宝石能谱ct原理
[宝典]GEDiscoveryCT750HD宝石能谱CT
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[宝典]GE Discovery CT750 HD 宝石能谱 CT GE Discovery CT750 HD 宝石能谱 CT----颠覆传统排层概念，世界首台能谱 CT创新一直是 GE 发展的灵魂，GE 也一直是 CT 创新的领导者。
从第一台商业CT 到 4排 CT，从 4 排 CT 到 16 排 CT，从 16 排 CT 到 64 排 CT，GE一直站在 CT 发展的最前沿，引领着 CT 创新的潮流。
2008 年 12 月 RSNA 北美放射学年会上，GE 展区人头攒动，当天全世界的医学报刊都报道同一则新闻——“宝石能谱 CT 诞生了” ～这台 CT 经历了 GE 科学家 8 年的辛勤研究，创新地把宝石(Gemstone)作为探测器的材料，再次献给影像界一个划时代的杰作。
由于宝石能谱 CT的诞生，而使 GE 入选 2008 年度全球最具创新性公司四强。
评委会称 GE 公司的入选不是因为她的规模，而是因为她创造了革命性的产品。
一、超高端 CT 的市场定位从世界首台 CT 问世至今，CT 发展已经经历了四个十年:第一个十年(1969,1978 年)CT基本处于实验室阶段，以气体探测器为材料; 第二个十年(1979,1988 年)进入临床使用阶段，但仅为非螺旋扫描，速度非常慢，只能常规做头颅检查; 第三个十年(1989-1998 年)出现了滑环技术，CT 进入螺旋扫描时代，体部扫描成为常规;第四个十年(1999-2008 年)各个厂家纷纷推出各档次的多排CT，心脏扫描得以实现，而且随着排数的增多，其成功率在不断提高。
从过去四十年的历史表明，每一个十年都会较上一个十年有突破性的进展，能够做到上一个十年做不到的领域。
那么在 CT 发展第五个十年，其领先的技术必定要能够引领 CT 行业进入前四十年都没有进入过的领域。
从 2009 年以来，各厂家超高端 CT 的技术一改以往在相同发展方向上互相追逐的态势，而向不同的方向发展。
宝石能谱CT(64排
能量CT信号获取要求
• 能量CT在高低能量信号强度的匹配和获取 时间的一致性上，有很高要求
运动对序列扫描成像技术的影响
•轨 迹. 时 间. 图 像
运动伪影
双球管能量成像
• 双球管的设计的挑战 （一）散射线 （二）扫描野受限 （三）运动伪影
• 一、虚拟平扫水、碘分离技术获得水基图，水基 图不含碘物质，可用水基图代替平扫图像
• 二、选择水和碘作为基物质，应用碘基图可以敏 感地识别病灶中的含碘对比剂，确定有无强化
• 三、去除钙化的CTA
碘、钙物质分离血管中的含碘造影剂 与钙化或相邻骨结构的分离，有助于评估 血管狭窄
单能量图像的临床应用
二.伪影 运动伪影、金属伪影、射束硬化
伪影、部分容积效应、系统伪影
• 运动伪影：心脏跳动、呼吸运动、胃肠蠕动、意思 不清
• 金属伪影：当X线穿透金属时，X线强度急剧衰减， 产生金属伪影
• 射线束硬化：X线穿过人体时，低能射线吸收多， 高能射线易穿透，平均能量变高，射线逐渐变硬
• 部分容积效应：同一扫描层内含有两种以上不同密 度而又相互重叠的物质时，检出密度为平均值
• 骨骼和碘的吸收曲线随能量变化比较强烈
• 任何物质都有对应的吸收曲线，区分不同的物 质
• 探测器具备良好高低能量数据的采集能力并被免信 号干扰，信号转换效率高
• 探测器两个基本特征：初始速度、余晖效应
（快的初始速度方能保证瞬时KVp切换时，极短时间内两组
信号被分别采集；余晖效应要能使高低信号独立采集，互 相不干扰）
2.物质对不同X线能量的吸收具有选择性而产 生射线硬化效应
能谱CT成像技术原理及临床应用介绍
能谱CT成像技术原理及临床应用介绍随着医学影像技术的不断发展，能谱CT成像技术成为了近年来医学领域的一项重要突破。
能谱CT成像技术通过分析体内不同物质对不同能量的X射线的吸收情况，可以提供更为准确的图像信息，进一步提高了疾病的诊断与治疗水平。
本文将就能谱CT成像技术的原理及其在临床应用中的意义进行介绍。
一、能谱CT成像技术的原理能谱CT成像技术是建立在传统CT技术的基础上进行改进的。
传统CT技术的原理是利用X射线在人体组织中的吸收程度进行成像，然而该技术在某些特定情况下存在一定的局限性。
例如在肿瘤诊断中，传统CT技术往往难以准确鉴别出不同组织的乳酸代谢情况。
而能谱CT成像技术主要通过分析物质对不同能量的X射线的吸收情况，从而得到更为准确的组织成像。
能谱CT成像技术的核心是X光谱，而获得X光谱信息的关键是能量分辨器。
能量分辨器可以对通过物体后所衰减的X射线进行精确的光谱分析，进而得出不同能量的X射线在不同物质中的衰减情况。
这样一来，医生就能够根据不同物质的X射线吸收特性，准确判断出组织中存在的特定物质，从而辅助病情的诊断。
