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双能CT临床应用概述

双能CT临床应用概述

1.用于评估脑动脉瘤、动脉狭窄和其他血管疾病

在头颈部,骨结构附近通常有脉管系统,尤其是颅底和颈椎附近的脉管系统,通常很难观察到。基于单能量CT扫描的骨结构分割和去除有时会失败,尤其是非常接近骨骼或钙化斑块。双能CT头颈部CT血管造影(CTA)可通过扫描前后的减影可以去除骨骼,只留下碘化血管。然而,任何动作,甚至吞咽,都会导致不完美的减法。另一方面,DECT利用良好的低能量和高能量扫描来区分碘和骨,从而提供骨切除图像,潜在地改善血管系统对动脉瘤或血管管腔狭窄等问题的评估。

因为钙化斑块具有骨样的光谱特性,所以它也被去除了。DECT扫描可以在低于CTA的剂量下实现这一点。

2.自动骨和斑块去除技术也可以应用于外周动脉成像

例如评估股动脉狭窄,因为股骨和钙化不再阻碍管腔的可视化。自动DE-CTA比传统CTA更可靠,并且不需要耗时的后处理。

张武等双源CT对精索静脉曲张研究证实,腹部CTA较彩色多普勒超声在VC病因筛检中具有更高的病因检出率。CTA检查较彩色多普勒超声检查具有更广阔的探视范围,能够更加清晰、直观地显示更多解剖细节,以胡桃夹现象为例,肠系膜上动脉与腹主动脉压迫左肾静脉呈“鸟喙征”。

3.评估冠状动脉狭窄对心肌缺血的影响

现代DECT扫描仪具有足够的体积覆盖率和足够快的旋转速度,可以冻结心脏运动,获得心肌灌注研究,它评估冠状动脉狭窄对心肌缺血的影响。注射碘造影剂会因狭窄而受阻,并且在缺血区域的浓度较低。

4.DECT也可通过肺灌注成像来诊断肺栓塞

在使用碘造影剂后,DECT扫描显示了含碘血液的3D分布。缺乏碘的肺区域清楚地表明这些肺区域的灌注减少。DECT检测肺栓塞的诊断准确率已被证明高于灌注闪烁扫描这一主流技术。

双能量肺灌注血容量图

5.利用氙气或吸入雾化碘气进行肺通气成像

DECT的另一个应用是使用稳定(非放射性)氙气(Z=54)进行肺通气成像。向患者注入惰性气体,DECT可用于形成肺部的氙特异性图像,以研究通气。

氙气作为吸入物质通过DSCT扫描来研究肺通气的相关文献报道较多,Park等用DSCT对阻塞性肺气肿氙气图进行了研究。但是氙气作为吸入物质除价格昂贵还有它作为麻醉剂存在呼吸抑制(患病率为3.5%)、嗜睡、头痛、恶心、头晕和情绪不稳定。碘是血管内注射X线对比剂的有效成分,因其增强效果好、使用安全和价格低廉,在CT增强中广泛应用。碘原子序数53,与氙原子序数54很接近。理论上,碘如以气体的形式吸入,其效果应与氙气肺通气成像相仿。目前碘以气体形式直接吸入肺内进行DSCT双能量扫描,其成像效果和最佳扫描时相的基础实验研究国内外相关报道甚少。目前国内陈松宽等在SIEMENSSOMATOMDefinitionFlashCT机上对家兔碘气吸入进行了试验研究,表明吸入雾化碘气后s、s、s可作为家兔肺通气的最佳扫描时相。

6.通过碘分布图像分析局部血流和肿瘤性质

碘分布的成像对于其他各种临床应用非常重要。主动脉瘤支架植入术后,监测支架的内漏或移植物管腔外的意外血流非常重要。常规CT成像需要非对比扫描,以及对比动脉和静脉期图像,但静脉期DECT可以避免对比前扫描。虚拟非对比度是真实非对比度研究的合理近似,具有完美图像配准和操作效率的额外优势。碘图像也可用作血管生成和肿瘤外渗的生物标记物,这表明结节或病变是否可能是恶性的。在肺结节中,小钙化提示良性结节,而碘异常增强可能提示恶性肿瘤。碘图像也用于检测高血管性肝损伤和肾肿块,其中,单期DECT扫描可以通过提供碘图像和去除碘的虚拟非对比图像来取代多期研究。

7.对动脉粥样斑块成份进行分析

DECT也可用于碘以外的成像材料。例如,动脉粥样硬化斑块可导致不同的临床结果,这不仅取决于管腔狭窄,还取决于斑块的组成。因此,研究了DECT对脂肪、纤维或钙化动脉斑块的鉴别能力。比如德国Siemens第三代双源CT(SOMATOMForceCT,Germany)进行CCTA检查,半自动斑块定量分析软件,设定斑块各成分特异性CT阈值:钙化成分CT值为~HU,脂质成分CT值为-~30HU,纤维成分CT值为31~HU。然后,手动确定斑块两端。软件便自动识别管腔中心线、管腔内轮廓及血管外轮廓,如自动化标注的血管中心线与实际血管不符或血管内外轮廓不准确,则手动校正。软件自动计算斑块各成分定量指标,包括:斑块总体积、斑块负荷、钙化斑块体积、、钙化斑块占比、非钙化斑块体积、非钙化斑块、纤维斑块体积、纤维斑块占比、脂质斑块体积、脂质斑块占比。斑块各成分的占比定义为不同成分的斑块体积占斑块总体积的百分比[各成分斑块体积(mm3)/斑块总体积(mm3)×%]。

8.对结石成份进行鉴别

DECT被用来区分不同类型的肾结石。尿酸结石可通过尿液碱化溶解,而大的非尿酸结石(通常含有钙)通常必须通过侵入性手术或体外冲击波碎石术清除。因此,重要的是要区分这两种类型,以便能够提供适当的治疗。由于非尿酸结石中的尿酸和钙在Zeff和DEI中有相当大的差异,因此很容易与DECT区分。尿酸检测也有助于诊断痛风,痛风是由关节内尿酸积聚引起的疼痛状态。肌腱和韧带与软组织的区别在于其胶原蛋白含量,尽管结果似乎有噪声,可能需要图像后处理。

9.应用于放射治疗规划

Bazalova等人利用从DECT获得的Zeff和ρe的空间分布证明,蒙特卡罗剂量计算可以预测放射治疗中的剂量,其精度远远高于单能量CT图像的常规分割。此外,已经研究了MV光束作为高能扫描的用途。在这个能量范围内,衰减主要由康普顿散射决定,因此仍然需要一束kV光束来提供有关光电吸收组件的信息。

在肿瘤放疗领域,CT图像的质量对于肿瘤的识别、定位、治疗方案制订及放疗计划设计有非常重要的作用。并且对于某些图像导引放疗系统,因为其依靠实时影像与由CT数据重建生成的DRR(digitalreconstructedradiographs)对比从而确定肿瘤的实时位置,因此DRR图像质量对于放射治疗精确性也有重要的意义。双能CT能够得到选择性去除某种组织的影像,因此,将双能CT引入放疗领域取代传统单能CT可以得到对比度更高、选择性消去某种结构的图像,这将有利于提高肿瘤定位精确性与治疗时肿瘤追踪的准确性。

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