宝石CT能谱成像检查手册72-终.pdf

宝石CT能谱成像检查手册72-终.pdf

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放射学专家谈能谱成像能谱成像是CT领域的突破性进展，代表了后64时代CT发展的重要风向标。

作为引领当今CT技术前沿风骚的能谱CT，与常规CT相比其最显著的特征就是以多参数成像为基础的综合诊断模式。

能谱对小病灶的检出和分辨如果能达到一定比例，可以说这将是CT具有革命性改变的一章。

因为有了能谱，不同的组织和病变才有了体现各自特征性和性质的衰减曲线；因为有了能谱，才有了最佳单能量，不同的组织和病灶在最佳单能量的时候被得以最好地显示、最大程度地被区分；因为有了能谱，影像诊断和鉴别诊断的古老话题才有了新的模式和工具。

能谱CT的应用打开了CT发展史上崭新的一页，它在影像学发展史上的意义远远超过当年由黑白电视向彩色电视的变迁，使我们走进了炫丽多彩的临床诊断平台。

能谱成像作为一个崭新的CT成像模式不但给我们提供了丰富的临床影像诊断手段，也挑战了我们对新事物的认知。

宝石CT及能谱成像原理介绍CT能谱成像临床适应症CT能谱成像检查整体方案能谱CT扫描参数一览表目录Contents01051929前言CT能谱成像是影像界具有突破性的新技术，应用于临床已有两年余，经过不断的探索与实践，已在临床工作中获得了一些令人欣喜的应用结果。

CT能谱成像的长足发展需要相关专业人员和患者的了解和认可，本着说明、推广、规范、指导的想法特编写该检查手册。

希望能够增进交流、优化流程、规范操作，共同推进CT能谱技术的不断向前发展。

相信随着研究成果的不断总结和发表，宝石能谱CT的临床应用前景会越来越受到同行的关注，也将会丰富影像诊断的手段。

宝石CT及能谱成像原理介绍宝石CT能谱成像检查手册32宝石CT及能谱成像原理介绍宝石能谱CT与常规CT有何不同？

主要部件探测器，材质不同于以往常规CT，宝石CT的探测器是由石榴石（Garnet）构成；宝石CT探测器反应速度快、通透性高，是进行能谱成像和高清成像的基础。

宝石CT产生X线的高压发生器和球管不同于常规CT宝石CT的高压发生器可以在非常短的时间内（0.5ms）进行高低能量的瞬时切换（80kVp140kVp）。

宝石CT的球管采用动态变焦技术，保证高清晰度图像，并且在球管电压瞬时切换的过程中始终保持优质的图像效果。

宝石能谱CT配备有全面的低剂量高清技术采用ASiR（AdaptiveStatisticaliterativeReconstruction）技术，宝石CT可以在明显降低剂量的情况下仍能获得高清的图像。

采用ASiR技术，宝石CT可以在很低的射线剂量条件下，完成能量解析，同时降低图像重建和能量解析过程产生的图像噪声，使能谱成像实现从实验室、科研到临床的转化。

宝石CT能谱成像利用瞬时高低能量切换获得的双能量成像信息，通过原始数据空间的解析，重建被检组织的成对基物质图像以及单能量图像（40keV140keV）常规CT重建的是混合能量图像，能谱成像得到的是101组单一能量点的图像，其效果类似与白光和彩色光的区别能谱CT的单能量图像与常规图像相比具有更好的对比噪声比，可以优化病灶和血管的显示效果不同的组织和病变在不同能量水平的单能量图像上显示的特征是不同的，其在连续变化的能量上的表现即构成能谱曲线X光和可见光一样，也具有相应的谱（能谱）300年前，牛顿发现光谱CT能谱成像说明来自光谱的启示宝石CT能谱成像检查手册54宝石CT及能谱成像原理介绍CT能谱成像说明CT能谱成像具有物质分离的功能，其重建的基物质图像能够特征性地显示相应的物质成分；比如最常见的碘基图，可以显示局部组织内碘浓度高低从而反映该组织的供血状态；碘钙配对的基物质图像可以鉴别在常规CT上显示为高密度的物质究竟为钙化还是增强后的碘对比剂。