二、能谱CT成像技术在临床应用中的意义1. 提高疾病诊断的准确性能谱CT成像技术相较于传统CT技术，能够提供更多组织特征的信息，如不同物质的乳酸代谢情况、不同血红蛋白含量等。
通过分析不同能量X射线的吸收情况，医生可以更准确地判断病灶的定义及范围，从而提高疾病的诊断准确性。
2. 新的治疗方法的研发能谱CT成像技术为新的疾病治疗方法的研发提供了可靠的依据。
通过准确判断病灶的特征及范围，医生可以选择更合适的治疗方案，并根据治疗效果进行调整。
这为病人提供了更加个体化的治疗模式，有效提高了疗效。
3. 提高手术的精确性运用能谱CT成像技术，医生在手术前可以精确判断病灶范围，避免对正常组织造成过多伤害。
此外，医生还可以通过分析病灶的成分，确定手术的难度和风险，提前做好手术准备。
4. 提高放射治疗的效果能谱CT成像技术可以帮助放射治疗医生更准确地制定治疗计划，确定病灶的病理特征和边界，从而更好地控制剂量分布和治疗效果。
宝石CT能谱成像检查手册7.2-终
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。
CT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。
相关专业人员和患者的了解和认可，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，共同推进相信随着研究成果的不断总结和发表，宝石能谱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。
2宝石CT 及能谱成像 原理介绍 的高压发生器可以在非常短的时间内（80kVp 140kVp4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对比剂。
利用X 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 碘基图像 钙基图像CT 能谱成像临床适应症6CT能谱成像临床适应症8CT能谱成像临床适应症AML HCC FNH 常规ＣＴ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（动脉期常规CT 和68keV 单能量图像上病灶显示不清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)。
能谱CT成像技术原理及临床应用介绍
• 利用校准过的基物质密度图像，生成的单能量图像，硬化效应也相应消除。 • 原则上能谱成像中基物质对的选择是没有局限的，但通常会选择衰减性能
明显高低不同的物质。
能谱成像的临床应用
能谱CT在原有CT空间分辨率、时间分辨率基础上，增加了能量分辨率及 理化性质分辨率。涉及的参数包括101个连续的单能量CT值（40140keV）及由此产生的能谱曲线，多种物质分离图像及相应物质密度值 和有效原子序数。 • 物质分离 • 单能量图像 • 能谱曲线 • 有效原子序数
物质分离
• 原理：任何结构或组织能通过两种物质的组合产生相同的衰减效应来表达。 • 分离后物质密度图像中每一体素反应了相应物质密度信息。 • 原则上基物质对的选择可以是自然界中的任意两种物质。医学上常用的是
水和碘、水和钙、碘和钙等。 • 通常情况下，配对物质只是用于表达该组织的X线衰减，而不是确定含有
男性，50Y
进行能谱分析，在碘基图上进行碘含量测量，三期病变内部碘含量相似，且 接近0的水平，提示病变没有强化。
虚拟平扫
• 原理：水密度图上不显示碘物质，因此可用水密度图代替平扫图像，减少 CT增强扫描时单独扫描平扫图，减少曝光剂量，优化扫描方案。
识别强化
• 常规CT因为固有硬化效应的存在，会造成CT值偏移或不准确，使病灶中 有无真正强化很难分辨。
• 能谱CT成像时选择水和碘配对，其物质密度图可有效解决此问题。 – 碘密度图可敏感的识别病灶中含碘对比剂，提供有无强化的确诊信息。 – 碘密度图可提高微小强化病灶检出率或者更加清晰的显示病灶轮廓。
• 用两个已知的基础物质对X线的吸收来表达一个未知物质对X线的吸收。 这两个已知基础物质称为一个基物质对。最常用的基物质对是水和碘。也 可选择任意两种已知物质。与CT值表达式综合以后，得到CT值求解公式 如下：
全球首台能谱CT简介
GE 宝石能谱CT2008 年北美放射年会上，GE公司正式向全球推出了全新的宝石能谱CT，这款产品的问世开创了一个全新的CT能谱成像的全新领域：她创造性的采用了宝石作为探测器的原材料，从而引领了一场包括球管、高压发生器、探测器、成像原理、重建算法等一系列CT影像链核心技术的全面革命，开创了一个CT分子影像的全新领域！宝石CT的诞生使GE入选2008年度全球最具创新性公司四强：创造性的把宝石作为探测器的材料，由于其物理特性，大幅度提升了图像质量，开拓了能量应用的新领域，突破了CT发展和应用的3大极限：1．显微CT——发现常规CT发现不了的病灶和常规CT的成像原理不同，宝石CT采用了101个单光子成像，首次在CT中引入了多参数的成像概念，打破传统，开创了能谱成像的新纪元，可以发现常规CT发现不了的病灶，提高30%早期肿瘤的发现率。
