宝石能谱CT的特点及临床应用价值

邓 凯 ，张成琪 ，李 伟 ，王广丽 ，王君君 ，杨 莉

1.山东大学附属千佛山医院影像科，山东济南 250014；2.山东大学医学院，山东济南250012

宝石能谱CT的特点及临床应用价值

邓 凯1，张成琪1，李 伟1，王广丽1，王君君2，杨 莉2

1.山东大学附属千佛山医院影像科，山东济南 250014；2.山东大学医学院，山东济南250012

宝石能谱CT作为一款高端CT，具有高清成像、低剂量成像、能谱成像和动态500排成像四大特点，为疾病的早期发现、准确诊断、定性和定量评估提供了可靠的依据，大大提高了疾病诊断的准确性和安全性。宝石能谱CT代表了目前CT发展的趋势，使CT能谱成像真正走入了临床诊断的第一线，为今后的临床诊断和科研提供了一个全新的平台。

计算机X线体层摄影术；能谱成像；高清成像；低剂量

宝石能谱CT（Discovery CT750 HD）作为一款全新设计、全新平台的高清能谱CT，采用了宝石作为探测器材料，其特有的高纯度和高通透性的物理学特性，再加上影像链中采样率的增高，专有的高清算法，使得宝石能谱CT能够在更低的剂量下，获得更为清晰的图像质量，达到目前业内最高的空间分辨率和密度分辨率；同时，其独有的能谱栅成像技术，将CT诊断从形态学带入功能学领域，大大提高了诊断的准确性和安全性，因此也被称为“显微CT，病理CT，绿色CT”[1]。宝石能谱CT具备了包括低剂量成像、超高清晰成像、能谱成像以及动态500排成像等特点，为疾病的早期发现、准确诊断、定性和定量评估提供了可靠的依据。

1 多层螺旋CT的发展

20世纪90年代初，螺旋CT的问世是CT发展的重要里程碑，继而随着CT技术的不断发展出现了多层螺旋CT。90年代，多层螺旋CT发展的重点在扫描速度的演变，从每旋转一圈0.5 s到0.37 s，到0.33 s，再到0.27 s。2000年之后，多层螺旋CT的发展则表现为扫描层/排数的竞赛，从4层到6～8层，到10～16层，到40～64层，再到320层，扫描时间越来越短，扫描层厚越来越薄，图像达到了各向同性分辨率，而心脏成像和全身血管造影则把CT临床应用推向了巅峰。近年来，能谱成像又成为CT发展的重点。2005年西门子公司率先推出了具有双能量减影功能的双源CT，使得CT能够实现基本的物质分离，逐步向功能成像、多参数成像迈进。2009年GE公司推出的宝石能谱CT则进一步提供了精确的单能量成像，使得我们能够根除常规CT无法克服的硬化伪影，并为肿瘤的早期发现、定性分析和定量评估提供了强大的工具[1-3]。

2 宝石能谱CT的特点及临床应用价值

2.1 高清成像

宝石能谱CT革新了高压发生器、球管、探测器、数模采集转换系统等全新的影像链，其出色的低噪声技术保证了X射线的利用效率，增加了33%的细节显示，在心脏成像上增加了47%的数据与细节显示，提高了全身的空间分辨率和密度分辨率。全身2m扫描范围内空间分辨率可达业内最高的0.23 mm，冠脉直径分辨率为1 mm，这就能观察到肝脏7级的细小血管，同时低密度分辨率提高了40%，可以获得类MR的图像，为心脏能量成像、斑块性质的鉴别及金属伪影的消除提供了全新有效的手段。宝石能谱CT能够有效抑制金属硬化伪影，清晰显示3 mm以下冠脉支架内部的结构，全无硬化伪影的干扰。目前国内多家医院都在对此进行研究，对于以往CT很难显示的支架内软斑块所致的再狭窄检出率明显提高[4-5]。

高清成像也可应用于全身各部位的微小血管及病灶的检出，对于血管狭窄的准确判定和斑块性质的定性及定量分析具有重要的应用价值。对于一些特殊的解剖结构，如肝门（一、二、三肝门）的显示，尤其当肝门部有肿瘤存在时，更不易对局部的解剖结构作出精确的描述，势必影响最终的手术方案或诊疗计划。宝石能谱CT的高清成像，可以帮助我们去了解亚毫米级结构的细节，显示一些特定的解剖结构。

