寶石能譜CT的特點及臨床應用價值

鄧 凱 ，張成琪 ，李 偉 ，王廣麗 ，王君君 ，楊 莉

1.山東大學附屬千佛山醫院影像科，山東濟南 250014；2.山東大學醫學院，山東濟南250012

寶石能譜CT的特點及臨床應用價值

鄧 凱1，張成琪1，李 偉1，王廣麗1，王君君2，楊 莉2

1.山東大學附屬千佛山醫院影像科，山東濟南 250014；2.山東大學醫學院，山東濟南250012

寶石能譜CT作為一款高端CT，具有高清成像、低劑量成像、能譜成像和動態500排成像四大特點，為疾病的早期發現、準確診斷、定性和定量評估提供了可靠的依據，大大提高了疾病診斷的準確性和安全性。寶石能譜CT代表了目前CT發展的趨勢，使CT能譜成像真正走入了臨床診斷的第一線，為今后的臨床診斷和科研提供了一個全新的平臺。

計算機X線體層攝影術；能譜成像；高清成像；低劑量

寶石能譜CT（Discovery CT750 HD）作為一款全新設計、全新平臺的高清能譜CT，采用了寶石作為探測器材料，其特有的高純度和高通透性的物理學特性，再加上影像鏈中采樣率的增高，專有的高清算法，使得寶石能譜CT能夠在更低的劑量下，獲得更為清晰的圖像質量，達到目前業內最高的空間分辨率和密度分辨率；同時，其獨有的能譜柵成像技術，將CT診斷從形態學帶入功能學領域，大大提高了診斷的準確性和安全性，因此也被稱為“顯微CT，病理CT，綠色CT”[1]。寶石能譜CT具備了包括低劑量成像、超高清晰成像、能譜成像以及動態500排成像等特點，為疾病的早期發現、準確診斷、定性和定量評估提供了可靠的依據。

1 多層螺旋CT的發展

20世紀90年代初，螺旋CT的問世是CT發展的重要里程碑，繼而隨著CT技術的不斷發展出現了多層螺旋CT。90年代，多層螺旋CT發展的重點在掃描速度的演變，從每旋轉一圈0.5 s到0.37 s，到0.33 s，再到0.27 s。2000年之后，多層螺旋CT的發展則表現為掃描層/排數的競賽，從4層到6～8層，到10～16層，到40～64層，再到320層，掃描時間越來越短，掃描層厚越來越薄，圖像達到了各向同性分辨率，而心臟成像和全身血管造影則把CT臨床應用推向了巔峰。近年來，能譜成像又成為CT發展的重點。2005年西門子公司率先推出了具有雙能量減影功能的雙源CT，使得CT能夠實現基本的物質分離，逐步向功能成像、多參數成像邁進。2009年GE公司推出的寶石能譜CT則進一步提供了精確的單能量成像，使得我們能夠根除常規CT無法克服的硬化偽影，并為腫瘤的早期發現、定性分析和定量評估提供了強大的工具[1-3]。

2 寶石能譜CT的特點及臨床應用價值

2.1 高清成像

寶石能譜CT革新了高壓發生器、球管、探測器、數模采集轉換系統等全新的影像鏈，其出色的低噪聲技術保證了X射線的利用效率，增加了33%的細節顯示，在心臟成像上增加了47%的數據與細節顯示，提高了全身的空間分辨率和密度分辨率。全身2m掃描范圍內空間分辨率可達業內最高的0.23 mm，冠脈直徑分辨率為1 mm，這就能觀察到肝臟7級的細小血管，同時低密度分辨率提高了40%，可以獲得類MR的圖像，為心臟能量成像、斑塊性質的鑒別及金屬偽影的消除提供了全新有效的手段。寶石能譜CT能夠有效抑制金屬硬化偽影，清晰顯示3 mm以下冠脈支架內部的結構，全無硬化偽影的干擾。目前國內多家醫院都在對此進行研究，對于以往CT很難顯示的支架內軟斑塊所致的再狹窄檢出率明顯提高[4-5]。

