钙）基图像显示增强后的血管内腔，血管壁的钙化不显示为高密度；钙（碘）基图像显示钙化的血管壁和骨骼为高

7、密度，血管内对比剂不显示为高密度；采用物质分离技术可以准确评估严重钙化的血管的狭窄程度。宝石 CT 能谱成像检查手册76CT能谱成像 临床适应症 临床适应症（优选）小肝癌的诊断 容易检出常规 CT 密度改变不明显的小病灶 可以定量分析、鉴别诊断肝硬化门脉高压血管成像 优化门静脉显示效果（提高对比噪声比）更好地显示侧枝循环肝脏占位灶的检测 优化病灶的显示 相似肿瘤之间的鉴别诊断小肝癌肝脏占位门静脉 CTA胰腺内分泌肿瘤 胰腺外分泌部肿瘤肾上腺病变肾脏囊性病变肾癌结石、痛风颅内动脉瘤介入治疗后随访四肢骨骼、脊柱金属植入物术后随访 肺动脉栓塞颅底部可疑病变颈动脉斑块腹主动脉斑块病灶检测鉴别诊断优化血

8、管显示病灶检测鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断(定量分析)去除伪影病灶检测与定量分析去除伪影优化血管显示和斑块分析宝石 CT 能谱成像病例筛选适应症（一）,优选适应症（二）,次优选病变和部位病变和部位特殊价值特殊价值宝石 CT 能谱成像检查手册98CT能谱成像 临床适应症 能谱曲线鉴别诊断能谱曲线显示肝脏血管瘤（HH）和血管平滑肌脂肪瘤（AML）的低能量段曲线始终高于局灶性结节增生（FNH），肝细胞肝癌（HCC）的曲线最低，可进行区分。肝脏富血供肿瘤 AML HCC FNH小肝癌(右肝 HCC 级)01002003004005006004045505560657075808590951

9、00105110115120125130135140HUkeV肝脏富血供病变动脉期能谱曲线HH动脉期HCC级动脉期FNH动脉期AML动脉期0100200300400500600404550556065707580859095100105110115120125130135140HUkeV肝脏富血供病变门脉期能谱曲线HH门脉期HCC级门脉期FNH门脉期AML门脉期 常规 图像 单能量 68keV 碘基图像 碘基与单能量融合图像 最佳单能量图像（41keV）动脉期常规 CT 和 68keV 单能量图像上病灶显示不清(A-B)；碘基图像显示右肝局灶性碘浓度增高(C)，提示病灶由动脉供血；根据碘基图像

10、提示进行最佳 CNR 分析，获得针对该病灶的最佳单能量图像（41keV），显示病灶为相对高密度(E)。门静脉成像A.单能量 68keVB.单能量 51keVA B宝石 CT 能谱成像检查手册1110CT能谱成像 临床适应症 单能量 68keV 碘基图像 最佳单能量图像（51keV）碘基与单能量融合图像胰腺内分泌肿瘤的检测 容易检出常规 CT 密度改变不明显的小病灶胰腺外分泌部肿瘤的鉴别 胰腺癌与慢性胰腺炎的鉴别 胰腺囊性肿瘤的鉴别诊断动脉期 68keV 单能量图像胰头部病灶显示不明显(A)；碘基图像显示胰头部局灶性碘浓度增高(B)；最佳单能量图像（51keV）显示胰头部高密度病灶(C)；碘基与

11、单能量融合图像伪彩编码更容易发现病灶(D)。胰头部胰岛素瘤临床适应症（优选）临床适应症（优选）颅内动脉瘤介入治疗后随访(protocol 1.6 circle of Willis)能谱 CTA 可以去除弹簧圈或金属夹引起的伪影，清楚地观察和评 估动脉瘤填塞或夹闭的效果 为无创性、简便、经济型检查四肢骨骼、脊柱金属植入物术后随访、复查 宝石能谱 CT 单能量 MARs 技术可以减除金属伪影，清楚地观察 和评估金属固定物、假体以及周围骨骼的情况肾上腺病变的鉴别诊断 宝石 CT 能谱技术可以帮助鉴别肾上腺腺瘤和增生肾脏囊性病变 宝石能谱 CT 物质分离技术可以帮助鉴别囊性肾癌、复杂性囊肿和单 纯性囊

