能譜成像的臨床應(yīng)用醫(yī)學(xué)課件-

能譜成像的臨床應(yīng)用成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院謝明國能譜成像的臨床應(yīng)用前言CT值是CT成像的唯一參數(shù)傳統(tǒng)CT存在CT值的不準(zhǔn)導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)與正常組織CT值非常接近的病變—漏診傳統(tǒng)CT不能象MR一樣區(qū)分物質(zhì)成分，即使發(fā)現(xiàn)病變不能確定病變性質(zhì)—誤診CT能譜成像（GSI）帶來了一個(gè)嶄新的世界，CT值不再是唯一元素，還有單能量成像、能譜曲線、物質(zhì)密度圖、有效原子序數(shù)等—傳統(tǒng)觀念的改變前言CT值是CT成像的唯一參數(shù)糖水鹽水傳統(tǒng)CT掃描能譜曲線生活中鹽水糖水無法通過肉眼區(qū)分傳統(tǒng)CT糖鹽水具有相同的CT值，仍然無法區(qū)分能譜掃描糖水鹽水具有不同的能量曲線可以區(qū)分糖水和鹽水的能譜故事糖水鹽水傳統(tǒng)CT掃描能譜曲線生活中鹽水糖水白光（混合光）（混合能量）紫外線（單色光）（單能量）常規(guī)CT（混合能量）HDCT70keV（單能量）能譜CT原理示意圖白光（混合光）紫外線（單色光）常規(guī)CT（混合能量）HDCT7能譜吸收曲線說明圖上、下影線代表噪聲兩條曲線間距代表兩種物質(zhì)絕對(duì)CT值差別的大小橫坐標(biāo)單光子能量（keV）縱坐標(biāo)絕對(duì)CT值（HU）能譜吸收曲線物質(zhì)在不同能量點(diǎn)下的絕對(duì)CT值（X線實(shí)際衰減）能譜吸收曲線說明圖上、下影線兩條曲線間距橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)能譜吸收能譜CT三大臨床應(yīng)用工具單能量圖像能譜曲線物質(zhì)分離及定量分析能譜CT三大臨床應(yīng)用工具單能量圖像能譜曲線物質(zhì)分離及定量分析能譜曲線應(yīng)用1能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性2利用能譜曲線分析病灶的性質(zhì)3能譜曲線反應(yīng)腫瘤的不同組織起源、分期等特征性能譜曲線應(yīng)用1能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性腹部脂肪標(biāo)準(zhǔn)曲線正常肝組織曲線輕度脂肪肝曲線中度脂肪肝曲線重度脂肪肝曲線能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性腹部脂肪標(biāo)準(zhǔn)曲線正常肝組織曲線輕度脂肪肝曲線中度脂肪肝曲線重能譜曲線動(dòng)脈斑塊分析能譜吸收曲線（HU）評(píng)估斑塊性狀粉色ROI－纖維藍(lán)色ROI－脂性綠色ROI－血栓65keV:4565keV:2465keV:46能譜曲線動(dòng)脈斑塊分析能譜吸收曲線（HU）評(píng)估斑塊性狀65ke黃色-前列腺病灶粉色-脊柱旁病灶藍(lán)色-肝臟內(nèi)病灶三條曲線接近重合，表達(dá)了非常好的同源性黃色-前列腺病灶三條曲線接近重合，表達(dá)了非常好的同源性病例2非何杰金淋巴瘤。男性，56歲，臨床要求對(duì)胸腹部淋巴瘤侵犯部位進(jìn)行能譜分析，了解淋巴瘤侵犯范圍。頸部，縱隔，肺門和脾內(nèi)受侵淋巴結(jié)能譜曲線基本保持平行且相距很近，部分有重合，說明不同部位的受侵淋巴結(jié)的化學(xué)構(gòu)成及碘強(qiáng)化程度非常一致非何杰金淋巴瘤患者，男性，56歲，了解胸腹部淋巴瘤侵犯部位。病例2非何杰金淋巴瘤。男性，56歲，臨床要求對(duì)胸腹部淋1清晰顯示病變，增加微小病灶檢出的幾率，特別是低對(duì)比結(jié)構(gòu)與病灶2提高靜脈成像的質(zhì)量3