2．病理CT——率先进入分子能谱成像领域可以鉴别物质成分及组织学分析：如病灶来源的分析、肿瘤良恶性鉴别诊断、不同物质成分的分析及斑块成分分析；物质的定量分析：精确分析物质的浓度——可精确到0.05mg/ml。
3．绿色CT——业界绿色安全的CT经全球近10万余例临床病历验证：在心脏检查中，剂量可降低90％以上，在全身应用中，剂量下降50％以上，是目前全球最为安全的CT。
无论在北京还是上海，都被作为高端人群体检的首选机型。
正是具有如上的独特性能，宝石能谱CT对于综合性医院的战略发展，有着举足轻重的作用：在临床上传统形态学诊断功能学诊断1.显微CT：发现常规CT发现不了的病灶、肿瘤超早期探查2.病理CT：肿瘤定性诊断、定量分析3.去除射线硬化伪影，开创全新应用领域在科研上国内平台国际平台能谱成像全新平台，全球首次同步推出在保健领域诊断体检、筛查超高端人群体检1.北京，3大综合医疗中心：301医院、北京医院、友谊医院2.上海，3大世博定点医院：华东医院、瑞金医院、仁济医院在实际使用中，临床专家认为，宝石能谱CT有着非常鲜明的特点：1. 宝石能谱CT具备世界上先进的能谱成像功能，率先将CT带入能谱时代，能对组织进行定量与定性分析，这是业界公认的CT发展方向。
宝石能谱CT
同一病人，不同机器，相同体位，两次扫描
320 CT
能谱CT
高清侧枝循环显示
CT相当于几张胸片？
注：一次正位胸片剂量(0.05mSv)
正常剂量（2.83mSv=56.6张胸片）
超低剂量（0.18mSv=3.6张胸片）
74mAs
7.5mAs
GE能谱CT──低剂量下的全身高清
平均剂量降低50%以上且高清图像
CT能谱
(Energy Spectrum)
亮度
6
5 x 10
140KVP X-ray Spectrum
4
3
2
1
0
0
20
40
60
80
100
120
140
光子能量 (keV)
6
5 x 10
140KVP X-ray Spectrum
4
亮度
3
2
1Leabharlann 002040
60
80
100
120
140
光子能量 (keV)
由于具备同时同向同源，高低能量X线穿过人体衰减后可得到连续单能级(40－ 140)的能量信息，类似于光谱，故称之为CT能谱，可反应不同能量变化。
低keV有助于提高图像对比度，清晰显示病灶
50keV
70keV
混合能量
空回肠粘膜皱襞显示
男性，69岁，腹部不适2月，腹泻、腹胀1月。
68keV图像，腹部强化扫描，空肠、回肠皱襞显示清晰完成，肠壁显示好， 供血血管清晰完整。
微小动脉显示 -肠系膜血管分支
如何实现能谱成像
单能量图像去除金属伪影 清晰显示病灶
☉ 传统CT存在CT值的不准确 导致难以发现与正常组织CT值非常接近的病变—漏诊
宝石能谱CTA检查方法
宝石能谱CTA检查方法宝石能谱CTA检查方法是一种非侵入性的医学影像技术，用于评估宝石动脉疾病的诊断和治疗规划。
CTA是计算机断层扫描（CT）和动脉造影（angiography）的结合，通过注入造影剂和使用X射线来生成详细的影像。
以下是宝石能谱CTA检查方法的具体步骤：1.患者准备：在进行CTA检查之前，患者需要脱掉任何可能干扰影像的金属物品，并穿上一件病人服装。
患者需要空腹，通常要求在检查前4个小时不进食或饮水。
2.注射造影剂：在进行CTA之前，患者需要注射一种叫做碘造影剂的物质。
碘造影剂可以提高血管和组织的对比度，使医生能够更清晰地观察宝石动脉。
3.检查位置：患者需要平躺在CTA机器的床上，机器会将患者的身体部位移到机器的圆形开口处。
4.安全考虑：在进行CTA检查之前，医生和放射技师会询问患者是否有对碘造影剂过敏的情况。
如果患者对碘过敏，医生会采取一些措施来减少过敏反应的风险。
5.检查操作：CTA机器会开始旋转并发射X射线，同时床会缓慢前进，以获得多个角度的图像。
患者需要尽量保持静止，以避免影像模糊。
6.影像重建：CTA机器会生成大量的图像，这些图像可以通过计算机重建，形成3D或2D的图像。
这些图像可以帮助医生评估宝石动脉的结构和功能。
7.结果解读：CTA图像将会由放射科医生进行解读和评估。
医生会查看动脉的狭窄程度、血管堵塞的情况以及血流情况等信息，以确定是否存在宝石动脉疾病。
8.检查风险：CTA检查是一项相对安全的检查，但仍然存在一些风险。
最常见的风险是对碘造影剂过敏反应。
其他罕见但可能的风险包括肾功能损伤和辐射暴露。