利用X线鉴定未知元素的原子量的功能，CT能谱成像可以获得被检组织的有效原子序数（也可理解为拟合原子序数），有效原子序数反映了不同组织对X线的衰减特性，从而间接反映被检组织的特性。

物质分离技术碘基图像钙基图像CT能谱成像临床适应症颈动脉能谱CTA，碘（钙）基图像显示增强后的血管内腔，血管壁的钙化不显示为高密度；钙（碘）基图像显示钙化的血管壁和骨骼为高密度，血管内对比剂不显示为高密度；采用物质分离技术可以准确评估严重钙化的血管的狭窄程度。

宝石CT能谱成像检查手册76CT能谱成像临床适应症临床适应症（优选）小肝癌的诊断容易检出常规CT密度改变不明显的小病灶可以定量分析、鉴别诊断肝硬化门脉高压血管成像优化门静脉显示效果（提高对比噪声比）更好地显示侧枝循环肝脏占位灶的检测优化病灶的显示相似肿瘤之间的鉴别诊断小肝癌肝脏占位门静脉CTA胰腺内分泌肿瘤胰腺外分泌部肿瘤肾上腺病变肾脏囊性病变肾癌结石、痛风颅内动脉瘤介入治疗后随访四肢骨骼、脊柱金属植入物术后随访肺动脉栓塞颅底部可疑病变颈动脉斑块腹主动脉斑块病灶检测鉴别诊断优化血管显示病灶检测鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断鉴别诊断（定量分析）去除伪影病灶检测与定量分析去除伪影优化血管显示和斑块分析宝石CT能谱成像病例筛选适应症

（一）,优选适应症

（二）,次优选病变和部位病变和部位特殊价值特殊价值宝石CT能谱成像检查手册98CT能谱成像临床适应症能谱曲线鉴别诊断能谱曲线显示肝脏血管瘤（HH）和血管平滑肌脂肪瘤（AML）的低能量段曲线始终高于局灶性结节增生（FNH），肝细胞肝癌（HCC）的曲线最低，可进行区分。

肝脏富血供肿瘤AMLHCCFNH小肝癌（右肝HCC级）0100200300400500600404550556065707580859095100105110115120125130135140HUkeV肝脏富血供病变动脉期能谱曲线HH动脉期HCC级动脉期FNH动脉期AML动脉期0100200300400500600404550556065707580859095100105110115120125130135140HUkeV肝脏富血供病变门脉期能谱曲线HH门脉期HCC级门脉期FNH门脉期AML门脉期常规图像单能量68keV碘基图像碘基与单能量融合图像最佳单能量图像（41keV）动脉期常规CT和68keV单能量图像上病灶显示不清（A-B）；碘基图像显示右肝局灶性碘浓度增高（C），提示病灶由动脉供血；根据碘基图像提示进行最佳CNR分析，获得针对该病灶的最佳单能量图像（41keV），显示病灶为相对高密度（E）。

门静脉成像A.单能量68keVB.单能量51keVAB宝石CT能谱成像检查手册1110CT能谱成像临床适应症单能量68keV碘基图像最佳单能量图像（51keV）碘基与单能量融合图像胰腺内分泌肿瘤的检测容易检出常规CT密度改变不明显的小病灶胰腺外分泌部肿瘤的鉴别胰腺癌与慢性胰腺炎的鉴别胰腺囊性肿瘤的鉴别诊断动脉期68keV单能量图像胰头部病灶显示不明显（A）；碘基图像显示胰头部局灶性碘浓度增高（B）；最佳单能量图像（51keV）显示胰头部高密度病灶（C）；碘基与单能量融合图像伪彩编码更容易发现病灶（D）。