2.2 低剂量成像

随着CT逐渐成为一种常规的检查手段，X线的辐射也成为人们越来越关注的热门话题。大量研究表明，全身每接受1Sv有效辐射剂量，平均每人致死癌症终生值大约增加5%，其中胎儿、儿童和青少年危险度为该数值的2～3倍；影像科的医生由于工作环境的需求，每天也在不自觉地吸收大量的辐射，因此如何在检查中降低CT的射线剂量，提供一个相对绿色安全的检查环境，已成为人们关注的焦点[6]。

宝石能谱CT除革新了球管、探测器、DAS技术以外，还采用了全新的图像重建方法即ASIR重建算法，能在保证图像质量的前提下实现更低的剂量。其中心脏成像比传统的螺旋扫描降低了90%，心脏筛查的扫描剂量仅0.45～0.62 mSv。目前宝石能谱CT有0.11mSv的世界最低剂量的病例报道，仅相当于5张胸片的剂量，大大提高了心脏冠脉成像的安全性，为冠心病高危人群的筛查、体检及早期诊断提供了可能[7]。我院作为三级甲等医院，一直注重采用低剂量心脏成像，不仅大大降低了患者的辐射剂量，也得到了临床的认可。另外，宝石能谱CT在保证图像质量的前提下，全身扫描剂量能够降低50%，为低剂量灌注、全身大范围同步减影提供了平台。

2.3 能谱成像

宝石CT的瞬时双能量切换不同于普通的双能量成像，其高低kVp瞬时切换的时间分辨率为0.5 ms，达到“三同”（同时、同源、同向），其独有的能谱栅成像技术能够真正做到单能量成像及能谱分析，具有极高的组织成分区分能力，在提供水、碘、钙基不同成像条件下，实现初步的物质分析[8]。这也是目前国内外研究的热点。根据能谱分析，可以早期发现小病灶，分辨肿瘤的良恶性，实现肿瘤组织的定性、定级分析[9]，还可用于动脉粥样斑块性质的判定及其危险性评估，早期肺栓塞的诊断和评估，肌腱/韧带的显示，自动分离骨与组织，实现直接血管减影成像等[10-12]。目前对于肿瘤的诊断分期，定性定级分析及肌腱/韧带病变的检查，我们基本都采用能谱成像模式。

能谱成像的另一突破性应用在于金属伪影的去除。由于单一能量的X射线在穿透人体组织时，减少了因能量不纯而产生的散射、反射，使之可以减少金属和硬化伪影，应用于临床可以开展以往CT检查的禁区[13-14]。比如金属植入物的术后评估，包括骨关节的内固定和假体植入术后、颅内血管介入治疗后等，这已经成为我们日常工作的常规，并取得了良好的效果。

2.4 动态500排成像

宝石能谱CT利用精准的控制系统、在低剂量的条件下，实现了螺旋往复穿梭扫描技术，使得灌注覆盖范围远远超过了探测器宽度的限制，在保证灌注时间分辨率和避免锥形束伪影的同时实现了32 cm四维动态CTA和大范围灌注成像，可以达到500排CT的覆盖范围。同时，只需要一次扫描、一次对比剂注射，就能得到包括颅脑、肝脏等器官在内的完整脏器的灌注参数和CTA图像，而且是动态CTA图像，能够同时进行功能学和形态学的诊断，这为临床确定肿瘤的良恶性以及肿瘤生长情况提供了更多有用的信息[15]。

3 前景展望

宝石能谱CT代表了目前CT发展的趋势，它用准确的绝对CT值的单能量成像（keV）诊断和基物质成像诊断来取代传统的相对CT值的混合能量（kVp）成像诊断，用多参数CT成像诊断来代替传统的单参数CT成像诊断，而“三同”（同时、同源、同向）的物理基础保证了其能谱成像的准确性，使CT能谱成像真正走入了临床诊断的第一线，为今后的临床诊断和科研提供了一个全新的平台。

[1]张国桢.CT的现状与展望[J].JCT,2010,11(4):6-9.

[2]柳澄.双源CT临床应用[M].北京:人民卫生出版社,2009.

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[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]林晓珠,李卫侠,朱延波,等.宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用[J].诊断学理论与实践,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]李铭,许骅,杨艳丽,等.宝石能谱CT的能谱成像技术在去金属伪影方面的初步应用[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

邓凯（1981.4-），男，山东泰安人，影像医学与核医学专业博士，主治医师；研究方向：能谱CT的临床应用。

2011-04-12）