总的来说，宝石能谱CTA检查是一种快速、准确且安全的方法，用于评估宝石动脉疾病的诊断和治疗规划。
它可以提供详细的血管图像，帮助医生做出正确的诊断并选择最适合的治疗方案。
宝石能谱CT与常规CT在颌面部检查中辐射剂量及图像质量的对比研究
RESEARCH WORK77中国医疗设备 2021年第36卷 03期 V OL.36 No.03引言宝石能谱成像（Gemstone Spectral Imaging ，GSI ）采用单源瞬时kVp 切换技术，在极短的时间内（<0.5 ms ）完成140~80 kVp 高低能量间的周期切换，几乎同时、同角度得到匹配的高、低能量数据，进而在投影数据空间完成能谱分析[1-4]。
GSI 与常规120 kVp CT 混合能量成像（Conventional Polychromatic Imaging ，CPI ）相比，提供了更多的成像参数和功能成像，比如：物质密度成像、单能量图像、能谱曲线和有效原子序数[5-9]。
GSI 为人们打开了新的思路，提供了新的信息，并迅速在临床上得到推广，与此同时，人们也对GSI 的射线剂量问题非常关注。
宝石能谱CT 与常规CT 在颌面部检查中辐射剂量及图像质量的对比研究高维青，龚海燕，沈阳，刘玉上海交通大学医学院附属第九人民医院 放射科，上海 200011[摘 要] 目的 探讨宝石能谱CT 扫描在颌面部检查中对辐射剂量及图像质量的影响。
方法 收集颌面部CT 平扫患者40名，分成两组（A 组＋B 组），每组20名。
A 组采用单源瞬时kVp 切换能谱CT 扫描模式，管电压140、80 kVp 瞬时（0.5 ms ）切换，重建出单能量70 keV 水平图像。
B 组行常规扫描，管电压120 kVp 。
两组其他扫描参数相同。
对两组图像的信噪比、图像显示质量及辐射剂量进行对比。
结果 A 组和B 组间脂肪、气体、腮腺和髁突间的信噪比差异无统计学意义（-15.02±5.130和-15.22±6.105，P=0.867>0.05；-151.71±41.103和-169.77±73.295，P=0.179>0.05；0.39±2.821和1.22±3.694，P=0.263>0.05；11.07±5.652和11.56±5.873，P=0.701>0.05），而咬肌、颌下腺和玻璃体的信噪比差异有统计学意义（8.58±2.637和12.31±3.763，P<0.001；7.17±2.407和10.24±5.147，P=0.001；0.97±0.511和2.91±0.867，P<0.001)。
西门子force开源CT与宝石能谱CT冠状动脉成像 在冠心病诊断中的应用分析
西门子force开源CT与宝石能谱CT冠状动脉成像在冠心病诊断中的应用分析一、引言冠心病是一种心脏血管疾病，是导致心脏病发最常见的原因之一。
冠心病的早期诊断对于预防心脏病发和提高患者生活质量具有重要意义。
CT冠状动脉成像技术已经成为冠心病诊断的重要工具之一。
西门子公司推出的force开源CT和宝石能谱CT是当前应用最广泛的CT技术，其在冠心病诊断中的应用备受关注。
本文将对这两种CT技术在冠心病诊断中的应用进行分析。
二、西门子force开源CT在冠心病诊断中的应用1.技术原理西门子force开源CT采用最新的靶技术，可以提供高分辨率的成像质量。
其原理是通过X射线穿过人体，对心脏进行多角度成像，然后通过计算机重建出3D的心脏影像。
力求在较低的辐射剂量下获得高质量的影像，可以更好地观察心脏的血管状况，为冠心病的诊断提供重要信息。
2.临床应用force开源CT在冠心病诊断中具有较高的应用价值。
其高分辨率的影像质量可以清晰显示心脏的血管结构，有利于发现狭窄和堵塞的情况。
它还能够快速获取心脏影像，有助于提高诊断效率。
在临床实践中，force开源CT已经被广泛应用于冠心病的早期诊断和评估，取得了良好的临床效果。
三、宝石能谱CT在冠心病诊断中的应用1.技术原理宝石能谱CT是一种新型的CT成像技术，其原理是通过对X射线的能量进行分析，可以获得不同物质的能谱信息，从而实现对心脏血管中钙化斑块的定量分析。
宝石能谱CT能够精确测量钙化斑块的密度和成分，提高了对动脉硬化程度的评估。
2.临床应用宝石能谱CT在冠心病诊断中有着独特的应用优势。
其能够对心脏血管中的钙化斑块进行准确的定量分析，有利于评估血管的硬化程度和冠心病的严重程度。
宝石能谱CT还可以进行心脏组织的准确成分分析，为冠心病的诊断和治疗提供更多的信息支持。
在临床实践中，宝石能谱CT已经成为评估冠心病患者血管状况的重要手段，为临床诊断和治疗提供了更多的选择。
2.辐射剂量force开源CT在提高成像质量的力求降低辐射剂量，有利于患者的安全和健康。
GE宝石能谱CT增强护理配合
GE宝石能谱CT增强护理配合【摘要】GE宝石能谱CT技术在医学影像诊断中具有重要意义，而配合正确的增强护理可以进一步提高诊断准确性。