胰头部胰岛素瘤临床适应症（优选）临床适应症（优选）颅内动脉瘤介入治疗后随访（protocol1.6circleofWillis）能谱CTA可以去除弹簧圈或金属夹引起的伪影，清楚地观察和评估动脉瘤填塞或夹闭的效果为无创性、简便、经济型检查四肢骨骼、脊柱金属植入物术后随访、复查宝石能谱CT单能量MARs技术可以减除金属伪影，清楚地观察和评估金属固定物、假体以及周围骨骼的情况肾上腺病变的鉴别诊断宝石CT能谱技术可以帮助鉴别肾上腺腺瘤和增生肾脏囊性病变宝石能谱CT物质分离技术可以帮助鉴别囊性肾癌、复杂性囊肿和单纯性囊肿肾细胞癌的鉴别肾脏透明细胞癌与其它细胞类型肾癌的鉴别肾脏透明细胞癌的分级诊断宝石CT能谱成像检查手册1312CT能谱成像临床适应症常规CTCTA大脑前交通动脉和左侧后交通动脉瘤栓塞术后5年复查能谱CTADSA常规CT显示蛛网膜下腔出血，左侧鞍旁金属伪影（A、B）；常规CTA显示左侧颈内动脉分叉部及前交通动脉弹簧圈栓塞后，局部伪影较明显，相应血管的显示欠佳，难以评估治疗效果及蛛血的原因（C、D）。

能谱CTA显示弹簧圈伪影减除，左侧颈内动脉分叉部动脉瘤再发（E、F）；同日DSA证实动脉瘤再发，与能谱CTA所示结果一致（G）。

ABCDGFE单纯性囊肿在水基图像、碘基图像上均表现为低密度；复杂性囊肿在水基图像上表现为高密度，钙化部分在钙基图像上显示为高密度，碘（钙）基图像上不显示高密度；囊性肾癌在水基图像上显示为等密度，碘基图像呈稍高密度。

单纯囊肿复杂性囊肿囊性肾癌单能量图像水基钙基图像碘基图像肾脏囊性病变宝石CT能谱成像检查手册1514CT能谱成像临床适应症肾结石成分鉴别宝石CT能谱技术（有效原子序数、能谱曲线）可以帮助鉴别尿路结石的成分（磷酸钙、草酸钙、尿酸、胱氨酸），从而指导选择相应的治疗方案痛风的诊断（protocol9.10GOUT）宝石能谱CT物质分离技术可以特异性地显示痛风导致的尿酸盐结晶沉积和痛风石形成早期诊断、定量诊断无创、简便、经济痛风痛风13956痛风石和尿酸盐结晶在尿酸基图像显示为高密度（A），钙基图像上显示为低密度（B）；融合图像更容易观察病变范围（C-D）。

ROI5（橙色）为尿酸盐结晶沉积，ROI6（粉红色）为肌肉组织，ROI9（湖蓝色）为松质骨，ROI13（深蓝色）为皮质骨；能谱曲线分析尿酸盐结晶与周围其它组织的曲线均不相同，可以帮助鉴别。

ABDC尿酸基融合图像-黄色为尿酸基融合图像-蓝色为钙基钙基临床适应症（优选）宝石CT能谱成像检查手册1716CT能谱成像临床适应症临床适应症（次优选）肺动脉栓塞（protocol5.7pulmonaryembolismCTA）宝石能谱CT碘基图像可以直接显示肺实质血流灌注状态，有助于早期、直观显示发生栓塞的肺组织宝石CT物质分离技术可以对局部肺组织碘浓度进行定量分析，可以帮助评估疗效减少肺动脉CTA对比剂用量颅底部可疑病变能谱CT单能量技术可以减少图像硬化伪影颈动脉斑块宝石CT能谱技术能够帮助鉴别斑块的性质宝石CT最佳单能量技术能够优化颈动脉CTA的显示效果腹主动脉斑块宝石CT能谱技术能够帮助鉴别斑块的性质645右肺上叶肺动脉栓塞肺窗图像不能明确显示肺组织异常改变（D）；纵隔窗显示右上肺动脉分支内小栓子（C）；碘基和融合图像显示右肺楔形碘浓度降低区域（B-A），提示为栓塞后血流灌注减低的肺组织。

