寶石能譜CT臨床應(yīng)用進(jìn)展

蔣 娜 陳志民 方天舒 田 英 李 浩

(鄭州市第九人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，河南 鄭州 450003)

寶石能譜CT臨床應(yīng)用進(jìn)展

蔣 娜 陳志民 方天舒 田 英 李 浩1

(鄭州市第九人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，河南 鄭州 450003)

寶石能譜CT；偽影；病變殘留

超聲、多層螺旋CT、磁共振成像(MRI)、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET-CT)、數(shù)字減影血管造影(DSA)〔1～3〕都各有其影像學(xué)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。DSA是目前腫瘤檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)〔4〕；由于DSA常規(guī)檢測(cè)的侵入性，使其具有明顯的局限性。開發(fā)簡單、微創(chuàng)的影像技術(shù)仍然是當(dāng)今臨床迫切需要解決的熱點(diǎn)問題之一。近年來，寶石能譜CT實(shí)現(xiàn)了CT領(lǐng)域高清晰與低劑量成像的完美結(jié)合；在臨床應(yīng)用中，大大提高了診斷精度和安全性，將影像診斷成功率提高到一個(gè)全新的高度，實(shí)現(xiàn)目前CT業(yè)內(nèi)最先進(jìn)的早期發(fā)現(xiàn)、早期診斷，為臨床的早治療提供診斷依據(jù)。寶石能譜CT能夠提供高質(zhì)量的成像，清晰顯示解剖部位的細(xì)節(jié)結(jié)構(gòu)。能譜成像對(duì)同一解剖部位進(jìn)行兩個(gè)不同能量級(jí)別的掃描，準(zhǔn)確區(qū)別不同組織的化學(xué)成分，從而對(duì)正常解剖結(jié)構(gòu)和病理結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析。容積螺旋實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)500排技術(shù)，成像能夠覆蓋312.5 mm的掃描范圍，0.5 mm薄層、足夠完成全身所有器官的四維成像。在灌注評(píng)估中，可以在軸向穿梭80 mm，覆蓋范圍達(dá)120 mm以上，大大地提高時(shí)間分辨率，使心臟檢查順利完成。全身低劑量成像、寶石探測(cè)器的應(yīng)用、統(tǒng)計(jì)迭代重建算法(ASIR)可降低圖像噪音，大大減少了掃描劑量。本文綜述寶石能譜CT應(yīng)用的進(jìn)展。

1 寶石能譜CT成像原理

寶石能譜CT采用了雙能CT(DECT)成像技術(shù)，使得病灶密度的測(cè)量成為可能〔5～7〕。雙能量的基本原理是用不同的電壓采集來自同一解剖位置的兩個(gè)數(shù)據(jù)集(通常是80和140 kV)。目前，兩種DECT系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在了多排螺旋CT雙X射線管，實(shí)現(xiàn)了CT能譜成像(GSI)〔8〕。

GSI能夠同時(shí)觀察常規(guī)的混合能量 CT圖像(kVp)、單能量CT圖像(keV)及物質(zhì)分離的密度圖像。能譜CT除了具有常規(guī)CT所有功能外，它還具有能夠進(jìn)行物質(zhì)分離，生成新的基礎(chǔ)物質(zhì)密度圖像：如水、鈣、碘、脂肪；生成從40～140 keV 的101個(gè)單能量圖像；綜合單能量圖象并生成不同物質(zhì)基礎(chǔ)的醫(yī)學(xué)數(shù)字成像和通信(DICOM)圖象；對(duì)不同層厚的圖像任意顯示不同重建圖像(軸斷面，矢狀位，冠狀位，斜位及任意方位)；采用不同色彩標(biāo)記不同密度的物質(zhì)；展示不同物質(zhì)衰減曲線圖；最優(yōu)化選擇單能量圖像；展示不同物質(zhì)能量直方圖。即用單能量進(jìn)行物質(zhì)分離所得到的每種物質(zhì)密度圖像即能譜成像。DECT具有兩個(gè)不同的能力即物質(zhì)的分化和材料的定量與定性分析〔9〕。此外，通過測(cè)量碘密度腫瘤相對(duì)血容量的評(píng)價(jià)已成為可能〔10，11〕。

2 寶石能譜CT成像特點(diǎn)

寶石能譜CT采用高純度、高通透性的GSI技術(shù)，實(shí)現(xiàn)快速kVp切換單能量CT成像。因此，與常規(guī)CT相比較，GSI具有明顯的優(yōu)勢(shì)〔12〕。通過優(yōu)化圖像質(zhì)量和選擇最佳的單色圖像，GSI有利于消除常規(guī)CT的射束硬化，避免產(chǎn)生平均衰減效應(yīng)，從而增加圖像的對(duì)比度噪聲比。基于不同的單光子能量在不同材料的吸收系數(shù)的差異，GSI也可以產(chǎn)生不同的特征吸收曲線，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的分離與鑒定〔5〕，不同材料的光譜曲線有不同的分辨率。碘為基礎(chǔ)的圖像可用于直接測(cè)定碘含量和標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度，從而間接反映出在不同的病理?xiàng)l件下病理組織的血液供應(yīng)狀況，監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展。研究〔6，13〕顯示不同濃度的含碘對(duì)比劑碘含量的測(cè)量值和真實(shí)值之間存在顯著相關(guān)性，且兩者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在碘的光譜曲線上，碘肝動(dòng)脈與肝實(shí)質(zhì)的CT值與單能電子的減少，從而改善了病變與正常肝組織的對(duì)比度和組織間的對(duì)比度。因此，使用GSI技術(shù)可以在不增加放射劑量基礎(chǔ)上〔14〕，提高缺乏血供病變的檢出率，小病灶和多發(fā)病灶，提高定性準(zhǔn)確，避免病變遺漏，從而提供更強(qiáng)有力的信息進(jìn)行準(zhǔn)確定性，定位明確，疾病的快速診斷和及時(shí)治療。在目前的研究中，GSI顯示病變的最佳單色圖像在60～70 keV〔15〕。此外，常規(guī)的影像檢查主要觀察腫瘤的形態(tài)和改變，但腫瘤大小這一顯著的變化往往發(fā)生在化療后6和3個(gè)月〔16〕。GSI能夠?qū)χ委熐昂蟮臋C(jī)體組織損傷進(jìn)行光譜特性的相似性分析，從而提供病變的性質(zhì)和來源，有助于鑒別診斷〔17～19〕。

