能谱

CT的临床应用与研究进展
在基物质图像定量 分析中的应用
图像分析
发展前景
能谱CT不同于常规CT的显著特征在于多参数成像，并且其中某些参数是能谱CT所特有的。不同的参数反映不 同的组织特性，使得能谱CT成像从多个角度对图像进行更深层的剖析，开辟CT成像多参数分析和功能成像的新方 向，在常规CT的基础上为临床诊断提供更多、更准确、全面的信息。基物质图像基物质图像是CT能谱成像中非常 重要的图像模式，能谱成像过程中的能量解析也是在选定了基物质之后才能进行的。物理实验表明，任何一种物 质对X射线的吸收都可W用任何另外两个物质即基物质对的吸收来表达。正如地图任何一点可W在X-Y坐标上表达一 样，一个基物质对对应着另外一种物质。当然这种表达并不一定是确定物质的真实组成，但这是对所需检测物质 成分的一种相对的表达。通常来讲衰减高低不同的物质也就是原子序数相差较大的两种物质会用来作为基物质对， 例如，水-贿，巧-水，规-巧等。
对于医学成像来说，水和贿是常用的组合。因为它包含了从软组织到含贿对比剂W及医学中常见物质的范围， 并且通过物质密度图像易于解释。选取不同的基物质对经过物质分解后就获得了相应的两种基物质的密度图。基 于投影数据空间的能量解析使得能谱成像具有物质定量分析的能力，这也就是意味着从物质的密度图上可封测量 出每个体素的密度，单位为mg/ml或^xg/ml。因此，CT成像实现了由传统单纯依靠CT值的单参数成像向能谱CT多 参数成像的转化。除了临床中经常用到的水-视基物质对，也可根据不同的诊断目的来选择基物质对。柳-水基物 质图主要用于反映増强后组织强化的程度，棚-巧基物质图主要用于区分高密度物质主要成分为造影剂或巧化，而 尿酸-巧基图像主要用于显示痛风患者尿酸盐结晶的异常沉积等。有物理研究获得的不同物质的质量吸收函数随能 量变化的关系和通过物质分离技术获得的基物质对的密度值相结合计算获得的。物理研究已确定了如水和贿等很 多纯物质和混合物质的质量吸收曲线。能谱CT可提供140keV的101个单能量图像，单能量成像功能等同于实现了 单色X线源下物质可能获得的图像。较低的单能量水平可^^提高图像的密度分辨率，有助于病灶的显示；较高的 单能量水平虽然导致图像对比度降低，但可去除金属伪影。
能谱
物理学术语
目录
01 CT的临床应用与研究 进展
0幅度经能量刻度后就可得到计数率随粒子能量的分布曲线。电离室输出的脉冲经前置放大器及线 性脉冲放大器放大后，输入单道或多道脉冲分析器，以测量计数器率随脉冲幅度的分布曲线。这曲线称为脉冲谱。 能谱应用于医学、航空航天、核研究等多个领域。
宝石CT成像在不同病理的作用
CT的成像参 数分析介绍
各组特征性 参数的相关 性分析
从不同的方面对能谱CT的成像参数进行分析介绍；设计了破溶液测试体模W及方法，并验证其检测宝石能谱 CT的定量分析能力的可行性；通过结合低剂量恢复算法与物质分解方法努力实现低剂量扫描获得高质量图像的目 的；设计并验证噪声功率谱的噪声评价方法，并将其应用于不同方法获得的基物质图像。研究对于探索能谱CT检 测技术、完善噪声评价系统，优化基物质图像W提高诊断精度等方面有重要的实际意义：能谱CT随着技术的进步 在不断地更新，推出宝石能谱CT后虽然设计并制作了破溶液测试体模W及相关检测方法，但需要进一步研究W完善 该体模；提出采用现有的恢复算法和物质分解方法相结合的思想达到低剂量扫描获得高质量图像的目的，但没有 提出全新的物质分解新算法。评价方法应不局限于噪声，可采用如空间分辨率，密度分辨率等多样化的标准进行 评价。对能谱成像新技术与新方法进行更深层的研究，将医学图像处理与能谱CT成像技术相结合，建立并完善能 谱CT参数分析平台，建立参数仿真系统并完善相应的评价体系；探索研究能谱CT多参数的检测技术与方法，推动 能谱CT的质量保证与检测标准的发展与建立；提出更完善的算法W达优化基物质图像的目的，并进一步完善噪声 评价体系。总之，能谱CT已成为该领域的研发热点。
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同时，由于组织结构在不同能量点下有不同的显示效果，可据此调整图像显示效果，单能量图像具有更高的 图像质量、信噪比及对比噪声比。单能量图像在临床上的应用十分广泛，如；去除烦后窝硬化伪影I硕后窝和脑底 部因线束硬化伪影的存在使得在成像时受到影响，单能量图像可去除常规CT成像中存在的硬化伪影，成为解决烦 后窝伪影问题的首选技术；优化低对比结构的显示，CT对病灶的检出率主要取决于病灶的大小、病灶和实质间的 密度差别，因此CT图像的对比度对于病变的检测非常重要，较低的能量有助于组织间的对比度的提高，图像是在 注射造影剂的情况下扫描的增强图像，进行窗口的调节后的显示结果。
深入分析比较了不同病理类型、不同组织来源的肺癌、胃癌和食管癌及其转移性淋巴结之间一系列CT能谱特 征性参数，并对：( 1)不同病理类型肺癌原发病灶之间；( 2)不同病理类型肺癌原发病灶与其肿瘤转移性淋巴结 之间；( 3)不同病理类型肺癌原发病灶与不同组织来源的胃癌和食管癌转移性淋巴结之间；( 4)不同组织来源 / 病理类型肿瘤转移性淋巴结之间，能谱特征性参数进行了两两比较，统计分析各组能谱特征性参数间的相关性。
引起CT值差别的增大，这也是在40～110keV下的CT值能够较好地区别胃癌和食管癌转移性淋巴结与各肺癌转 移性淋巴结的原因。肺鳞癌转移淋巴结的CT值整体偏大，可能与其特殊的细胞类型或与侵入淋巴结的特殊组成相 互作用相关。能谱CT曲线及其它相关参数对于不同病理类型肺癌、胃癌和食管癌及其转移淋巴结的鉴别诊断有一 定的指导作用，对鉴别淋巴结病变亦具有重要的指导意义。各组衰减曲线特性的相对关系一定程度上反映了病变 组织病理类型。这种区别的原因在于病变组织学、化学性质或代谢情况的细微差别。同时，针对中低能量区的 CT值、碘含量以及曲线斜率的比较分析，亦有助于评判不同肿瘤来源的转移性淋巴结与其原癌组织间的相关 性。