石明國，高劍波

1. 第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院 放射科，陜西 西安 710032；2. 鄭州大學第一附屬醫(yī)院 放射科，河南 鄭州 450052

能譜CT在血管成像中的臨床應用

石明國1，高劍波2

1. 第四軍醫(yī)大學西京醫(yī)院 放射科，陜西 西安 710032；2. 鄭州大學第一附屬醫(yī)院 放射科，河南 鄭州 450052

隨著能譜CT成像技術的不斷成熟，能譜CT已經(jīng)應用于臨床全身各部疾病的診斷當中，尤其是能譜CT在血管成像中的應用更顯示出其卓越的優(yōu)越性，這種精確的顯示方法，極大地提高了臨床影像診斷的準確性及可靠性。能譜CT成像作為一種最新應用于臨床的成像技術，可以選擇顯示靶血管的最佳單能量圖像來滿足不同的診斷需要，為在不增加對比劑用量的前提下提高血管成像的圖像質(zhì)量提供了一種新方法。

能譜CT；CT血管造影；單能譜成像

從世界首臺CT問世至今，CT發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了近四十多年的時間，隨著計算機技術的不斷發(fā)展，CT檢查技術也得到不斷完善和發(fā)展，完成了從單排螺旋-多排螺旋-能譜成像的發(fā)展階段。這些高端CT設備及其伴隨的硬、軟件技術發(fā)展主要依賴于X線管和高壓發(fā)生器、探測器以及原始影像重建后處理技術的不斷進步[1]。能譜CT從球管和探測器等方面進行革新，不僅實現(xiàn)了在超低劑量的情況下高分辨率、高清晰度的圖像質(zhì)量，而且首次使用了能譜成像技術，從根本上改變了傳統(tǒng)CT以單一CT值為標準的成像方式，從而能夠進行物質(zhì)分離，使CT技術提高到一個嶄新的水平。CT能譜成像（Gemstone Spectral Imaging，GSI）是CT成像領域中一項嶄新的技術，它以瞬時kVp（80/140）切換和寶石探測器為核心技術，進行數(shù)據(jù)空間的吸收投影數(shù)據(jù)到物質(zhì)密度投影數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，從而在準確的硬化效果校正的基礎上得到準確的能譜成像。CT能譜成像能夠避免CT值的漂移，得到精準的CT值，從而反映物質(zhì)的本質(zhì)；同時它將 CT從單參數(shù)（CT值）成像轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄥?shù)（不同keV下的CT值、多種基物質(zhì)密度和有效原子序數(shù)）成像，實現(xiàn)了CT質(zhì)的變革。自能譜CT于2009年底進入臨床應用以來，經(jīng)過五年多的應用與研究，CT能譜成像已經(jīng)在全身各系統(tǒng)病變的診斷中獲得了廣泛的應用，并在臨床和基礎研究方面取得了初步的成果[2-6]。

1 寶石CT能譜成像在血管造影中的新發(fā)展

1.1 CT血管造影的特點

CT血管造影(Computed Tomographic Angiography，CTA)具有時間和空間分辨率高、掃描速度快、覆蓋容積范圍大等特點，且隨著圖像后處理軟件的不斷更新，正日趨成為無創(chuàng)性血管檢查的主要手段。CTA的質(zhì)量依賴于動脈內(nèi)的對比劑濃度，從理論上說CTA的圖像質(zhì)量可以通過高濃度對比劑團注來實現(xiàn)，但是動脈內(nèi)的對比劑濃度受多種因素如心功能、動脈狹窄程度和側(cè)支循環(huán)形成等的影響，單純增加對比劑濃度和劑量無法明顯地提升CTA的圖像質(zhì)量，卻會增大圖像偽影和對比劑腎病的風險[7]。近年來，在不影響圖像質(zhì)量的前提下，能譜CT成像聯(lián)合低劑量造影劑已成為影像界學者關注的一個熱點課題，且在冠狀動脈、肺動脈、腎動脈、主動脈及各類惡性腫瘤CTA（動脈造影）甚至CTV（靜脈造影）中得到初步應用[2-6,8-10]。

1.2 能譜CT 血管成像特點

常規(guī)的CT掃描是從80～140 kVp范圍內(nèi)選取某一管電壓獲取相應的混合能量X射線，通過人體后衰減，計算該混合能量X射線的混合衰減系數(shù)，從而獲得相應固定的混合能量圖像。而能譜CT成像是通過單球管雙能瞬時切換同向采集技術來獲得40～140 keV范圍內(nèi)的101個單能量圖像及140 kVp混合能量圖像，它通過計算各個能量點的組織對X線的吸收衰減系數(shù)得到相應的CT值，從而能得到相應的能譜曲線[1]。根據(jù)物理特性，物質(zhì)間的能譜曲線差異在低能量段更加顯著，因此在低能量段的單能量圖像中的不同物質(zhì)的CT值差異最大。在某一能量水平所觀察物質(zhì)與鄰近實質(zhì)器官之間的衰減差異達到最高而圖像噪聲最小，這一能量水平便是該物質(zhì)的最佳keV值。而通過最佳對比噪聲比（CNR）單能量曲線獲得的最佳單能量圖像不僅能夠提供高對比度，又能兼顧圖像的最小噪聲的同時而獲得了清晰、精確的圖像，而GSI所產(chǎn)生的這101個單能量圖像為目標血管選擇擁有CNR的最佳能級圖像提供了一個最佳平臺，從而使CT血管造影獲得更完美的影像。

