能谱原理与临床.ppt

关于能谱原理与临床第1页，共30页，星期日，2025年，2月5日?Multi-energy/spectralCT：利用物质在不同X射线能量下产生的不同的吸收来提供比常规CT更多的影像信息的CT。什么是能谱CT第2页，共30页，星期日，2025年，2月5日能谱CT成像不但能够获得物质密度及其分布图像，还能获得不同keV水平的单能量图像。而且还能根据所得到的能谱曲线计算出该病变或组织的有效原子序数。由此可见，与常规的单参数CT图像相比，能谱CT成像具有多参数。定量分析的全新成像模式，拥有更多的有用的信息。哪些更多的信息第3页，共30页，星期日，2025年，2月5日（1）X线通过物质的衰减能够客观反映X线的能量；（2）任何物质都有其特征的衰减曲线；（2）X线经过物质后产生的光电效应、康普顿效应和电子对效应共同决定了物质的衰减曲线；（3）物质的衰减曲线呈线性关系，可以选择任意两种不同的物质对能谱CT图像进行物质分离。物理基础第4页，共30页，星期日，2025年，2月5日第5页，共30页，星期日，2025年，2月5日原理：把物质对X线的吸收假设为另外两个物质（基物质对）对X线的组合。常用基物质对为水和碘，也可以是其他任何两种物质。CT(x,y,z,E)=D(water)*μ(water,E)+D(iodine)*μ(iodine,E)物质分离第6页，共30页，星期日，2025年，2月5日数学模型：n=aX+bYm=cX+dY80keV和140keV所得两组数据可得X、Y的值。已知X、Y的值，可以得特定kV条件下的n、m的值。第7页，共30页，星期日，2025年，2月5日探测器接收信号转换为数据空间数据把数据空间中单位体素按某种基物质对进行分类运算得出不同kV条件下X线在单位体素中的衰减数据数模转换得到单位像素CT值，形成图像流程第8页，共30页，星期日，2025年，2月5日宝石能谱CT球管能瞬时（＜0.5ms）实现高低双能（80kV和140kV）切换，球管几乎同时，同向产生两种能量的X线，再由高效率探测器先后（瞬时）采集两种能量X线所产生的数据（具有良好的一致性），能够进行数据空间的吸收投影数据到物质密度投影数据的转换，实现数据空间能谱解析。宝石CT多能谱成像第9页，共30页，星期日，2025年，2月5日通过一次能谱扫描（80kV和140kV高低峰电压瞬时切换）可以获得扫描部位常规的混合能量CT图像（kVp）、单能量CT图像（40keV~140keV的101个）及物质分离的密度图像，生成新的基物质密度图像：如水，钙，碘。CT(x,y,z,E)=D(water)*μ(water,E)+D(iodine)*μ(iodine,E)第10页，共30页，星期日，2025年，2月5日探测器：采用全新材料（红宝石）的探测器，其突出的特点是对X线反应非常快，即将X线转换为可见光的速度是一般探测器材料的100倍，余晖效应（清空速度）快4倍，确保两次高速数据采用之间有足够的时间分辨率，互不影响。球管：单一球管进行瞬时（＜0.5ms时间能量分辨率）实现高低双能（80kV和140kV）切换，配合宝石探测器，使得能谱CT能够应用于临床。其独有的能谱栅成像技术能够做到真正的单能量成像及能谱分析。宝石能谱CT特点第11页，共30页，星期日，2025年，2月5日作为一名放射科员工，我们在CT检查中最关心的是什么？第12页，共30页，星期日，2025年，2月5日我们希望获得满意的图像质量的同时尽量降低辐射剂量。能谱CT的瞬时双能量采集与普通CT扫描相比，在获得相同图像质量时辐射剂量是否会翻倍？图像质量与辐射剂量第13页，共30页，星期日，2025年，2月5日方法：对照组使用120kV的常规CT进行扫描．第二组采用能谱采集扫描模式(80kV，140kV瞬时切换)进行扫描，两组扫描其它的参数完全一值，能谱成像使用65kV的单能量图像用于图像质量的评估。日本东京女子医科大学关于宝石CT能谱成像与常规CT的射线剂量和图像质量的对比的研究第14页，共30页，星期日，2025年，2月5日结果：第15页，共30页，星期日，2025年，2月5日第16页，共30页，星期日，2025年，2月5日这个基础实验提示人们，在同一毫安秒的扫描条件下能谱成像的图像质量同等于常规CT的120kV的图像质量,但剂量只有常规CT扫描的76.1％。讨论：第17页，共30页，星期日，2025年，2月5日对于能谱成像的辐射剂量，有二个方面值得探讨：其一，因受80kV和l40kV瞬时高速切换