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能谱成像扫描剂量真的高吗?

沈云

 

2013最新版(第七版)的<医学影像学>教材(人民卫生出版社)中出现了一个新名词——能谱成像,20年来第一次在传统平扫和增强扫描的基础上增加了能谱扫描。众所周知,未被实践证明的事情是很难进入教科书的“法眼”,所以被经典教材选取的扫描模式的名词或原理一般会远远落后于科技创新的前沿,而“能谱成像”在正式开展临床还不到4年之后就走进了人民卫生出版社的最经典的教科书。

能谱成像为人们打开了新的思路提供了新的信息同时人们也对能谱成像的射线剂量问题非常关注这主要有以下3个原因第一10 年来放射学界和公众对CT的射线剂量的关注在逐年增加而一个新的CT成像模式的出现必然会引起大家对它的利弊特别是射线剂量的问题和临床价值产生怀疑和讨论第二能谱图像与常规的CT图像相比能提供更多的信息与常规的单参数CT图像相比能谱CT成像是具有多参数定量分析的全新成像模式拥有更多的有价值的信息一般来说信息量和射线剂量是成正比的,获得更多的信息意味着使用更多的剂量人们自然会希望对能谱成像获取更多信息之后的代价即放射剂量有一个全面的了解第三能谱成像的前身双能量减影主要是通过双球管双探测器的方法实现的由于对病人进行了高低两种能量的同时扫描,相当于做一次检查扫描了两次,放射剂量不可避免地会比单球管CT有所增加(双能量减影也可通过单球管CT高低电压的两次扫描来实现,比常规的一次扫描模式同样放射剂量会有所增加)这也是大家对能谱成像剂量关注的另一个原因

 

但是和常规扫描模式比较,能谱成像扫描剂量真的高吗?

 

一、从能谱成像的原理来看:

首先能谱成像是使用单源(一个球管)高低电压瞬时切换的方法来实现的,在一次扫描中就完成了两种能量的数据采集,避免了双能量减影模式的对病人二次照射其次,高低电压瞬时切换的频率是0.5毫秒,为了保持高低电压时的原始数据的质量一致,其中80kVp的曝光时间要长于140kVp的曝光时间,因此平均能量低于常规120kVp,原理上相当于100kVp的剂量。

第三,能谱成像是基于最新的CT系统包括最新的探测器DAS 系统球管系统和瞬时切换的高压发生器同时还使用了最新的重建技术——迭代重建技术(ASiR)以及个性化的能谱低剂量扫描技术(GSI Assist),既保证了低剂量(最低260mA)能谱扫描模式可普遍用于常规临床检查,也保证了能谱图像与常规CT的图像相比,不但具有良好的图像质量而且实现了用最小剂量获得更多信息量的愿景

 

 

二、从能谱成像的实验研究与临床研究已发表的论文结果来看:

 

东京女子医科大学东医疗中心(Machida博士等)和上海瑞金医院(林晓珠博士等)的联合研究的结果(中华放射学杂志,2013,47,116-120, Jpn J Radiol (2014) 32: 217-223)表明:在同一毫安秒的扫描条件下能谱成像的图像质量等同于常规CT 120kVp 的图像质量但剂量只有常规CT 扫描的76.1%。从临床研究的结果来看,能谱扫描的剂量和常规的螺旋扫描的剂量相当P >0.05),65keV 的单能量图像的图像质量不管是在肝实质还是在膀胱均要好于传统的120kVp FBP 的图像质量P <0.05)。

 

中国科学院肿瘤医院的科研团队(赵心明教授等)利用最新的宝石CT的平台,开展了腹部增强检查中的能谱成像与常规CT(120kVp)扫描剂量及图像质量的对比研究,初步的结果表明结合低mA扫描模式和迭代重建技术(ASiR)的腹部能谱扫描的70keV单能量图像与常规CT扫描相比,图像质量更好P <0.05,剂量更低P <0.05

 

今天能谱成像技术已经可以与ASiR技术结合使用,允许操作者根据需要选择不同水平的ASiR重建单能量图像,并结合低mA能谱扫描模式,将为进一步提高CT能谱成像的图像质量和降低剂量提供可能。结合低mA能谱扫描模式,迭代重建技术和GSI Assist个性化能谱扫描技术,我们期待看到更多的中国客户在临床领域有更多的低剂量能谱临床应用的展示和临床研究成果的发表。

 

参考文献:

  1. 1)  陈克敏等,能谱CT 的基本原理与临床应用, 科学出版社, 2012/7

  2. 2)  刘爱连等,能谱CT 临床应用图谱,人民军医出版社, 2012/8

  3. 3)  林晓珠等,腹部CT能谱扫描与常规扫描射线剂量和图像噪声的对比研究,中华放射学杂志,2013,47,116-120