去除硬化偽影與金屬偽影單能量成像的應(yīng)用1清晰顯示病變，增加微小病灶檢出的幾率，特別是低對(duì)比結(jié)構(gòu)50Kev70Kev混合能量圖不同Kev下的圖像—病灶清晰度50Kev70Kev混合能量圖不同Kev下的圖像—病灶清晰度70KeV40KeV70KeV40KeV70kev區(qū)分腫塊和肺不張47kev腫塊和肺不張清晰分開70kev區(qū)分腫塊和肺不張47kev腫塊和肺不張清晰分開低kev下的單能量圖像增加對(duì)比度，明顯提高靜脈成像質(zhì)量常規(guī)混合能量圖像：門靜脈內(nèi)CT值約100Hu±，與周圍組織CT值差異不大，VR圖像門靜脈顯影淺淡，血管細(xì)節(jié)分支顯示不清。

單能譜50keV圖像：門靜脈內(nèi)CT值約250Hu，與周圍組織CT值差異大，VR圖像清晰顯示門靜脈系統(tǒng)，門靜脈主干及細(xì)節(jié)分支清楚顯示。

低kev下的單能量圖像增加對(duì)比度，明顯提高靜脈成像質(zhì)量常規(guī)

60keV肝硬化胃底靜脈曲張

60keV肝硬化腸系膜上靜脈曲張肝硬化門脈高壓單能量成像60keV60keV肝硬化門脈高壓單能譜掃描后去顱底硬化偽影單能量70kev常規(guī)CT能譜掃描后去顱底硬化偽影單能量70kev常規(guī)CT能譜掃描后去除金屬偽影單能量100kev單能量120kev能譜掃描后去除金屬偽影單能量100kev單能量120kev物質(zhì)分離與定量分析技術(shù)1核心技術(shù)為物質(zhì)分離像：水基圖（水-碘、水-鈣）、碘基圖（碘-水、碘-鈣）、鈣基圖（鈣-碘、鈣-水）2應(yīng)用：強(qiáng)化程度識(shí)別，碘含量的定量分析（病變的灌注、血供狀況）去除鈣化的CTA真假痛風(fēng)結(jié)節(jié)的鑒別尿路結(jié)石的成分分析虛擬平掃......物質(zhì)分離與定量分析技術(shù)1核心技術(shù)為物質(zhì)分離像：水基圖（水-70keV單光子像MDIodine(Calcium)碘基像（鈣被去除）單光子-鈣基像融合像血管成像中的碘—鈣分離，有助于判斷管腔的狹窄程度70keVMDIodine(Calcium)單光子-

MDCalciumMDWater46KeV乳腺內(nèi)細(xì)小鈣化點(diǎn)清晰顯示，并通過鈣基和水基像證實(shí)為鈣化

MDCalciumMDWater46KeV二氧化硅-氫分離圖—矽肺的診斷與定量分析男性，46歲。含硅粉塵接觸史6年，臨床疑似矽肺。

123圖1為常規(guī)圖像，圖2、3分別為二氧化硅與氫的物質(zhì)分離圖像。常規(guī)圖像可見肺野內(nèi)多發(fā)高密度結(jié)節(jié)影。經(jīng)物質(zhì)對(duì)分離，在二氧化硅的圖像中含硅的沉積結(jié)節(jié)密度明顯增高，而在氫的圖像中，結(jié)節(jié)為低密度，而肺血管仍為高密度。二氧化硅-氫分離圖—矽肺的診斷與定量分析123圖1為常規(guī)圖像二氧化硅定量測定。使用能譜定量測量工具，分別測得感興趣區(qū)域內(nèi)二氧化硅的含量。二氧化硅定量測定。使用能譜定量測量工具，分別測得感興趣區(qū)域內(nèi)肺栓塞診斷及隨訪男性，55歲。突發(fā)急性胸痛、呼吸困難2小時(shí)。治療前：常規(guī)CTA：雙側(cè)肺動(dòng)脈分支多發(fā)栓塞，GSI碘基圖：雙肺多處楔形碘低灌注區(qū)（箭頭所指）。栓塞區(qū)碘定量測定0-0.7mg/cc，正常肺碘定量1.5-3.2mg/cc。

