急诊神经影像的双能ct成像课件

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1、厚德精业敦行至善急诊神经影像的双能CT成像：AddedValueandNovelApplicationsDual-EnergyCTinEmergencyNeuroimaging:AddedValueandNovelApplicationsRadioGraphics2016;36:2186–2198目录CONTENTS基物质分离—碘概述辐射剂量与限制骨减影双能CT：采集、后处理和发展基物质分离—钙虚拟单能成像结论与总结概述双能计算机断层扫描（CT）是一个强大的诊断工具，在临床上得到越来越广泛的应用。利用后处理技术，双能CT有助于评估各种紧急神经系统疾病。区分碘与出血有助于揭

2、示在CT血管造影上看到的颅内小出血灶。骨减影可以有效地去除增强血管周围的骨结构，提高血管可视化，并得到外观与三维磁共振成像血管重建类似的图像。骨减影也有助于显示小的脑外积液和脑外肿块。物质特性有助于明确密度相似的小病灶是否代表出血，钙化或异物，并且它还可以用于量化先前存在或偶然检测到的病变中出血或碘的量。虚拟单能成像也可用于解决具有挑战性的问题。本文提供了一个新兴的双能CT应用于急诊神经影像的概述。双能CT：采集、后处理和发展双能CT的核心概念是不同物质的X射线吸收特性是X射线能量的函数，特别是对于高原子序数物质。在诊断成像中，光子吸收主要是由于光电效应，康普顿散射具有较小

3、的作用。元素的光电吸收与其原子数和K边缘有关，其反映原子最内层电子K壳的能级。入射光子的吸收通过光电效应，在K边缘处或略高于K边缘处最大化。低原子量元素例如氢，碳，氧和氮（大多数软组织的组成成分）的相对X射线衰减在临床CT扫描使用的千伏特能谱之间几乎没有变化，因为这些元素的k边缘远低于平均能谱水平。高原子序数的元素具有更高能量的K壳，非常适合从X射线光谱中吸收X射线，这是CT特有的。在临床CT扫描中使用的X射线能谱在某种程度上取决于在X线球管上施加的千伏电压。千伏电压加速电子，直到它们撞击阳极并产生具有宽能谱的X射线-达到与所施加的千伏电压匹配的最大值（以kV为单位）。双能

4、CT：采集、后处理和发展在双能CT中，利用患者体内不同物质的能量依赖性X射线吸收的差异，从低能和高能X射线能谱采集X射线吸收数据。目前使用最广泛的双能CT系统：单源快速kVp切换系统和双源系统。快速千伏切换系统单个X线球管和探测器，其中管电压在80kV和140kV之间快速交替，在扫描架围绕患者旋转时获取连续的投影。优点：在两个能级的全视野数据采集以及在两个能级互相配准的投影数据，这允许直接在原始投影数据中进行后处理。缺点：扫描肥胖患者时，因为80kV频谱穿透不足以及需要用最大管电流运行X线球管，这妨碍同时使用管电流调制技术来自动调节患者的整体尺寸和局部厚度的辐射剂量。双源双

5、能CT双源双能CT扫描仪使用两个独立、几乎成直角排列的X线球管和探测器。高能X线球管在140kV下操作，锡滤线器被添加在高管电压的球管上，减弱140kV能谱的低能量部分以增加能谱分离并突出不同物质的能量依赖性吸收的差异。优点：1.较低能量的X线球管可以在80kVp或100kVp下操作，这比使用80kVp，140kV组合更能对肥胖患者进行双能扫描。2.可以独立地调制X射线管电流以允许使用常规的管电流调制技术。缺点：1.第二探测器阵列的有限视场（由于扫描机组件的物理限制）可导致周边解剖结构的截断。对图像进行后处理时，尽管所获取的图像在几何上被配准，但所采集的投影数据在两个球管之

6、间偏移接近90°，这会影响使用原始数据。2.需要购买和维护一个扫描机上的两个CT扫描系统。双能CT：采集、后处理和发展使用双能CT采集数据之后，混合图像通常在图像显示和存储系统上生成，用于常规图像解读。这些传统的CT灰度图像是高和低千伏电压图像数据的加权平均值。这些横断位高和低千伏图像组也被发送到薄层双能CT后处理服务器，用于创建和解读双能后处理数据集。后处理算法能够表征和区分不同类型的物质。本文在以下各节描述了与急诊神经成像最相关的算法，以及其重要临床应用的实例和描述。本文的所有图像都是在作者所在医院急诊部使用双源双能CT扫描获取的，并且所述的双能数据的后处理是在图像重建

7、后。基物质分离任何物质的X线吸收系数可由任意两种基物质的X线吸收系数来决定，因此可将一种物质的衰减转化为产生同样衰减的两种物质，这样可以实现物质分离。在能谱成像中，经过高、低两组电压扫描的X射线衰减图像可以表达为两种基物质的密度图，其过程为物质分离。物质分离图像中的每一个体素反映了相应的物质密度信息，所以物质分离能获得配对的两组基物质密度图。在医学上最为常用的基物质对是水和碘，水和钙，及钙和碘。基物质分离—碘基物质分离是许多双能CT后处理技术的基本机制。因为如碘和钙等物质在低和高千伏下的x射线吸收具有特征性，所测量