双源CT胸部应用.doc

一、基本原理及硬件技术 在医学影像诊断所涉及的X线中，X线与物质相互作用的方式主要是光电效应和康普顿效应。CT图像质量主要与物质密度有关。低千伏成像时，康普顿效应不变，但光电效应呈指数级增加。此外，当使用处于或略高于K边缘的能量时，元素的K边缘光电效应也明显增加光电敷应的频率。对碘而言，在低管电压CT技术中光电效应和K边缘效应的增加明显提高了CT值。碘的cr值在80 kV成像时较140 kV时增加80%。利用DECT，通过比较2种不同能量每个体素的CT值可以鉴别不同原子序数的物质。比如，碘在2种能量条件下的线性衰减系数有较大差别，而钙化或气体的线性衰减系数的差别则比较小，由此可提取出碘的成分，获得肺灌注成像以及去骨及斑块的CTA图像。 实现DECT的技术主要有3种。双源CT的主要优势在于目前积累了较多临床经验以及常规的图像重建技术，不足之处在于双能量数据的处理是在图像重建后而不是利用投影数据进行的。第2代双源CT BX线管的视野增加到33 cm×33 cm，改善了第1代双源CT后处理遇到的在体型较大患者中视野缺失的问题。第2代双源CT在技术上的一些改良，例如更短的旋转时间、更高的螺距、更大的覆盖范围，改善了DECT的影像质量，增加了该技术的可行性。此外，2个X线管之间的角度也由90度增加到95度，减少了BX线管-探测器系统的横向散射问题。锡滤器的使用也改善了高低能量的滤过，改善了对X线波谱的解析能力。快速千伏切换技术中x线管能够进行怏速的千伏和电流调节，进行邻近投影之间高、低能量的切换。主要优势是能利用横断面螺旋模式采集的投影数据进行双能量处理，理论上能更准确地进行物质成分分析及单色CT影像显示。不足之处在于难以足够快地改变每次千伏切换期间的管电流，导致2个数据系列间噪声水平不匹配]。“三明治”式探测器技术也可获得DFCT数据，其中低能光于被探测器上层吸收，而高能量光子被探测器下层吸收。与双源CT不同，后2种双能量硬件技术可以获得全视野成像，但尚缺少足够多的临床应用经验。 二、后处理及图像显示技术 进行胸部DECT扫描可常规获得80、140 kV以及平均加权3个系列的图像。在临床实践中，平均加权图像是将80和140 kV系列的图像进行融合而获得的，软件默认的融合系数为o．3，指的是30%的图像信息来自80 kV图像， 70%的图像信息来自140 kV图像。融合系数可在0一l之间任意选择。放射科医师应按患者病情阅读DFCT提供的不同管电压的CT图像，对体质量指数(BMI)正常者可选择80 kV图像以提供更高的肺动脉强化值和更明显的栓子显示率，对于肥胖患者选择140 kV图像以增加图像对比，这样有助于提高诊断率，降低不能诊断的图像几率。 DECT数据还可用于物质特异性信息的显示，这需要利用专门的双能量后处理软件完成。目前胸部DECT后处理软件主要有肺灌注血容量成像软件(perfused blood volume． PBV)、虚拟平扫和体部骨去除软件。PBV软件利用3种成分（空气、软组织和碘）解析方法进行分析。由于碘在高低千伏时X线衰减明显不同，而空气和软组织则没有明显的变化，从而可提取出碘对比剂的信号。利用该软件可获得3个系列的图像，即解剖图像、碘图和两者的融合图像。碘图提供了靶器官碘对比剂分布的信息，融合图像则可以同时显示靶器官碘的分布和相应的解剖信息。利用DECT数据还可获得胸部的虚拟平扫图像及对应的碘图，用于评价主动脉术后是否有内漏形成以及孤立性肺结节的性质。体部去骨软件还可获得自动化去骨的胸主动脉和肺动脉CTA图像。 三、临床应用 1．肺栓塞：DFCTA在肺栓塞中的应用价值体觋在：(l) DECT不同管电压条件为不同BMI的患者提供了可供选择的图像序列。(2)利用DECT数据通过物质成分解析算法获得碘对比剂在肺内的分布信息，显示肺的灌注状态；同时显示肺动脉解剖和肺实质的灌注信息，有望提高肺栓塞检测的敏感性以及判断肺栓塞的预后。 最近的研究显示，80 kV图像肺动脉的平均CT值、信噪比及对比噪声比明显高于140 kV图像，但相比于平均加权图像（融合系数0.3），80 kV图像保持了高的平均cr值，但因其相对更高的图像噪声，信噪比和对比噪声比低于平均加权图像。在显示栓子方面，80 kV图像的平均CT值和信噪比高于140 kV图像和平均加权图像，但保持了更高的对比噪声比；这提示80 kV图像能更好地显示肺动脉栓子，在外周性肺动脉栓子的检测中有重要的临床意义。利用单源CT 80 kV管电压进行肺动脉CTA检查相比于常规120 kV管电压而言还可降低患者所接受的辐射剂量、降低对比剂使用量，这在孕妇、年轻女性、肾功能较差的患者中有重要的意义。 DECT通过2种能量