雙層光譜探測器CT臨床應(yīng)用與研究進(jìn)展

任海燕，甄艷華，鄭加賀

(中國醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院放射科，遼寧 沈陽 110004)

CT廣泛用于臨床，臨床需求推動(dòng)其硬件和軟件不斷更新與改進(jìn)，自20世紀(jì)70年代至今，已由傳統(tǒng)CT發(fā)展到能譜CT，從單純解剖成像到可實(shí)現(xiàn)功能成像。2005年出現(xiàn)的雙源CT具有兩套管電壓(80 kVp和120 kVp)X線球管發(fā)生裝置和兩套互相垂直的探測器系統(tǒng)，可同時(shí)發(fā)射相同電壓，以獲得更高質(zhì)量圖像；或同時(shí)發(fā)射不同電壓，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離與整合。2009年首發(fā)的寶石能譜CT采用單球管和單探測器，其高壓發(fā)生器可在0.5 ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)80 kVp和140 kVp高低能瞬時(shí)切換，獲得混合能量傳統(tǒng)圖像(conventional image, CI)、101幅范圍在40～140 keV的虛擬單能量圖像(virtual monoenergetic images, VMI)和其他能譜圖像[1-3]。2018年正式用于臨床的單源雙層光譜探測器CT采用不同于常規(guī)的雙Z軸探測器，從探測器角度實(shí)現(xiàn)高低能X線轉(zhuǎn)化，并采用立體式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)并行傳輸高低能量信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了同源、同時(shí)、同向和同步能量分離掃描。

1 成像原理及技術(shù)應(yīng)用

探測器是雙層光譜探測器CT核心構(gòu)件，主要由閃爍體、薄層前照式光電二極管和專用數(shù)據(jù)處理軟件組成。閃爍體為雙層模式，上層采用納米釔合金吸收低能X線，并保證X線中高能光子無損穿透到達(dá)下層探測器；下層采用高分子氧化釓和專屬稀土陶瓷感光材料，可降低探測器串?dāng)_和余暉效應(yīng)[4-5]。薄層前照式光電二極管位于濾柵下，與探測器表面垂直，以保持探測器的高幾何效率；光電二極管將探測器吸收的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，探測器數(shù)據(jù)處理軟件將獲得的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行圖像重建[4-5]。……