能量CT成像原理和必威体育精装版进展.ppt

双能减影之物质分离 (方法) 建立不同基物质校正曲线 (不同密度下CT值随电压的变化率) 计算未知物的双能减影指数 (DEI): (X80-X140)/(X80+X140+2000) 计算未知物中水和碘的比例以 ”分离”物质 基物质需要根据机型逐一建立 物质分离基于CT值，精度受原始图像CT值漂移和伪影限制 使用校正曲线分离物质 -100 0 100 200 300 400 500 HU at 140 kV HU at 80 kV 0 100 200 300 400 500 600 Iodine Water CT(x,y,z,E) = w(E) CTLE(x,y,z) + [1-w(E)] CTHE(x,y,z) 双能减影之单能量成像 (方法) w(E)是权重因子，w(E) = [0, 1] CTHE 和 CTLE 是高低电压下的图像 图像的加权叠加： (1)图像受制于两组中较差的图像；(2)能量点在60keV - 85keV之间 80kV 140kV 物质对X射线吸收的物理定律 能谱成像 (GSI) 对应CT值的表达 CT(x,y,z,E) = Dwater(x,y,z) ?water(E) + DIodine(x,y,z) ?Iodine(E) = X射线吸收 - - - - - - - - - - - Ep = hn K L M + 光电效应 (pe) 康普顿散射 (c) ?(E) = ?fpe(E) + ?fc(E) ?(E) = c1 ?1(E) + c2 ?2(E) Low kVp Projections Plow(i) 能谱解析 Data Acquisition High kVp Projections Phigh(i) 获取高低电压两组数据 70 keV 获取单能图像 密度重建 MD Iodine MD Water DIodine DWater Enables “exact” beam hardening correction - Dr. Norbert Pelc of Stanford University 能量数据三同 一条投影线上两个能量数据 Iodine Projections PIodine(I) Water Projections PWater(I) 线性吸收投影数据对 物质密度投影数据对 线性吸收投影数据对 如何获得单能量 (keV) 的图像 CT(x,y,z,E) = Dwater(x,y,z) ?water(E) + DIodine(x,y,z) ?Iodine(E) MD物质分离已 经计算出此值 MD物质分离已 经计算出此值 如果我们能够得到?water(E) 和?Iodine(E) 在任意keV下的数值， 我们就能计算出不同keV下的图像CT (x,y,z,E) 60 140 Iodine X线能量keV 0 0.01 0.05 0.5 μ(keV) cm2/mg Water Water 物理学家已经测定了所有物质的μ(keV) 随能量变化的数值 20 40 80 100 120 70keV CTimage (70keV) = Dwater* ?water(70keV) + Diodine*?Iodine(70keV) 已重建出 已重建出 CTwater(70keV) CTimage(70keV) 1000 Dwater DIodine 钙 尿酸 D(Iodine, Water) D(Iodine, Water) Duricacid Dcalcium 钙 D(Calcium, 0) Duricacid Dcalcium 尿酸 D(0, uricacid) 不同基物质对：提高分辨精度，排他性显示 基物质对的临床应用价值 单能量成像之功效 消除硬化伪影 增加对比噪声比 ？ 50keV 120kVp 能谱CT 常规CT 140kVp 140keV 120kVp 55keV 能谱成像 消除硬化伪影 增加对比噪声比 物质分离: 提供准确的组织结构和功能信息 单能量图像: 有效地消除了硬化伪影 极大地提高密度分辨率 能谱成像 能量CT成像 双能减影 能谱成像 基于两CT值图像 高低电压图像加权 平均获得单能图像 基于两基物质密度图像 利用物理测量的单能量 吸收系数计算单能图像 单能量图像 能谱曲线 物质定量 基物质图 1 2 3 有效原子序数 4 能谱平台四大工具 提高图像质量 减轻金属伪影更好的检出病变更好显示病灶内部特征 定性 能谱曲线可以反应组织特性，血供特点和增强规律 定量 物质定量测定能反映组织或病变的血供特点 特定物质的相对含量 精准定性+定量 精确反应无机物的性质 能谱必威体育精装版进展 (fo