12、肿肾细胞癌的鉴别 肾脏透明细胞癌与其它细胞类型肾癌的鉴别 肾脏透明细胞癌的分级诊断宝石 CT 能谱成像检查手册1312CT能谱成像 临床适应症 常规 CT CTA大脑前交通动脉和左侧后交通动脉瘤栓塞术后 5 年复查 能谱 CTA DSA常规 CT 显示蛛网膜下腔出血，左侧鞍旁金属伪影（A、B）；常规 CTA 显示左侧颈内动脉分叉部及前交通动脉弹簧圈栓塞后，局部伪影较明显，相应血管的显示欠佳，难以评估治疗效果及蛛血的原因（C、D）。能谱 CTA 显示弹簧圈伪影减除，左侧颈内动脉分叉部动脉瘤再发(E、F)；同日 DSA 证实动脉瘤再发，与能谱 CTA 所示结果一致（G）。ABCDGFE单纯性囊肿在

13、水基图像、碘基图像上均表现为低密度；复杂性囊肿在水基图像上表现为高密度，钙化部分在钙基图像上显示为高密度，碘（钙）基图像上不显示高密度；囊性肾癌在水基图像上显示为等密度，碘基图像呈稍高密度。单纯囊肿复杂性囊肿囊性肾癌 单能量图像 水基钙基图像 碘基图像肾脏囊性病变宝石 CT 能谱成像检查手册1514CT能谱成像 临床适应症 肾结石成分鉴别 宝石 CT 能谱技术（有效原子序数、能谱曲线）可以帮助鉴别尿路 结石的成分（磷酸钙、草酸钙、尿酸、胱氨酸），从而指导选择 相应的治疗方案痛风的诊断（protocol 9.10 GOUT）宝石能谱 CT 物质分离技术可以特异性地显示痛风导致的尿酸盐结 晶沉积和

14、痛风石形成 早期诊断、定量诊断 无创、简便、经济痛风痛风13956痛风石和尿酸盐结晶在尿酸基图像显示为高密度(A)，钙基图像上显示为低密度(B)；融合图像更容易观察病变范围(C-D)。ROI5（橙色）为尿酸盐结晶沉积，ROI6（粉红色）为肌肉组织，ROI9（湖蓝色）为松质骨，ROI13（深蓝色）为皮质骨；能谱曲线分析尿酸盐结晶与周围其它组织的曲线均不相同，可以帮助鉴别。ABDC尿酸基融合图像-黄色为尿酸基融合图像-蓝色为钙基钙基临床适应症（优选）宝石 CT 能谱成像检查手册1716CT能谱成像 临床适应症 临床适应症（次优选）肺动脉栓塞（protocol 5.7 pulmonary embol

15、ism CTA）宝石能谱 CT 碘基图像可以直接显示肺实质血流灌注状态，有助于 早期、直观显示发生栓塞的肺组织 宝石 CT 物质分离技术可以对局部肺组织碘浓度进行定量分析，可 以帮助评估疗效 减少肺动脉 CTA 对比剂用量颅底部可疑病变 能谱 CT 单能量技术可以减少图像硬化伪影颈动脉斑块 宝石 CT 能谱技术能够帮助鉴别斑块的性质 宝石 CT 最佳单能量技术能够优化颈动脉 CTA 的显示效果腹主动脉斑块 宝石 CT 能谱技术能够帮助鉴别斑块的性质645右肺上叶肺动脉栓塞肺窗图像不能明确显示肺组织异常改变(D)；纵隔窗显示右上肺动脉分支内小栓子(C)；碘基和融合图像显示右肺楔形碘浓度降低区域(

16、B-A)，提示为栓塞后血流灌注减低的肺组织。DBAC宝石 CT 能谱成像检查手册1918CT能谱成像 临床适应症 红色同侧正常肺组织黄色对侧正常肺组织蓝色栓塞区域肺组织CT 能谱成像检查整体方案散点图显示栓塞区域碘浓度明显低于同侧和对侧正常肺组织碘浓度(E)；直方图显示栓塞区域与正常肺组织 CT 值差异不明显(F)，而碘浓度分布存在明显差异(G)；能谱曲线显示栓塞区域肺组织能谱曲线明显低于正常肺组织曲线，前者呈低平表现(H)。EFGH右肺上叶肺动脉栓塞宝石 CT 能谱成像检查手册2120CT能谱成像 检查整体方案 能谱 CT 检查前准备四肢骨关节及脊柱金属植入物术后随访复查无需特殊准备痛风检查无需特殊准备肿瘤检查需要增强，增强前需空腹或餐后 4 小时以上增强检查前需进行碘过敏试验为获得良好的成像效果，腹部脏器（肝脏，胰腺，肾上腺，肾脏）检查前需饮水充盈胃肠道扫描流程与协议能谱成像扫描过程和时间与常规扫描类似只需在扫描类型中（Scan type）开启能谱模式（GSI mode on）然后根据相应的检查部位进行 GSI 协议的选择（图 1）扫描流程与协议能谱成像各部位常用扫描 GSI 协议