本文首先介绍了GE宝石能谱CT技术的原理，然后详细描述了增强护理的具体步骤和注意事项，同时对其效果进行评估。
通过临床应用实例，展示了GE宝石能谱CT 增强护理配合的价值，并强调了其在诊断和治疗中的重要性。
结论指出，GE宝石能谱CT增强护理配合不仅有助于提高影像质量，还能提升医疗效果，对于患者的健康和治疗效果具有积极意义。
本研究对于推动医学影像诊断技术的发展具有一定的参考价值。
【关键词】GE宝石能谱CT技术、增强护理、配合、重要性、原理、具体步骤、注意事项、效果评估、临床应用、意义。
1. 引言1.1 GE宝石能谱CT增强护理配合的重要性GE宝石能谱CT增强护理配合在临床诊疗中扮演着至关重要的角色。
随着医疗技术的不断进步，GE宝石能谱CT技术已经成为了一种先进的影像学设备，可以提供更加清晰和准确的影像信息，对各种疾病的诊断和治疗起到了非常积极的作用。
而在使用GE宝石能谱CT技术的过程中，增强护理配合更是必不可少的环节。
GE宝石能谱CT增强护理可以有效提高影像质量，减少患者的不适感，保障影像检查的准确性和安全性。
GE宝石能谱CT增强护理配合的重要性不可忽视。
在临床实践中，提倡对患者实施GE宝石能谱CT增强护理配合，不仅可以提高医疗质量，缩短诊疗时间，减轻患者的痛苦，更可以促进患者康复的速度，降低医疗事故的发生率。
GE宝石能谱CT增强护理配合是非常重要的，具有积极的意义和价值，值得在临床实践中被广泛应用和推广。
2. 正文2.1 GE宝石能谱CT技术原理GE宝石能谱CT技术原理是指通过使用GE宝石能谱CT设备，利用能谱成像技术对人体进行全面的医学影像检查。
该技术的原理主要包括以下几点：1. 能谱成像技术：GE宝石能谱CT设备采用能谱检测器，能够同时获取不同能量的X射线成像信息。
CT能谱成像的基本原理及临床应用
CT能谱成像的基本原理及临床应用CT能谱成像的基础是一种叫做宝石探测器的新材料，通过X线在物质中的衰减系数转化为与之相对应的图形，它使传统的单参数成像变为多参数成像[1]。
CT能谱成像是一项崭新的技术，它以提供多种定性和定量分析与多参数成像为最显著的特征，这种影像学技术对于现在乃至将来对全身各个系统的疾病的诊断就有非常重要的价值。
自从09年开始，CT能谱成像开始进入临床，以瞬时双kVp为核心技术在各种疾病的诊断上已经广泛应用，并得到了一致认可，取得优异的成果[2]。
标签：CT能谱成像；原理；应用1.能谱CT成像技术的发展历程上世纪七十年代，CT技术首次被应用于临床领域，在那时至今已有四十年的历程，其经历了从非螺旋CT到螺旋CT、单排到多排、运行速度明显加快、分辨率愈来愈小等多次变革，现在CT技术可应用于全身。
近年来，随着CT成像技术的快速发展，美国公司首次推出CT能谱成像技术，提供了确切的能量成像[2]。
2.CT能谱成像的基本原理2.1 X线的成像基础物质对X线的吸收与X线的能量变化有关，每一种物质都有一种关于X射线衰减的独特吸收曲线，并且每一种物质的X射线吸收系数都是由光电效应和康普顿散射共同决定的，所以X射线吸收系数决定了X线的衰减，而CT是通过计算物体对X线的衰减来成像的，因此CT能谱图像重建的过程是表示每个体素线性衰减系数的过程。
2.2 普通CT的成像基础CT 能谱图像重建是通过物理学，对X 线透射人体某断层的强度的监测，推算出衰减系数的分布图，从而实现断层能谱成像[3]。
有一种效应叫“硬化效应”，即X线是一种能量射线，其中混合着不同能量的射线，有高能量和低能量两种，当X 线照射人体的时候，X 线中能量低的射线首先被吸收，这种现象称为硬化效应。
这种效应成为了CT能谱成像的普通CT成像原理。
2.3 CT能谱成像的技术支持2.3.1 宝石探测器普通的探测器材料为陶瓷或钨酸镉，采用宝石作为CT能谱成像的探测器比普通的探测器有更多的优点，其稳定性更高，探测速度快，通透性良好，效率高，余晖效应低，区分能量射线的能力强，并且辐射损害减少百分之五，对于在放射科工作的医生来说优点突出。
能谱ct的基本原理和临床应用
能谱CT的基本原理和临床应用一、能谱CT的基本原理能谱CT是一种基于X射线能量谱分析的影像学技术。
其原理基于不同材料对X射线的不同衰减特性，通过测量X射线的能量谱来获取更丰富的信息。
能谱CT通过光电效应和康普顿效应将X射线与物质相互作用，并通过能量谱分析来获取不同能量级的数据。
其基本原理包括：1.X射线的发射：能谱CT使用X射线作为探测介质，通常通过X射线管来产生高能量的X射线。
2.X射线的衰减：当X射线通过人体组织时，会发生不同程度的衰减。
不同组织对X射线具有不同的衰减特性，因而能谱CT可以通过测量不同能量级的X射线衰减情况来获取更准确的图像信息。
3.能量谱的测量：能谱CT使用能量敏感的探测器来测量通过人体组织的X射线的能谱，获取不同能量级的数据。
通过能量谱分析，能谱CT可以获得更多的影像特征和生物组织的成分信息。