DBAC宝石CT能谱成像检查手册1918CT能谱成像临床适应症红色同侧正常肺组织黄色对侧正常肺组织蓝色栓塞区域肺组织CT能谱成像检查整体方案散点图显示栓塞区域碘浓度明显低于同侧和对侧正常肺组织碘浓度（E）；直方图显示栓塞区域与正常肺组织CT值差异不明显（F），而碘浓度分布存在明显差异（G）；能谱曲线显示栓塞区域肺组织能谱曲线明显低于正常肺组织曲线，前者呈低平表现（H）。

EFGH右肺上叶肺动脉栓塞宝石CT能谱成像检查手册2120CT能谱成像检查整体方案能谱CT检查前准备四肢骨关节及脊柱金属植入物术后随访复查无需特殊准备痛风检查无需特殊准备肿瘤检查需要增强，增强前需空腹或餐后4小时以上增强检查前需进行碘过敏试验为获得良好的成像效果，腹部脏器（肝脏，胰腺，肾上腺，肾脏）检查前需饮水充盈胃肠道扫描流程与协议能谱成像扫描过程和时间与常规扫描类似只需在扫描类型中（Scantype）开启能谱模式（GSImodeon）然后根据相应的检查部位进行GSI协议的选择（图1）扫描流程与协议能谱成像各部位常用扫描GSI协议的选择（图2）头颅head（axialhelical）GSI-21GSI-14颈部neck（helical）GSI-18胸部chest（helical）GSI-1腹部abdomen（helical）GSI-1,GSI-15,GSI-27四肢Musculoskeletal（helical）GSI-1/GSI-10脊柱spine（helical）GSI-13常用部位的GSI扫描Protocol均已预设，根据部位和脏器进行选择即可，部分Protocol含有针对病灶的靶区GSI平扫Series，主要针对囊性病灶，不属此情况可直接点击NextSeries图2GSI协议图显示腹部可供选择的GSI协议，可根据患者BMI、体型、需要检查的部位进行相应的检查。

图1扫描类型选项卡选择能谱扫描模式（GSIModeon高亮红色边框所示），然后选择部位（如Abdomen腹部及其相应合适的GSI协议）。

宝石CT能谱成像检查手册2322CT能谱成像检查整体方案一般GSI扫描Protocol的序列包括Scout，-C（120kVp），+CGSI，（Delayedphase）；依次逐个序列往下扫描即可需要增强的检查，平扫可以采用常规扫描（120kVp），自动毫安技术（AutomASmartmA），噪声指数（noiseindex，NI）为1015，根据平扫出现的最高mA来选择相应的GSI协议（对应关系如表1中所示）平扫与增强扫描的层厚、螺距保持一致：

偏瘦和常规体型的人建议选择螺距1.375；BMI偏大的人建议选择螺距0.984根据mAs对照表，能谱扫描的射线剂量与常规扫描是相当的扫描流程与协议目前（2012年6月）管电流设定过高引起的球管散热等待问题的临时解决方法能谱扫描病例与普通扫描病例交替进行严格掌握能谱扫描范围根据平扫图像位置（SI）确定增强扫描范围而不是直接在定位像上划定范围部分期相仅对病灶进行能谱扫描采用混合期相扫描（部分期相用能谱，部分期相用常规）表1平扫mA与GSI扫描协议的对应关系mAstableMaxGSIParameterGSImAsGSIMode（medium）GSIMode（large）3490.5S630mA315GSI-3GSI-13504140.6S640mA384GSI-16GSI-154154590.8S550mA440GSI-28GSI-274605390.8S600mA480GSI-11GSI-105401.0S600mA600GSI-6GSI-5扫描流程与协议多期扫描流程与协议腹部增强常规行双期扫描（动脉期和门脉期静脉期）（Protocol6.2dual-phaseABD），需要进行血管重建的病例选择（Protocol6.1ABDCTA）特殊说明肝脏占位性病变需进行三期扫描（Protocol6.6tri-phasicliver）胰腺和肾上腺：

扫描层厚2.5mm（Protocol6.3pancreas和6.4adrenalgland），注意胰腺内外分泌部肿瘤第一期扫描时间的差异门静脉成像：

可进行单期（门静脉期）扫描，扫描范围包括食道下段（肺门水平）至脐孔（腹壁侧枝循环）肾脏占位性病变扫描常规采用皮髓质期和实质期（Protocol6.5kidney）GSI扫描及其扫描剂量宝石CT能谱成像检查手册2524CT能谱成像检查整体方案能谱CT图像重建和分析能谱CT的图像模式有：