高清成像也可應用于全身各部位的微小血管及病灶的檢出，對于血管狹窄的準確判定和斑塊性質的定性及定量分析具有重要的應用價值。對于一些特殊的解剖結構，如肝門（一、二、三肝門）的顯示，尤其當肝門部有腫瘤存在時，更不易對局部的解剖結構作出精確的描述，勢必影響最終的手術方案或診療計劃。寶石能譜CT的高清成像，可以幫助我們去了解亞毫米級結構的細節，顯示一些特定的解剖結構。

2.2 低劑量成像

隨著CT逐漸成為一種常規的檢查手段，X線的輻射也成為人們越來越關注的熱門話題。大量研究表明，全身每接受1Sv有效輻射劑量，平均每人致死癌癥終生值大約增加5%，其中胎兒、兒童和青少年危險度為該數值的2～3倍；影像科的醫生由于工作環境的需求，每天也在不自覺地吸收大量的輻射，因此如何在檢查中降低CT的射線劑量，提供一個相對綠色安全的檢查環境，已成為人們關注的焦點[6]。

寶石能譜CT除革新了球管、探測器、DAS技術以外，還采用了全新的圖像重建方法即ASIR重建算法，能在保證圖像質量的前提下實現更低的劑量。其中心臟成像比傳統的螺旋掃描降低了90%，心臟篩查的掃描劑量僅0.45～0.62 mSv。目前寶石能譜CT有0.11mSv的世界最低劑量的病例報道，僅相當于5張胸片的劑量，大大提高了心臟冠脈成像的安全性，為冠心病高危人群的篩查、體檢及早期診斷提供了可能[7]。我院作為三級甲等醫院，一直注重采用低劑量心臟成像，不僅大大降低了患者的輻射劑量，也得到了臨床的認可。另外，寶石能譜CT在保證圖像質量的前提下，全身掃描劑量能夠降低50%，為低劑量灌注、全身大范圍同步減影提供了平臺。

2.3 能譜成像

寶石CT的瞬時雙能量切換不同于普通的雙能量成像，其高低kVp瞬時切換的時間分辨率為0.5 ms，達到“三同”（同時、同源、同向），其獨有的能譜柵成像技術能夠真正做到單能量成像及能譜分析，具有極高的組織成分區分能力，在提供水、碘、鈣基不同成像條件下，實現初步的物質分析[8]。這也是目前國內外研究的熱點。根據能譜分析，可以早期發現小病灶，分辨腫瘤的良惡性，實現腫瘤組織的定性、定級分析[9]，還可用于動脈粥樣斑塊性質的判定及其危險性評估，早期肺栓塞的診斷和評估，肌腱/韌帶的顯示，自動分離骨與組織，實現直接血管減影成像等[10-12]。目前對于腫瘤的診斷分期，定性定級分析及肌腱/韌帶病變的檢查，我們基本都采用能譜成像模式。

能譜成像的另一突破性應用在于金屬偽影的去除。由于單一能量的X射線在穿透人體組織時，減少了因能量不純而產生的散射、反射，使之可以減少金屬和硬化偽影，應用于臨床可以開展以往CT檢查的禁區[13-14]。比如金屬植入物的術后評估，包括骨關節的內固定和假體植入術后、顱內血管介入治療后等，這已經成為我們日常工作的常規，并取得了良好的效果。

2.4 動態500排成像

寶石能譜CT利用精準的控制系統、在低劑量的條件下，實現了螺旋往復穿梭掃描技術，使得灌注覆蓋范圍遠遠超過了探測器寬度的限制，在保證灌注時間分辨率和避免錐形束偽影的同時實現了32 cm四維動態CTA和大范圍灌注成像，可以達到500排CT的覆蓋范圍。同時，只需要一次掃描、一次對比劑注射，就能得到包括顱腦、肝臟等器官在內的完整臟器的灌注參數和CTA圖像，而且是動態CTA圖像，能夠同時進行功能學和形態學的診斷，這為臨床確定腫瘤的良惡性以及腫瘤生長情況提供了更多有用的信息[15]。

3 前景展望

寶石能譜CT代表了目前CT發展的趨勢，它用準確的絕對CT值的單能量成像（keV）診斷和基物質成像診斷來取代傳統的相對CT值的混合能量（kVp）成像診斷，用多參數CT成像診斷來代替傳統的單參數CT成像診斷，而“三同”（同時、同源、同向）的物理基礎保證了其能譜成像的準確性，使CT能譜成像真正走入了臨床診斷的第一線，為今后的臨床診斷和科研提供了一個全新的平臺。

[1]張國楨.CT的現狀與展望[J].JCT,2010,11(4):6-9.

