能谱CT的临床应用与研究进展
雷立昌，陈建宇＊
【摘 要】［摘 要］ 多排螺旋CT技术的广泛应用及计算机后处理技术的不断发展，使能谱CT成像从理论走向实践。能谱CT从球管和探测器等方面进行革新，尽可能同时、同相位获得两个不同能量水平的图像，从而重建出40～140keV的高清单能量图像、多种基础物质密度图像、虚拟图像以及特异能谱曲线，为疾病的早期发现、定性甚至定量诊断提供可靠依据，为临床实践和科研提供更为广阔的发展空间。
【期刊名称】中国医学影像技术 【年(卷),期】2013(029)001 【总页数】4
【关键词】［关键词］ 体层摄影术，X线计算机；能谱成像；临床应用
随着多排螺旋CT技术的发展，能谱CT成为CT技术研究的最新发展方向。能谱CT成像除可获得常规扫描图像外，还可在不增加辐射剂量的基础上提供更多有利信息，从形态和功能变化两个层面对疾病的发生、发展和预后进行评估和监测。
1 能谱成像原理
能谱CT基于人体同一组织对不同光子能量及不同组织对同一光子能量吸收能力的差异进行成像，即根据能量水平差异和组织特异性两个参数成像。X线的衰减具有能量依赖性，光子能量越强，X线波长就越短，其物质穿透力就越强，穿透过程中的衰减就越少，反之亦然。因此，利用不同能量水平的单能X线，可得到相应能量水平的X线衰减系数，从而重建CT图像，即能谱成像［1］。
人体各组织都有其特征性的X线吸收曲线。计算任意两种物质不同能量下吸收系数，即可确定该物质的一条特征性吸收曲线，并可获取其他40～140keV能量范围内的单能量图像［1］。根据X线的吸收特性可区分不同组织，也可根据实际需要选择最佳单能量图像，有效去除硬化伪影，最优化显示正常组织和病灶。
能谱CT能将任何物质的X线吸收系数转化为任意2种基物质的吸收系数，并达到与该物质相同的衰减效应。这些基物质的吸收系数也会随能量变化而变化。因此，根据已知能量水平的某基物质吸收系数，就可评价出该基物质的密度及空间分布，从而实现物质组成成分的初步分析及物质分离［2］。充分运用能谱CT重建技术，可在不增加辐射剂量的前提下提高两倍左右的信噪比［3］。
2 能谱CT成像设备
能谱CT设备包括双源双能CT和快速能量切换单源双能CT，其他如窄光子谱、光子计数探测器等技术仍在研究阶段。双源双能CT使用A、B两个X线球管和对应的探测器同时扫描，A球管使用140kVp、FOV 50cm，B球管使用80kVp、FOV 26～33cm，两个球管的光束在机架中心点处相互垂直，得到双能量数据后进行图像处理；但因两球管的视野不同，在肥胖患者可能造成视野缺失。快速能量切换单源双能CT使用单探测器、单球管，以两峰值管电压瞬时切换为特点，FOV均为50cm，能几乎同时、同角度进行双能量采样，但对探测器即时区分高低能谱的能力要求极高［4］。目前临床多用双源双能CT。
3 能谱CT的临床应用
3.1 中枢神经系统 能谱CT多参数成像有利于显示和鉴别颅内病灶。普通增强CT显示的颅内出血高密度会遮盖强化的颅内肿瘤；结合能谱CT碘基物质密度
图像和虚拟平扫图像，可清晰显示颅内出血灶和肿瘤病变，从而鉴别颅内肿瘤出血和单纯性出血［5］。
3.2 呼吸系统 能谱CT双能量扫描模式能实现肺部形态及功能成像，对诊断肺内病变，如肺栓塞、孤立性肺结节及肺癌等有较大优势；可准确判断肺栓塞情况，尤其是亚段及末梢肺血管的栓塞情况及肺部动脉血管受压情况，还可判断预后［6-7］，其诊断肺栓塞的敏感度和特异性均高于普通CT肺血管造影及MR血管造影［8-9］。利用能谱CT的双能量血管造影（dual energy computed tomography angiography，DE-CTA）还可对肺灌注缺损程度量化分析，为肺栓塞监测、治疗和预后判断提供有参考意义的指标［10］。另外，通过能谱CT的碘基图和虚拟平扫图像能准确判断孤立性肺结节的精确CT值、病灶摄取碘的程度（强化程度）、肺结节和淋巴结内的钙化灶，80kVp的能谱CT图像还能清晰显示纵隔和肺门结构，准确判断淋巴结转移情况，从而鉴别良、恶性肺结节［11］。能谱CT在诊断肺癌方面具有较大价值，可作为非小细胞肺癌功能成像的方法［12］。
3.3 循环系统 能谱CT多参数成像与不同对比剂、心肌触发方法相结合，在冠心病诊断中有重要价值。首先，运用能谱CT双能量扫描模式并进行常规冠状动脉血管造影，不仅能分析冠状动脉血管形态，还可通过物质分离成像及其他能谱定量分析参数达到与SPECT及MRI心肌灌注图像近似的心肌梗死检出率［13］；研究［14］表明运用能谱CT腺苷触发的心肌灌注成像诊断应力性冠状动脉狭窄的准确率和敏感度高于MRA及传统CTA。其次，有机可溶性镱合成非晶体纳米胶体可与动脉粥样斑块破裂处的纤维蛋白高度选择性结合，并具有良好的信号敏感度，可作为能谱CT冠状动脉成像的分子显像剂，在显示冠状
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