等閑識得雙能面 萬紫千紅總是春：CT能量成像前景展望

宋彬

能量成像的探索與CT的發(fā)展幾乎是同步的，最初的探索是上世紀70年代——利用兩次掃描來研究，其后是80年代——利用單球管的kV切換來探索，90年代——又開展了“三明治”探測器的研究。以上探索由于單球管模式存在的諸多局限性，最終沒能走向臨床。2005年雙源MDCT的誕生，使能量成像終于走進臨床和科研應(yīng)用，能量技術(shù)的應(yīng)用逐漸成熟，不斷有新的影像應(yīng)用領(lǐng)域被開拓出來。雙源能量成像的實現(xiàn)也激發(fā)了單源能量成像的再次探索，呈現(xiàn)百家爭鳴、百花齊放的可喜局面。能量成像技術(shù)在部分領(lǐng)域已經(jīng)成為臨床常規(guī)應(yīng)用，部分還處于科研測試階段。

本期策劃的專題內(nèi)匯集一批國內(nèi)學者在能量成像應(yīng)用較成熟領(lǐng)域的研究文章。從宏觀而言，能量成像的應(yīng)用大致可分成三大類。①物質(zhì)識別，如痛風診斷、結(jié)石成份分析、肺灌注成像等[1，2]。②物質(zhì)分離，如雙能血管去骨、去斑塊鈣化、虛擬平掃等[1，3]?！峨p源CT雙能量去骨技術(shù)在頸動脈狹窄病變中的應(yīng)用價值》一文中，采用雙能量去骨技術(shù)去除鈣化斑塊可以很好地評價頸動脈鈣化性狹窄病變?！兑认匐p能量CT虛擬平掃與真實平掃的初步對比研究》一文中，論證了雙源CT雙能量掃描胰腺虛擬平掃的圖像質(zhì)量接近于真實平掃，并且動脈期虛擬平掃圖像質(zhì)量優(yōu)于門脈期，在臨床胰腺三期增強掃描中可能替代真實平掃并且減少輻射劑量。《雙能量CT對腦動靜脈畸形相關(guān)出血危險因素診斷價值研究》一文中，探討了雙能量的臨床應(yīng)用價值。③改善圖像質(zhì)量，如優(yōu)化對比技術(shù)（optimum contrast）、能譜技術(shù)（monoenergetic or spectral imaging）的最佳KeV增加圖像的信噪比、能譜技術(shù)去除金屬偽影等[4]?！峨p源CT單能譜成像技術(shù)減除顱內(nèi)動脈瘤夾偽影的研究》這項研究頗有新意，發(fā)現(xiàn)顱內(nèi)動脈瘤夾閉術(shù)后患者復(fù)查頭部血管增強掃描，CT單能譜成像技術(shù)可明顯降低顱內(nèi)動脈瘤夾的偽影，采用70keV進行圖像重建可獲得較好的圖像質(zhì)量。《雙源CT單能譜成像減少脊柱金屬固定器偽影的研究》一文中指出，雙能量CT單能譜技術(shù)能夠有效減少脊柱內(nèi)固定器金屬偽影，明顯改善了脊柱金屬內(nèi)固定術(shù)后的CT圖像質(zhì)量，能最大程度清晰顯示內(nèi)固定術(shù)后骨質(zhì)結(jié)構(gòu)。

目前看來，CT能量成像應(yīng)用前景廣闊，但對其限度亦應(yīng)有冷靜、清醒的認識。譬如，心肌和肺灌注成像時偽影的干擾仍然存在，能譜技術(shù)在腫瘤定性方面的應(yīng)用價值有被夸大的嫌疑。復(fù)習文獻我們知道，能量成像在腫瘤上的應(yīng)用是基于其物質(zhì)分離、鑒別和定量的功能。獲得物質(zhì)特異性的數(shù)據(jù)，如碘圖、虛擬平掃圖和單能譜圖，可以幫助改進對病灶的顯示和輔助定性；碘圖的定量功能可以輔助對腫瘤治療的療效評估。但如果宣揚能譜曲線技術(shù)能夠?qū)Σ煌再|(zhì)的腫瘤進行定性，則是不太科學的說法，因為良惡性腫瘤的物質(zhì)組織成分無非都是碳、氫、氧和氮等人體基本元素，不同腫瘤能譜曲線的高低變化更多地是反映腫瘤在增強掃描時由血供不同導致的含碘量變化，這樣的能譜曲線顯然還不能對腫瘤進行肯定的組織定性[4，5]。

需要引起大家注意的是，CT能量成像能否成為臨床常規(guī)應(yīng)用，劑量問題是個重要的考量因素。第二代雙源CT創(chuàng)新性地使用了能譜純化技術(shù)（SPS），在140kV球管端增加了0.4mm的錫濾線板，著眼于提高能量分辨率，同時也降低了能量成像時的輻射劑量，實現(xiàn)與單源CT相同劑量甚至更低劑量下的能量成像檢查[6]。《能譜純化技術(shù)在泌尿系虛擬平掃成像中的應(yīng)用價值》和《雙源CT雙能量成像在腦血管檢查中的應(yīng)用價值》兩篇文章中，對一、二代雙源CT掃描的劑量問題進行了對比研究，結(jié)果證明能譜純化技術(shù)可明顯提高對物質(zhì)的識別能力，提高虛擬平掃的圖像質(zhì)量，真正達到減少掃描次數(shù)、降低患者輻射劑量的目的。

能量成像也將CT的應(yīng)用從解剖層面拓展到功能層面，符合影像未來的重要發(fā)展趨勢。肺灌注、心肌灌注成像也為臨床提供了更多的功能學信息，可以部分替代傳統(tǒng)的核醫(yī)學檢查。國內(nèi)學者盧光明教授在肺部雙能量成像領(lǐng)域的臨床及科研已處于國內(nèi)領(lǐng)先地位，并特約為《American Journal of Roentgenology》撰寫肺部雙能量應(yīng)用的綜述[2]。其團隊在國內(nèi)率先進行的氙氣肺通氣功能研究，是真正意義上的解剖與肺通氣功能學一站式研究。

展望能量成像技術(shù)的未來，能量分辨率需進一步提高，低輻射劑量將是準入門檻，應(yīng)用上將繼續(xù)向功能成像領(lǐng)域拓展，腫瘤定性的研究尚需期待在靶向性對比劑方面有所突破。CT能量成像的春天已經(jīng)到來，前景值得期待。

[1]Heye T，Nelson RC，Ho LM，et al.Dual－energy CT applications in the abdomen[J].AJR，2012，199（5）：64－70.

[2]Lu GM，Zhao Y，Zhang LJ，et al.Dual－energy CT of the lung[J].AJR，2012，199（5）：40－53.

[3]Postma AA，Hofman PA，Stadler AA，et al.Dual－energy CT of the brain and intracranial vessels[J].AJR，2012，199（5）：26－33.

[4]Yu L，Leng S，McCollough CH，et al.Dual－energy CT－based monochromatic imaging[J].AJR，2012，199（5）：9－15.

[5]De Cecco CN，Darnell A，Rengo M，et al.Dual－energy CT：oncologic applications[J].AJR，2012，199（5）：98－105.

[6]Claussen CD，Schlemmer HP，Heuschmid M，et al.Differentiation of urinary calculi with dual energy CT：effect of spectral shaping by high energy tin filtration[J].Invest Radiol，2010，45（7）：393－398.