[2]柳澄.雙源CT臨床應用[M].北京:人民衛生出版社,2009.

[3]李劍穎.CT能量成像技術進展與臨床應用[J].JCT,2010,11(4):10-13.

[4]Ehara M,Kawai M,Surmely JF,et al.Diagnostic accuracy of coronary in-stent restenosis using 64-slice computed tomography:comparison with invasive coronary angiography[J].JAm Coll Cardiol,2007,49(9):951-959.

[5]Tanami Y,JinzakiM,Yamada M,et al.Improvement of in-stent lumen measurementaccuracy with new High-Definition CT in a phantom model:comparison with conventional 64-detector row CT[J].Int JCardiovasc Imaging,2011 Jan 8.[Epub ahead of print]

[6]McCollough CH,Primak AN,Saba O,et al.Dose performance of a 64-channel dual-source CT scanner[J].Radiology,2007,243(3):775-784.

[7]Schoepf UJ,Zwerner PL,Savino G,et al.Coronary CT angiography[J].Radiology,2007,244(1):48-63.

[8]Johnson TR,Krauss B,SedlmairM,etal.Material differentiation by dual energy CT:initial experience[J].Eur Radiol,2007,17(6):1510-1517.

[9]林曉珠,李衛俠,朱延波,等.寶石能譜CT在腫瘤診斷中的初步應用[J].診斷學理論與實踐,2010,9(2):155-160.

[10]Deng K,Sun C,Liu C,et al.Initial experience with visualizing hand and foot tendons by dual-energy computed tomography[J].Clin Imaging,2009,33(5):384-389.

[11]Sun C,Miao F,Wang XM,et al.An initial qualitative study of dualenergy CT in the knee ligaments[J].Surg Radiol Anat,2008,30(5):443-447.

[12]Deng K,Liu C,Ma R,et al.Clinical evaluation of dual-energy bone removal in CT angiography of the head and neck:comparison with conventional bone-subtraction CT angiography[J].Clin Radiol,2009,64(5):534-541.

[13]李銘,許驊,楊艷麗,等.寶石能譜CT的能譜成像技術在去金屬偽影方面的初步應用[J].JCT,2010,11(4):21-23.

[14]Tekin NS,Ozdolap S,Sarikaya S,et al.Bonemineral density and bone turnovermarkers of patientswith Behcet's disease[J].JEur Acad Dermatol Venereol,2007,21(1):25-29.

[15]Kalender WA.CT:the unexpected evolution of an imagingmodality[J].Eur Radiol,2005,15(4):D21-D24.

The clinical app lication value of gem stone spectral HDCT

DENG Kai1,ZHANG Chengqi1,LIWei1,WANGGuangli1,WANG Junjun2,YANG Li2
1.Department of Radiology,the Qianfoshan Hospital Affiliated to Shandong University of Ji′nan City,Shandong Province,Ji′nan 250014,China;2.The Medical College of Shandong University,Shandong Province,Ji′nan 250012,China

Gemstone spectral HDCT,as an advanced medical imaging equipment,has four visible characteristics,including high resolution imaging,low dose imaging,spectral imaging and dynamic energy imaging.It can diagnose disease earlier and improve the diagnostic accuracy and safety significantly.Gemstone spectral HDCT represents the trend of CT development,which can apply energy imaging to practice really.

X-ray computed tomography;Spectral imaging;High-resolution imaging;Low dose

R445

A

1673-7210（2011）09（a）-016-02

鄧凱（1981.4-），男，山東泰安人，影像醫學與核醫學專業博士，主治醫師；研究方向：能譜CT的臨床應用。

2011-04-12）