3 寶石能譜CT臨床應(yīng)用

寶石能譜CT可以極大地提高掃描速度，并實(shí)現(xiàn)高清晰成像。在腫瘤早期檢出和腫瘤性病變的鑒別中起到了積極的作用，能譜CT多參數(shù)成像在鑒別明確前列腺癌病灶部位與前列腺增生結(jié)節(jié)的良惡性時(shí)具有一定價(jià)值〔20〕。鄧明等〔20〕發(fā)現(xiàn)與常規(guī)CT相比，在不增加輻射劑量的前提下，GSI能明顯提高小病灶及多發(fā)病灶的檢出率：GSI根據(jù)能譜分析圖的不同特征反映腫瘤的同源性，客觀地提示某一病灶是否為復(fù)發(fā)或轉(zhuǎn)移灶，有效地鑒別肝臟乏血性腫瘤與其他病變，在肝癌經(jīng)導(dǎo)管肝動(dòng)脈化療栓塞(TACE) 術(shù)后療效評(píng)估及隨訪中更加準(zhǔn)確〔21，22〕。寶石能譜CT受試者工作特征(ROC)曲線的分析有助于提高非小細(xì)胞肺癌術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)判定的準(zhǔn)確性〔23〕。寶石能譜CT的GSI掃描技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)和提高小病灶和多發(fā)病灶的檢出率。對(duì)于發(fā)現(xiàn)小病灶的敏感性可與PET-CT相媲美，有利于小病灶的早期檢出。同時(shí)，能譜分析可對(duì)腫瘤性病變進(jìn)行鑒別診斷，在提供水、碘、鈣基不同成像條件下，實(shí)現(xiàn)初步的物質(zhì)分析，從而區(qū)分不同的組織成分，提高影像診斷的水平。 寶石能譜CT可以實(shí)現(xiàn)全身血管的高清成像，可有效降低金屬偽影干擾，顯示被偽影掩蓋的圖像細(xì)節(jié)，可以為動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)后的復(fù)查提供完美的成像。對(duì)于許多骨科術(shù)后病人，放置的金屬類植入物，在影像學(xué)檢查中如MRI和CT檢查會(huì)產(chǎn)生大量的偽影而影響診斷。寶石能譜CT的GSI檢查技術(shù)可有效減低偽影的影響，從而提高骨科術(shù)后情況的評(píng)價(jià)。寶石能譜CT可以進(jìn)行高清晰心臟造影和冠脈成像。是目前唯一能夠精確評(píng)價(jià)冠脈支架置入后支架腔內(nèi)狀況的CT設(shè)備，使冠狀動(dòng)脈鈣化與支架的偽影影響支架置入后療效評(píng)價(jià)問題得到徹底解決，提高了診斷成功率，同時(shí)可有效抑制動(dòng)脈粥樣硬化鈣化斑塊的偽影，對(duì)于管腔的狹窄程度提供準(zhǔn)確的評(píng)估，通過能譜分析可以準(zhǔn)確地鑒別斑塊的性質(zhì)。寶石能譜CT在高清成像的基礎(chǔ)上，與以往的CT相比可以顯著降低照射劑量，最大程度保護(hù)患者的健康，是目前世界上輻射劑量最低的CT。

綜上，GSI與傳統(tǒng)的CT值相比，它可以更客觀準(zhǔn)確地判斷病變殘留、復(fù)發(fā)性或轉(zhuǎn)移性病變，GSI允許多參數(shù)成像克服了傳統(tǒng)CT的局限性，它依賴于形態(tài)學(xué)和CT值，是一種非參數(shù)的成像方式。因此，GSI實(shí)現(xiàn)從形態(tài)功能成像的過渡，因此可以更準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)療效，目前醫(yī)學(xué)影像界公認(rèn)為寶石能譜CT具有以下特點(diǎn)：顯微CT——發(fā)現(xiàn)常規(guī)CT發(fā)現(xiàn)不了的病灶；病理CT——率先進(jìn)入分子能譜成像領(lǐng)域；綠色CT——業(yè)界綠色安全的CT；功能CT——在臨床上，容積動(dòng)態(tài)500排技術(shù)、一次采集2 m以上的數(shù)據(jù)范圍、0.5 mm薄層、四維、灌注成像、世界上最先進(jìn)的多種多功能的軟件應(yīng)用，使CT檢查從傳統(tǒng)密度學(xué)、形態(tài)學(xué)診斷發(fā)展到功能學(xué)診斷；是唯一適用于人體各個(gè)系統(tǒng)、各個(gè)部位、各類各性疾病檢查的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像設(shè)備。

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〔2015-03-17修回〕

(編輯 苑云杰)

蔣 娜(1981-)，女，碩士，主治醫(yī)師，主要從事老年醫(yī)學(xué)研究。

R445.3

A

1005-9202(2016)24-6319-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2016.24.130

1 鄭州市第九人民醫(yī)院胸外科