QC-140kVp；mono-单能量；基物质图像（materialdensity）-水，碘，钙，尿酸，脂肪等QC图像和mono图像可在扫描时进行重建，在recon选项卡中进行选择；本院预设Protocol中均已设定自动重建和传输（EBMServer）；扫描过程中新增GSI序列需要进行相应的设定；也可在扫描结束后在RetroRecon选项卡中进行重建和传输能谱CT产生的单能量图像需要在GSIviewer中进行分析，从而进一步产生基物质图像、最佳单能量图像、及融合图像，并可进行伪彩编码显示为了更好地去除金属伪影，单能量图像可以结合或不结合MARs技术使用，根据金属植入物的大小和材质进行选择（图3）单能量图像根据需要可以带或不带扫描数据（scanfiles），不带有扫描数据的单能量图像文件较小、与常规CT图像文件大小相当，用于一般浏览或重建，但不能用于能谱分析；带有扫描数据的单能量图像可以进行能谱分析、后处理，但图像文件较大（图3）GSIDataFile高亮（左侧红色边框）说明重建的图像为带有扫描数据的图像，可用于GSI分析和后处理；MARs（右侧红色边框）此处没有高亮，说明重建的图像是不加MARs技术的，如需要加用MARs技术，可点击该按钮使其处于高亮状态。

图3GSI重建Recon选项卡能谱CT图像数据分析能谱CT图像数据还可以进行一些图形界面的分析，包括能谱曲线、散点图、直方图及OptimalCNR（最佳对比噪声比）曲线等。

能谱曲线主要用于不同组织特性的比较和鉴别散点图主要用于成对基物质浓度分布显示，或显示基物质浓度、单能量CT值、有效原子序数之间的相互关系直方图可用于单能量CT值或有效原子序数的分布显示，显示其相对的均匀度和平均水平最佳单能量图像是根据观察目的要求，以病灶或目标血管为对象，周围组织为背景，即可产生OptimalCNR曲线，曲线峰值对应下方的能量水平即为观察该病灶或血管的最佳单能量水平，可将该单能量图像保存用于浏览或重建能谱CT图像传输、存储、摄片QC图像仅用于检查过程中的快速浏览及检查质量控制，或者临床研究时作为对照组单能量图像为常规阅片和摄片用图像模式，必须上传至PACS，为了减轻网络负荷，建议上传的图像为不带扫描数据的单能量图像（图4）单能量水平默认值的设定常规颅脑可选择73keV胸部可选择63keV68keV腹部可选择68keV宝石CT能谱成像检查手册2726CT能谱成像检查整体方案图4重建选项卡和网络传输按钮左上红色边框显示为不带扫描数据的单能量图像（68keV），对应的网络传输选项卡（左下红色边框）高亮、显示传输目的地为PACS的服务器；QC图像，对应的网络传输选项卡（右下红色边框）不高亮、不进行网络传输。

单能量图像（不带扫描数据）上传至服务器QC图像不上传至服务器能谱CT图像传输、存储、摄片特殊检查单能量水平默认值的设定头颈部血管成像可选择60keV小肝癌和胰腺内分肿瘤的检测动脉期和门脉期可分别选择50keV和68keV门静脉成像可选择51keV下列情况基物质图像为必须重建和传输的小肝癌的检测（碘基水基）胰腺内分泌肿瘤的检测（碘基（水）肺栓塞的检查（碘基（水）痛风的检查（尿酸基钙基）能谱CT检查摄片要求以单能量图像（缺省值水平）为主特殊病例需加摄诊断过程中采用的基物质图像、最佳单能量图像等能谱CT检查需要保存的图像建议保存带有扫描数据的单能量图像对于有金属植入物的病例，建议同时保存加和不加MARs的图像对于同时进行科研的病例，可根据需要保存相对应的QC图像能谱检查病例信息应随时登记，阶段性整理成电子文档，便于日后统计、研究、总结、撰写论文28CT能谱成像检查整体方案能谱CT诊断报告书写检查名称：