4.数据处理与图像重建：能谱CT通过对测量到的能谱数据进行处理和分析，结合先进的图像重建算法，最终生成高质量的能谱CT图像。
这些图像可以用于检测病变、评估疾病进展以及制定治疗计划等。
二、能谱CT的临床应用能谱CT作为一种高分辨率、高对比度的影像学技术，已经在临床医疗中得到广泛应用。
它在以下方面具有独特的优势：1. 早期疾病诊断和筛查能谱CT可以提供更详细的生物组织成分信息，对于一些早期病变的诊断和筛查具有重要意义。
例如，在肿瘤早期诊断方面，能谱CT可以提供更准确的肿瘤边界和组织学特征，帮助医生更早地发现肿瘤并进行治疗。
2. 心血管疾病评估能谱CT在心血管疾病的评估方面也有较大的应用潜力。
它可以提供心血管系统的全面影像信息，包括血管壁厚度、斑块组织成分以及血管内钙化等。
这些信息对于评估心血管疾病的严重程度和制定治疗计划非常重要。
3. 肺部疾病诊断和治疗能谱CT在肺部疾病的诊断和治疗方面也具有重要作用。
它可以提供更清晰的肺部解剖结构，以及对肺部病变的定量分析。
通过测量肺部病变的密度和组织学特征，能谱CT可以帮助医生评估肺癌的阶段和预测治疗效果。
CT里的宝石
具 有 很 好 的 稳 定 性 ， 拍 摄 出 的 图 像
很 少 产 生 环 状 伪 影 ， 而 且 余 晖 时 间
短 ，可 以做 快 速 连 续 的 螺 旋 扫 描 。
效 应 是 关 乎 图 像 质 量 的 两 个 重 要 因 素 ，而 对 于 这 两 个 因 素 的 改 善 就 要
靠探 测器材质 的内在特性 。 初 始 速 度 是 探 测 器 对 一 恒 定 Ｘ
压 氙 气 探 测 器 、 固 态 稀 土 陶 瓷 探 测 器 ， 这 些 探 测 器 材 质 的 更 替 带 给 临
床的都是突破 性的应用 。 用 稀 土 陶 瓷 作 为 ＣＴ的 探 测 器 的 材 质 ，在 近 二 十 年 间 一 直 没 有 变 化 ，这 要 归 功 于 这 种 材 质 的 探 测 器
“ 石 探 测 器 的 快 速 响 应 特 性 宝
使 Ｃ Ｔ的 临 床 成 像 功 能 不 断 增 强 ，
比 如 瞬 时 能 量 切 换 以 实 现 能 谱 成
上海 交 通大 学 咐属 瑞金 医 院院 长朱 正纲 （ 左一 ） 上 海交 通大 学 咐属 仁济 医 皖院 长蓖 关荣 ｛ 二 ） 左 大学 附属 华东 医院 皖长 俞卓伟 《 右一 ｝参加 ７上 海首 税宝 石能 谱ｃｒ Ｓ ＃ 典礼 ￣ ＦＩ 复旦
宝 石 探 测 器 的 出 现 终 结 了 稀 土
陶 瓷 探 测 器 的 时 代 ，使 探 测 器 性 能 有 了 极 大 的 提 高 。 同 其 他 的 ＣＴ探
射 线 输 入 信 号 产 生 的 输 出 信 号 的 上 升时 间 由于信 ห้องสมุดไป่ตู้转换 的延 迟会 导致
８ ８・ 中一医院院长 Ｉ ＩＡ Ｈ ＰＴ ＬＣ Ｏ Ｎ ＯＳ ＩＡ Ｅ ＣＨ
宝石能谱CT的成像原理及临床应用
·综述·宝石能谱CT的成像原理及临床应用叶伦叶奕兰冉艮龙熊巧李敏方宏洋螺旋CT及多层螺旋CT的出现是20世纪90年代CT发展的一个里程碑，发展的方向主要体现在成像速度上进步。
直至2005年西门子公司推出的具有双能量减影功能的双源CT，使得CT 的发展方向逐步转入到多参数、功能成像。
而2009年GE公司推出的宝石能谱CT（Discovery CT750 HD），采用宝石作为全新一代探测器，利用单一球管进行瞬时（＜0.5 ms时间能量分辨率）实现高低双能（80 kVp和140 kVp）切换，产生双能数据，实现数据空间能谱解析，同时提供物质密度图像、单能量图像，实现物质分离。
一、能谱CT的成像原理CT是利用测量和计算通过对X线穿透物质的衰减而成像。
物质对X线的吸收衰减系数随着X线能量的不同而不同，所以任何物质都有其固定的对X射线衰减的特征性吸收曲线，并且该特征性吸收曲线能够用两个能量点完整的表达。
在医学影像成像中，广泛应用含碘的造影剂，人体组织含水丰富，且两种物质的衰减系数高低差别明显，包含了医学中常见的物质，图像又易于解释，所以常选用水-碘作为基物质对。
此时，在某单能量下的物质CT值则可以利用已知的基物质对（水-碘）来表示：CT（x，y，z，E）＝D water（x，y，z）µwater（E）＋D iodine （x，y，z）µiodine（E），式中µwater（E）为水的吸收系数，µiodine （E）为碘的吸收系数，D water和D iodine则分别为能够实际物理测得的吸收系数CT（x，y，z，E）所需的水与碘的密度。
而这个密度和X线的能量没有关系。
这就是说在能谱成像中CT值的求解通过上面的数学方程式巧妙的转化成了求解基物质对密度值的工作上来。
宝石能谱CT能瞬时（＜0.5 ms时间能量分辨率）实现高低双能（80 kVp和140 kVp）切换，产生双能数据（具有良好的一致性），能够进行数据空间的吸收投影数据到物质密度投影数据的转换，实现数据空间能谱解析。