治療后，GSI碘基圖雙肺灌注均勻。肺栓塞診斷及隨訪治療前：常規(guī)CTA：雙側(cè)肺動(dòng)脈分支多發(fā)栓塞，常規(guī)圖像動(dòng)脈期門脈期?碘基像50keVGSI圖像小肝癌的碘基圖顯示常規(guī)圖像動(dòng)脈期門脈期?碘基像50keVGSI圖像小肝癌的碘基男性，55歲，肝癌，門靜脈內(nèi)多發(fā)栓子形成混合能量Iodine(Water)混合能量圖像：門靜脈內(nèi)多發(fā)充盈缺損Iodine（Water）基物質(zhì)圖像：門靜脈內(nèi)多發(fā)充盈缺損，紅色ROI含碘較多，3.25mg/cc，藍(lán)色ROI含碘較少，1.09mg/cc

碘分布直方圖紅色ROI中大部分的體素含碘量在2-4mg/cc之間，藍(lán)色ROI中大部分的體素含碘量在0-1.5mg/cc之間。紅色ROI栓子為癌栓，藍(lán)色ROI栓子為血栓。男性，55歲，肝癌，門靜脈內(nèi)多發(fā)栓子形成混合能量Iodine—正常肝臟—肝硬化—再生結(jié)節(jié)—不典型增生結(jié)節(jié)（良性）—不典型增生結(jié)節(jié)（惡性）—肝細(xì)胞癌—門靜脈供血—血供改道，少量肝動(dòng)脈供血—門靜脈供血—肝動(dòng)脈供血為主—肝動(dòng)脈供血肝硬化發(fā)展至肝細(xì)胞癌的血供變化肝硬化再生結(jié)節(jié)與癌性結(jié)節(jié)鑒別—正常肝臟—門靜脈供血肝硬化發(fā)展至肝細(xì)胞癌的血供變化肝硬

肝硬化,再生結(jié)節(jié)再生結(jié)節(jié)定量測量肝硬化門脈受損，壓力增加，肝硬化組織門脈供血下降；但門脈再生結(jié)節(jié)門脈供血明顯增加，其測量比值數(shù)值越高數(shù)值=門脈期興趣區(qū)碘含量/門靜脈碘含量動(dòng)脈期興趣區(qū)碘含量/主動(dòng)脈碘含量肝硬化,再生結(jié)節(jié)再生結(jié)節(jié)定量測量數(shù)值=門脈期興趣區(qū)碘含量/肝硬化,肝癌癌性結(jié)節(jié)定量測量肝硬化門脈受損，壓力增加，肝硬化組織門脈供血下降；但門脈癌性結(jié)節(jié)動(dòng)脈供血為主，其測量比值數(shù)值越低，肝竇受損數(shù)值=門脈期興趣區(qū)碘含量/門靜脈碘含量動(dòng)脈期興趣區(qū)碘含量/主動(dòng)脈碘含量肝硬化,肝癌癌性結(jié)節(jié)定量測量數(shù)值=門脈期興趣區(qū)碘含量/門靜脈