部位平扫增强+（CTA/CTV）检查技术和分析方法：

增强对比剂总量/速率重建图像类型（单能量基物质最佳单能量）+能谱分析二维/三维重建影像描述：

说明采用的单能量水平及其表现；说明采用的基物质图像类型及其表现；说明最佳单能量水平及其表现；说明采用的分析方法（散点图直方图能谱曲线）影像诊断意见：

根据能谱表现作出定位、定性诊断能谱CT检查禁忌症与常规CT类似平扫孕妇（一般不做，包括常规CT）增强碘过敏者严重甲亢严重心、肾功能不全能谱CT扫描参数一览表宝石CT能谱成像检查手册3130能谱CT扫描参数一览表腹部增强肝脏胰腺扫描参数Helical-body-large-40mm机架转速0.6-1.0s或根据自动毫安对照表0.5-1.0s或根据自动毫安对照表螺距0.984/1.375重建序列（混合能量）2.5-5mm140kVp2.5mm140kVp重建序列（单能量）2.5-5mm和0.625-1.25mm68keV2.5mm和0.625-1.25mm68keV重建算法STND胸部增强肺癌肺动脉栓塞食管癌扫描参数Helical-body-large-40mm机架转速0.5-0.8s或根据自动毫安对照表0.5s或根据自动毫安对照表0.6-1.0s或根据自动毫安对照表螺距0.984/1.375重建序列（混合能量）5mm140kVp0.625-1.25mm140kVp2.5-5mm140kVp重建序列（单能量）5mm和0.625-1.25mm63-68keV0.625-1.25mm65-70keV2.5-5mm和0.625-1.25mm70keV重建算法STND头颈部平扫颅脑颈动脉甲状腺扫描参数Axial-head-small-20mmHelical-neck-medium-20mm机架转速0.9s或根据自动毫安对照表0.6-0.8s或根据自动毫安对照表螺距0.969/1.375重建序列（混合能量）5mm140kVp2.5mm140kVp重建序列（单能量）5mm70keV2.5mm70keV重建算法STNDSTND金属植入物的病例加/不加MARs头颈部增强颅脑颈动脉甲状腺机架转速0.8-0.9s或根据自动毫安对照表0.6-0.8秒或根据自动毫安对照表螺距0.969/1.375重建序列（混合能量）0.625-1.25mm140kVp0.625-1.25mm140kVp2.5mm140kVp重建序列（单能量）0.625-1.25mm55-70keV0.625-1.25mm65-70keV2.5mm和0.625-1.25mm70keV重建算法STND金属植入物的病例加/不加MARs宝石CT能谱成像检查手册3332能谱CT扫描参数一览表腹部增强肾脏肾上腺扫描参数Helical-body-large-40mm机架转速0.6-1.0s或根据自动毫安对照表螺距0.984/1.375重建序列（混合能量）5mm140kVp2.5mm140kVp重建序列（单能量）5mm和0.625-1.25mm65-70keV2.5mm和0.625-1.25mm65-70keV重建算法STND腹部增强胃小肠与结肠扫描参数Helical-body-large-40mm机架转速0.6-0.8s或根据自动毫安对照表0.6-1.0s或根据自动毫安对照表螺距0.984/1.375重建序列（混合能量）5mm140kVp0.625-1.25mm140kVp重建序列（单能量）2.5-5mm和0.625-1.25mm70keV2.5-5mm和0.625-1.25mm65-70keV重建算法STND骨与关节平扫植入物术后评估痛风扫描参数Helical-musculoskeletal-large-40mm机架转速0.6-1.0s或根据自动毫安对照表05-0.6s或根据自动毫安对照表螺距0.984/1.375或更小0.984/1.375重建序列（混合能量）2.5-5mm140kVp2.5mm140kVp重建序列（单能量）2.5-5mm和0.625-1.25mm80-90keV2.5mm和0.625-1.25mm70keV金属植入物的病例加/不加MARs腹部和盆腔后腹膜盆腔扫描参数Helical-body-large-40mm机架