宝石能谱CT(64排
16层ＣＴ激光定位灯系统
※ 定位点为扫描零点
※ 外定位激光灯
※ 内定位激光灯
＋
＋
※ 侧面冠状线
＋
定位灯９０○
※ 正中矢状线定 位灯０○
＋
○○Biblioteka 扫描野、显示野显示野 扫描野 显示野
○
能量CT成像
• 能量CT是利用物质在不同X线能量下产生 的不同的吸收系数来提供比常规CT更多的 影像信息.
常规多排螺旋CT成像的局限性
二.伪影 运动伪影、金属伪影、射束硬化
伪影、部分容积效应、系统伪影
• 运动伪影：心脏跳动、呼吸运动、胃肠蠕动、意思 不清
• 金属伪影：当X线穿透金属时，X线强度急剧衰减， 产生金属伪影
• 射线束硬化：X线穿过人体时，低能射线吸收多， 高能射线易穿透，平均能量变高，射线逐渐变硬
• 部分容积效应：同一扫描层内含有两种以上不同密 度而又相互重叠的物质时，检出密度为平均值
~~CT探测器信号对比度
• X线衰减特性是CT成像的物理基础 • 常规X线摄影：利用衰减后射线直接成像。信息是
重叠在X射线底片上 • CT：衰减后射线 ——探测器接收——由计算机重建
成横断面图像。这种衰减信息被计算机断层成像
探测器
CT值的计算
为纪念Houndsfield，用Hu作为CT值的测量单位
• X线的最大能量等于CT球管的电压值（KVp）。
• 80KVp的X线光子具备0~80Kep不等的能量值。
• 球管产生的X线具有连续的能量分布，常规CT图像 体现了这种混合能量的平均效应。
• 改变球管电压时，X线平均能量也会发生改变（例 如80KVp改变为140KVp）
• 物质对X线吸收会随着不同的平均能量而改变。不同 的物质随能量变化的程度是不一样的。
宝石能谱CT的研究进展
宝石能谱CT的研究进展
李晓光;孙吉林
【期刊名称】《临床合理用药杂志》
【年(卷),期】2018(11)17
【摘要】早在1976年,Alvarez便提出最早的能谱CT概念—双能CT（Dual-energy CT）。
其原理是使用双能重建的算法,利用两种不同能量的X线来进行CT 扫描,并将获得的能谱信息放到CT成像中,从而准确得到物质的有效原子序数与电
子的密度分布。
2009年美国GE公司推出宝石能谱CT（Discovery CT750 HD）。
【总页数】2页(P180-181)
【作者】李晓光;孙吉林
【作者单位】河北省人民医院
【正文语种】中文
【中图分类】R814.42
【相关文献】
1.宝石能谱CT能谱参数与透明细胞肾癌分化程度的相关性分析
2.宝石能谱CT对
泌尿系结石成分分析的相关研究进展3.宝石能谱CT在肝癌诊断中的研究进展4.低剂量宝石能谱CT和常规剂量宝石能谱CT引导经皮肺穿刺的临床分析5.能谱CT
专著发布会暨宝石能谱CT临床应用高峰论坛在沪举行
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June 2010
X射线穿过物质发生康普顿效应及光电效应，如下图所示：
Ep = hn
-
-
-
-
-
+
- M L K - -
photoelectric
Compton
光电效应
= X-ray attenuation
康普顿效应
物质的吸收系数: (E) = fpe(E) + fc(E)
Iodine Projections
Water Projections
Low kVp Projections
split
High kVp Projections
Image reconstruction
Image Reconstruc tion
MD Iodine
140 kVp
MD Water
Monochromatic Generation
11 GE Brand Team
June 2010
即可得到由物质密度图而获得的
单能量图像，无能量依赖，也就克服硬 化伪影的干扰，如右图
能谱曲线
散点图
同时可以得到物质密度图像，从而CT实现 定量测量
12 GE Brand Team
June 2010
能谱成像过程
GSI Data Acquisition
1 Photon Counting-GE
光子计数系统
Incident X-ray Photon
2 Current Integration - GE
闪烁体电流积分
reflective x-ray material photons
bias
light
photons
charge pairs
3 Dual Layer Current Integration -Other Vendors 双层闪烁体电流积分
能谱成像—GE成像依据
我们要了解能谱成像,首先要了解一些基本物理现象:
1.X线通过物质的衰减能够客观反映X-线的能量； 2.X线经过物质后产生的光电效应与康普顿效应共同决定了物质的衰减曲线； 3.物质的衰减曲线呈线性关系(不包括K峰区域),可以选择两种物质作为基物质进行物质分离。