女性，45歲，超聲提示右腎上極占位Water（Iodine）混合能量Iodine（Water）混合能量圖像：右腎上極囊狀低密度影（紅箭頭），其內(nèi)似有點(diǎn)線樣稍高密影，其上方腎輪廓外見小囊狀稍高密度影（藍(lán)箭頭）。Water基物質(zhì)圖像：囊狀影呈等密度（紅箭頭），輪廓外小囊狀影呈高密度（藍(lán)箭頭），提示其內(nèi)有出血。Iodine基物質(zhì)圖像：囊狀影呈混雜密度（紅箭頭），其內(nèi)見高密度影，提示有造影劑進(jìn)入，輪廓外小囊狀影呈低密度（藍(lán)箭頭），其內(nèi)并無造影劑進(jìn)入。

診斷：右腎上極囊性腎癌、出血性小囊腫女性，45歲，超聲提示右腎上極占位Water（Iodine尿酸－鈣分離圖真性痛風(fēng)與假性痛風(fēng)結(jié)節(jié)的鑒別尿酸－鈣分離圖真性痛風(fēng)與假性痛風(fēng)結(jié)節(jié)的鑒別小結(jié)1能譜成像功能較多，在病變的顯示、定量定性診斷、診斷與鑒別診斷、療效的判斷等方面為我們提供了更加豐富可靠的信息，很大程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CT的不足。2能譜成像臨床、科研應(yīng)用十分廣泛，今天所談的僅冰山一角，歡迎今后更多的同行參與、交流及多中心研究。小結(jié)1能譜成像功能較多，感謝您的聆聽！期待與您合作！感謝您的聆聽！能譜成像的臨床應(yīng)用成都中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院謝明國能譜成像的臨床應(yīng)用前言CT值是CT成像的唯一參數(shù)傳統(tǒng)CT存在CT值的不準(zhǔn)導(dǎo)致難以發(fā)現(xiàn)與正常組織CT值非常接近的病變—漏診傳統(tǒng)CT不能象MR一樣區(qū)分物質(zhì)成分，即使發(fā)現(xiàn)病變不能確定病變性質(zhì)—誤診CT能譜成像（GSI）帶來了一個(gè)嶄新的世界，CT值不再是唯一元素，還有單能量成像、能譜曲線、物質(zhì)密度圖、有效原子序數(shù)等—傳統(tǒng)觀念的改變前言CT值是CT成像的唯一參數(shù)糖水鹽水傳統(tǒng)CT掃描能譜曲線生活中鹽水糖水無法通過肉眼區(qū)分傳統(tǒng)CT糖鹽水具有相同的CT值，仍然無法區(qū)分能譜掃描糖水鹽水具有不同的能量曲線可以區(qū)分糖水和鹽水的能譜故事糖水鹽水傳統(tǒng)CT掃描能譜曲線生活中鹽水糖水白光（混合光）（混合能量）紫外線（單色光）（單能量）常規(guī)CT（混合能量）HDCT70keV（單能量）能譜CT原理示意圖白光（混合光）紫外線（單色光）常規(guī)CT（混合能量）HDCT7能譜吸收曲線說明圖上、下影線代表噪聲兩條曲線間距代表兩種物質(zhì)絕對(duì)CT值差別的大小橫坐標(biāo)單光子能量（keV）縱坐標(biāo)絕對(duì)CT值（HU）能譜吸收曲線物質(zhì)在不同能量點(diǎn)下的絕對(duì)CT值（X線實(shí)際衰減）能譜吸收曲線說明圖上、下影線兩條曲線間距橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)能譜吸收能譜CT三大臨床應(yīng)用工具單能量圖像能譜曲線物質(zhì)分離及定量分析能譜CT三大臨床應(yīng)用工具單能量圖像能譜曲線物質(zhì)分離及定量分析能譜曲線應(yīng)用1能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性2利用能譜曲線分析病灶的性質(zhì)3能譜曲線反應(yīng)腫瘤的不同組織起源、分期等特征性能譜曲線應(yīng)用1能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性腹部脂肪標(biāo)準(zhǔn)曲線正常肝組織曲線輕度脂肪肝曲線中度脂肪肝曲線重度脂肪肝曲線能譜曲線反應(yīng)不同組織器官的特征性腹部脂肪標(biāo)準(zhǔn)曲線正常肝組織曲線輕度脂肪肝曲線中度脂肪肝曲線重能譜曲線動(dòng)脈斑塊分析能譜吸收曲線（HU）評(píng)估斑塊性狀粉色ROI－纖維藍(lán)色ROI－脂性綠色ROI－血栓65keV:4565keV:2465keV:46能譜曲線動(dòng)脈斑塊分析能譜吸收曲線（HU）評(píng)估斑塊性狀65ke黃色-前列腺病灶粉色-脊柱旁病灶藍(lán)色-肝臟內(nèi)病灶三條曲線接近重合，表達(dá)了非常好的同源性黃色-前列腺病灶三條曲線接近重合，表達(dá)了非常好的同源性病例2非何杰金淋巴瘤。男性，56歲，臨床要求對(duì)胸腹部淋巴瘤侵犯部位進(jìn)行能譜分析，了解淋巴瘤侵犯范圍。頸部，縱隔，肺門和脾內(nèi)受侵淋巴結(jié)能譜曲線基本保持平行且相距很近，部分有重合，說明不同部位的受侵淋巴結(jié)的化學(xué)構(gòu)成及碘強(qiáng)化程度非常一致非何杰金淋巴瘤患者，男性，56歲，了解胸腹部淋巴瘤侵犯部位。病例2非何杰金淋巴瘤。男性，56歲，臨床要求對(duì)胸腹部淋1清晰顯示病變，增加微小病灶檢出的幾率，特別是低對(duì)比結(jié)構(gòu)與病灶2提高靜脈成像的質(zhì)量3