2 能譜CT血管成像技術

2.1 能譜CT血管成像的優(yōu)點及臨床應用

單能量圖像在不同能量水平下具有不同的特征，高能量水平圖像硬化偽影減少，但組織對比劑減弱；低能量水平圖像組織對比增強，但噪聲增高。常規(guī)混合能量CT為了獲得更好的CTA圖像，需通過增加對比劑濃度、劑量或采用特定的高管電壓掃描條件實現(xiàn)，而能譜CT低keV管電壓可以明顯提高血管和周圍組織的對比，可使在血管造影檢查中降低對比劑劑量成為可能。有研究表明，CTA檢查管腔內(nèi)CT值高于250～350 HU即可滿足診斷[11]。雖然低能量水平圖像組織對比增強，但噪聲增高。ASIR技術使圖像噪聲降低。隨著ASIR權重增加，圖像噪聲水平不斷下降，在胸部、腹部掃描中，ASIR權重設置在50%時，圖像質(zhì)量無明顯降低[12]。Prikash等[13]研究表明，ASIR在顯示細微解剖結(jié)構及微小病變中明顯優(yōu)于FBP。血管成像中高密度物質(zhì)會產(chǎn)生硬化偽影，如動脈瘤夾閉術所用瘤夾、血管支架、鈣化板塊等。能譜CT能利用單能量成像技術完全去除金屬偽影，并且任意分離金屬植入物、血管、骨骼這三種物質(zhì)，為全身各部位的血管成像提取最佳圖像。

2.2 能譜CT血管成像的特殊應用

常規(guī)CT的CTA采用混合能量X線，由于線束硬化效應以及其固有信噪比較低，導致對管徑在1.5～3.0 mm的細小動脈顯示不佳[14]。而能譜CT在較低keV水平，腫瘤細小供血動脈CT值明顯增加，與周圍組織對比度明顯提高，這是由于某種物質(zhì)的CT值取決于這種物質(zhì)對射線的衰減，而碘等高原子量物質(zhì)衰減X線光子能量的主要方式是光電吸收效應，因此碘的CT值隨著X線能量的改變產(chǎn)生較大范圍的波動，在適當降低keV時，含碘對比劑的動脈CT值會明顯增高[15]。同時，能譜CT最佳單能量成像技術可以將圖像噪聲控制在適當范圍，獲得最佳CNR的最佳單能量圖像[16]，進一步優(yōu)化了病灶細小供血動脈的顯示。近年來，一些對于采用低濃度對比劑GSI掃描最佳單能量成像與高濃度對比劑常規(guī)掃描的圖像進行比較的研究[17-18]以及證明：低濃度最佳單能量對于細小供血動脈顯示的清晰度、銳利度以及末端分支數(shù)量都有所增加。在此單能量水平，細小供血動脈CT值增高，且CT值的增加量可以有效彌補因?qū)Ρ葎舛冉档投鴮е碌募毿」┭獎用}CT值的減小量。即在最佳keV時，即使血管內(nèi)對比劑濃度較低，但仍可以獲得血管CT值較高的圖像，使得血管和周圍組織形成良好對比，達到使用高濃度對比劑而使血管內(nèi)CT值增高的效果[16]，同時，一些細小供血動脈末端分支更加完整的顯示其全貌。

3 前景與展望

隨著CT成像技術的發(fā)展以及輻射防護觀念的提高，輻射劑量已經(jīng)成為影像界廣泛關注的問題，同時也是評價CTA價值的一項重要指標。能譜CT最佳單能量成像的

CTDIvol與常規(guī)CTA掃描相當，二者在輻射劑量方面并無顯著差異。對于高體質(zhì)量指數(shù)的患者，雖然采用GSI掃描，但并未增加患者的輻射劑量，還可以同時獲得血管CTA及增強CT的兩種不同信息。

總之，能譜CT成像作為一種最新應用于臨床的成像技術，

能夠提供40～140 keV共101種不同能量的圖像，可以選擇顯示靶血管的最佳單能量圖像來滿足不同的診斷需要，為在不增加對比劑用量的前提下提高血管成像的圖像質(zhì)量提供了一種新方法。

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Clinical Application of Spectrum CT in Angiography

SHI Ming-guo1, GAO Jian-bo2
1. Department of Radiology, Xijing Hospital, the Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China; 2. Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450052, China

With the development of spectrum CT imaging technology, spectrum CT has been used in the clinical diagnosis of the disease among the whole body, especially in the angiography. This method greatly improves the accuracy and reliability of clinical imaging diagnosis. Spectrum CT imaging as a advanced technology in clinical imaging technology, can choose the optima monochromatic image to meet the needs of different diagnosis, which provides a new method to improve the angiography image quality without increasing the dosage of contrast agent.

spectrum computerized tomography; computerized tomography angiography; gemstone spectral imaging

R814.42；R814.43；R816.1

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.002

1674-1633(2016)07-0006-03

2015-12-28

石明國，教授。

通訊作者郵箱：smg2002@163.com