那么,如果我们测量X-线高低两种能量高速的切换,能够测量出物质的X-线衰减系数,可 以进一步将这种衰减转化为会产生同样衰减的两种物质的密度,这样的过程称之为物 质组成分析与物质的分离。
GSI-能谱成像原理简介
1 GE Brand Team
June 2010
一 射线基础知识 ——X线本质
X射线和微波、红外线、可见光、紫外线及无线电波一样，也是一种电磁波。 诊断X射线的波长约在0.1-0.01nm，对应的能量12.4keV和124keV。尽管波长更短的X 射线穿透性更高，但几乎不能提供低对比度信息，所以医学影像对它几乎不感兴趣。 X射线的能量通常用单位keV来表示。代表的意义是一个电子经过1V电势加速后具有的 动能（实际能量等于电荷与电压的乘积）。 通常说的120KVp指的是峰值在120千伏的混合能量。
在传统CT扫描中，采用的是混合能量射 线扫描，所以u值实际为物质在各种能量 下衰减的平均值，所得到的CT值也是平 均CT值。存在射线硬化伪影。如下图：
在能谱成像时，得到的单一能量下的图像， 物质的衰减更为纯净，最大程度降低硬化伪 影，如下图：
传统图像
单能图像
3 GE Brand Team
June 2010
传统CT成像——Kv能量）
4 GE Brand Team
June 2010
GSI 能量成像的作用
光线与X线的本质都是具有不同波长的电磁波
紫外单能量（单色光谱）
混合白光
红外单能量（单色光谱）
5 GE Brand Team
June 2010
GE X线分光系统的具体过程
Dual kVp
80 140 kVp
PIXILATED COLOR SENSITIVE
PHOTODIODE
Single kVp
high low
spectrum spectrum spectrum
Energy
Best (future)
Energy
Good (present)
Energy
9
Last (presGeE Bnratn)d Team June 2010
70
The end !
14
Interleaved High- and Low-kVp Projections
Attenuation-to-material density
transformation iodine P 1 ( i ) 1 ( i ) P l( i o ) 1 ( i w ) P h ( i ) i1 P g l 2 ( i o ) h 1 P h w 2 ( i ) i 1 P g l( i o ) P h h ( i w ) i . g . water P 2 ( i ) 2 ( i ) P l( i o ) 2 ( i w ) P h ( i ) i2 P g l 2 ( i o ) h 2 P h w 2 ( i ) i 2 P g l( i o ) P h h ( i ) w i . g .
特别需要强调的是,物质组成分析并不是确定物质组成,而是通过给定的两种基础物质 来产生相同的衰减效应。
对于医学成像来说,水和碘是常用的组合,因为它包含了从软组织到含碘对比剂以及医 学中常见物质的范围,并且通过物质密度图像易于解释。
10 GE Brand Team
June 2010
因为水、碘在不同kev下的衰减系数已经由实验室获得，那么中间仅有两个未知 数Dwater(x,y,z)和DIodine(x,y,z)，而这两个值可以从双kvp获得的两组数据进行吸收投 影数据到物质密度投影数据的转换而得到。
高低压能谱瞬切技术
将X线进行高低压瞬间分离
+
宝石超速光学探测器
接收瞬间分离的高低能X线
=宝精确石探能查谱+成成分像定性+成分定量
+
=
实现能谱成像
混合能量CT
能谱曲线定性分析
宝石能谱成像的功能
发现：常规CT不能发现的病灶 定性：良恶性定性、成分定性 定量：成分精确定量、定量评估治疗效果
二 能谱成像——成像方法
双kVp技术能够得到单能量的图像，核心是任何一种组织的吸收都可以由相应比 例的基物质对的组合来表示，如果以水和碘作为基物质对，组织在某种单能量下的CT 值可记为：
CT(x,y,z,E) = Dwater(x,y,z) μwater(E) + DIodine(x,y,z) μiodine(E)
因此如果我们需要知道感兴趣物质在70keV单能量下的吸收或CT图像，我们只 要把μwater(70keV)和μiodine(70keV)代入公式即可。
X-rays
SURFACE REFLECTOR
INTER-SCINTILLATOR REFLECTOR SCINTILLATOR 1
SCINTILLATOR 2
Charge to DAS
Single kVp
bin1 bin2
scintillating material
photodiodes
Solid-state