去除硬化偽影與金屬偽影單能量成像的應(yīng)用1清晰顯示病變，增加微小病灶檢出的幾率，特別是低對(duì)比結(jié)構(gòu)50Kev70Kev混合能量圖不同Kev下的圖像—病灶清晰度50Kev70Kev混合能量圖不同Kev下的圖像—病灶清晰度70KeV40KeV70KeV40KeV70kev區(qū)分腫塊和肺不張47kev腫塊和肺不張清晰分開70kev區(qū)分腫塊和肺不張47kev腫塊和肺不張清晰分開低kev下的單能量圖像增加對(duì)比度，明顯提高靜脈成像質(zhì)量常規(guī)混合能量圖像：門靜脈內(nèi)CT值約100Hu±，與周圍組織CT值差異不大，VR圖像門靜脈顯影淺淡，血管細(xì)節(jié)分支顯示不清。

單能譜50keV圖像：門靜脈內(nèi)CT值約250Hu，與周圍組織CT值差異大，VR圖像清晰顯示門靜脈系統(tǒng)，門靜脈主干及細(xì)節(jié)分支清楚顯示。

低kev下的單能量圖像增加對(duì)比度，明顯提高靜脈成像質(zhì)量常規(guī)

60keV肝硬化胃底靜脈曲張

60keV肝硬化腸系膜上靜脈曲張肝硬化門脈高壓單能量成像60keV60keV肝硬化門脈高壓單能譜掃描后去顱底硬化偽影單能量70kev常規(guī)CT能譜掃描后去顱底硬化偽影單能量70kev常規(guī)CT能譜掃描后去除金屬偽影單能量100kev單能量120kev能譜掃描后去除金屬偽影單能量100kev單能量120kev物質(zhì)分離與定量分析技術(shù)1核心技術(shù)為物質(zhì)分離像：水基圖（水-碘、水-鈣）、碘基圖（碘-水、碘-鈣）、鈣基圖（鈣-碘、鈣-水）2應(yīng)用：強(qiáng)化程度識(shí)別，碘含量的定量分析（病變的灌注、血供狀況）去除鈣化的CTA真假痛風(fēng)結(jié)節(jié)的鑒別尿路結(jié)石的成分分析虛擬平掃......物質(zhì)分離與定量分析技術(shù)1核心技術(shù)為物質(zhì)分離像：水基圖（水-70keV單光子像MDIodine(Calcium)碘基像（鈣被去除）單光子-鈣基像融合像血管成像中的碘—鈣分離，有助于判斷管腔的狹窄程度70keVMDIodine(Calcium)單光子-

MDCalciumMDWater46KeV乳腺內(nèi)細(xì)小鈣化點(diǎn)清晰顯示，并通過鈣基和水基像證實(shí)為鈣化

MDCalciumMDWater46KeV二氧化硅-氫分離圖—矽肺的診斷與定量分析男性，46歲。含硅粉塵接觸史6年，臨床疑似矽肺。

123圖1為常規(guī)圖像，圖2、3分別為二氧化硅與氫的物質(zhì)分離圖像。常規(guī)圖像可見肺野內(nèi)多發(fā)高密度結(jié)節(jié)影。經(jīng)物質(zhì)對(duì)分離，在二氧化硅的圖像中含硅的沉積結(jié)節(jié)密度明顯增高，而在氫的圖像中，結(jié)節(jié)為低密度，而肺血管仍為高密度。二氧化硅-氫分離圖—矽肺的診斷與定量分析123圖1為常規(guī)圖像二氧化硅定量測定。使用能譜定量測量工具，分別測得感興趣區(qū)域內(nèi)二氧化硅的含量。二氧化硅定量測定。使用能譜定量測量工具，分別測得感興趣區(qū)域內(nèi)肺栓塞診斷及隨訪男性，55歲。突發(fā)急性胸痛、呼吸困難2小時(shí)。治療前：常規(guī)CTA：雙側(cè)肺動(dòng)脈分支多發(fā)栓塞，GSI碘基圖：雙肺多處楔形碘低灌注區(qū)（箭頭所指）。栓塞區(qū)碘定量測定0-0.7mg/cc，正常肺碘定量1.5-3.2mg/cc。

治療后，GSI碘基圖雙肺灌注均勻。肺栓塞診斷及隨訪治療前：常規(guī)CTA：雙側(cè)肺動(dòng)脈分支多發(fā)栓塞，常規(guī)圖像動(dòng)脈期門脈期?碘基像50keVGSI圖像小肝癌的碘基圖顯示常規(guī)圖像動(dòng)脈期門脈期?碘基像50keVGSI圖像小肝癌的碘基男性，55歲，肝癌，門靜脈內(nèi)多發(fā)栓子形成混合能量Iodine(Water)混合能量圖像：門靜脈內(nèi)多發(fā)充盈缺損Iodine（Water）基物質(zhì)圖像：門靜脈內(nèi)多發(fā)充盈缺損，紅色ROI含碘較多，3.25mg/cc，藍(lán)色ROI含碘較少，1.09mg/cc

碘分布直方圖紅色ROI中大部分的體素含碘量在2-4mg/cc之間，藍(lán)色ROI中大部分的體素含碘量在0-1.5mg/cc之間。紅色ROI栓子為癌栓，藍(lán)色ROI栓子為血栓。男性，55歲，肝癌，門靜脈內(nèi)多發(fā)栓子形成混合能量Iodine—正常肝臟—肝硬化—再生結(jié)節(jié)—不典型增生結(jié)節(jié)（良性）—不典型增生結(jié)節(jié)（惡性）—肝細(xì)胞癌—門靜脈供血—血供改道，少量肝動(dòng)脈供血—門靜脈供血—肝動(dòng)脈供血為主—肝動(dòng)脈供血肝硬化發(fā)展至肝細(xì)胞癌的血供變化肝硬化再生結(jié)節(jié)與癌性結(jié)節(jié)鑒別—正常肝臟—門靜脈供血肝硬化發(fā)展至肝細(xì)胞癌的血供