林晓珠-CT能谱成像原理与临床应用(第一部分)
能谱成像的临床应用课件
能谱成像的优势与局限
优势
局限
•
非侵入性
•
成像时间较长
•
高分辨率
•
仪器成本较高
•
提供化学信息
•
操作技术要求较高
未来的发展方向
随着技术的不断进步和研究的深入，能谱成像在临床应用中的潜力将继续扩
大。未来，我们可以期待更高的成像分辨率、更快的成像速度以及更准确的
数据分析方法。
能谱成像的临床应用
欢迎来到我们今天的课程，我们将探讨能谱成像在临床应用中的价值和潜力。
什么是能谱成像
能谱成像是一种结合了成像技术与能量谱学的先进影像技术。它通过分析物质与射束相互作用时
的能量改变，来获取有关样本化学成分与分布的信息。
能谱成像的原理
能谱成像通过测量样本与射束（如电子束或X射线束）的相互作用，包括散射
制定更精确和有效的治疗计划。
能谱成像在脑部疾病诊断中的应用
1
脑损伤定位
能谱成像可以帮助医生准确地定位脑部损伤区域，辅助手术和治疗过程。
2
癫痫诊断
能谱成像可以检测癫痫患者脑内代谢的异常情况，提供准确的诊断依据。
3
神经系统疾病研究
通过分析不同脑部疾病的能谱图谱，能谱成像可以增进对神经系统疾病的认识和
研究。
和发射等现象，来获得能谱数据。这些数据进一步用于提取样本的化学和物
理信息，并生成高分辨率的图像。
能谱成像的临床应用案例
乳腺癌诊断
脑部肿瘤定位
前列腺癌筛查
能谱成像可以提供乳腺癌患
通过能谱成像，医生能够准
能谱成像能够检测前列腺癌
者体内病变的代谢信息，以
确地定位脑内肿瘤，并辅助
的代谢变化，为早期筛查和
(推荐精选)CT能谱成像原理与临床应用
定量分析及体外实验
常规CT
宝石能谱CT
右侧股骨髓内钉植入术后感染
手术前
单能量+MARS
左侧颈内动脉动脉瘤栓塞术后6年
单能量 +MARS
CT能谱成像新概念及分析工具
• 单能量图像 • MARs • 物质分离 • 能谱工具（能谱曲线、散点图、直方
图、Effective-Z）
能谱CT单能量图像特征
• 降低硬化伪影 • 增加对比噪声比
ＣＴ能谱临床应用及研究
早期诊断（小肿瘤和肺小动脉栓塞）
去除硬化伪影 能谱ＣＴＡ
临床应用
鉴别诊断
动脉期
门脉期
手术ห้องสมุดไป่ตู้理证实为胰岛素瘤
常规ＣＴ图像
70keV单能 量图像
碘基图像
最佳单能量 图像
2009-08 常规ＣＴ
2010-05 宝石能谱ＣＴ
常规图像
GSI图像
?
动脉期
门脉期
碘基像
50keV
病理：肝细胞肝癌II级
能谱肺灌注早期诊断肺栓塞
Pulmonary Embolism
常规CT未见异常
能谱CT基本原理与临床应用
能谱成像的理论基础
物质对于X线吸收的两种效应 光电效应 康普顿效应
能谱成像的理论基础
• 任何一种物质对于X线吸收的曲线可以用 另外两种物质来表达
能谱CT成像工作原理
1.GSI扫描 瞬时高低压切换双能球管
能谱CT成像工作原理
2.GSI数据采集与图像重建 宝石晶体探测器和GSI Viewer
良恶性鉴别 组织起源，组织类型 病变程度（浸润程度，病理分级）
CT能谱成像的基本原理及临床应用
国际医学放射学杂志International Journal of Medical Radiology 2011Nov ;34(6)作者单位：200040上海，复旦大学附属华东医院放射科（任庆国为在读博士研究生，滑炎卿）；通用电气医疗集团CT 影像研究中心（李剑颖）通讯作者：滑炎卿,E-mail:cjr.huayanqing@ *审校者DOI:10.3784/j.issn.1674-1897.2011.06.Z0612【摘要】随着多层螺旋CT 问世，各种成像技术及图像后处理技术不断涌现，极大地促进了CT 的临床应用。
能谱成像作为CT 的一项新技术能够生成40~140keV 的101个单能量图像；能够进行物质分离，生成新的基础物质密度图像，如水、碘、钙，并测量其相对浓度及展示不同物质CT 值能量曲线图，在临床及科研应用中拥有巨大潜力，就该技术的基本原理及临床应用展望予以综述。
【关键词】Discovery CT 750HD ；自适应迭代重建；能谱成像；X 线；体层摄影术，X 线计算机CT 能谱成像的基本原理及临床应用The basic principle and clinical applications of CT spectral imaging任庆国滑炎卿李剑颖放射技术学**自1972年第一台头部CT 应用临床以来，CT 发展经历了单笔型束扫描、扇形束扫描、反扇束扫描、动态空间扫描、电子束扫描、单层螺旋扫描和多层螺旋扫描几个重要发展阶段。
尤其是螺旋CT 问世以来，其发展日新月异，各种成像及重组技术极大地促进了CT 在临床实践中的应用。
能谱（量）成像作为一项新技术，根据X 线在物质中的衰减系数转变为相应的图像，除形态展示外尚能够进行特异性的组织鉴别，能够瞬时进行高能量与低能量的数据采集，采用原始数据投影的模式对两组数据进行单能量重建。
1能谱成像的原理1.1X 线基础1.1.1X 线的质和量X 线的质和量主要取决于管电流和管电压等复合因素。
能谱ct原理与临床应用
能谱ct原理与临床应用CT技术是一种通过X射线扫描人体内部器官和组织，生成详细的横截面图像的医学影像学技术。
能谱CT作为CT技术的一个分支，利用X射线与物质相互作用的能量散射情况，实现不同物质的差异成像。
本文将介绍能谱CT的原理和临床应用。
**原理**能谱CT的原理基于不同物质对X射线的吸收和散射产生的能量谱差异。
X射线在物质中传播时，会与物质内部原子相互作用，导致部分能量被吸收，部分能量散射。
不同材料对X射线的吸收和散射程度不同，因此产生不同的能谱。
通过分析扫描得到的X射线能谱，能谱CT可以准确识别不同组织和器官的成分，实现更精细的影像重建。
这种成像技术不仅可以有效区分软组织、骨骼和钙化灶，还可以对肿瘤、结石等病变进行更准确的定量分析。
**临床应用**能谱CT在临床领域有着广泛的应用价值。
首先，能谱CT可以提高影像的对比度和分辨率，更好地显示各种病变和异常情况。
例如，在肿瘤诊断中，能谱CT可以清晰地显示肿瘤的边界和血管供应情况，为治疗方案的制定提供重要依据。
其次，能谱CT还可以帮助医生进行病变定性和鉴别诊断。
通过分析吸收谱和散射谱的差异，能谱CT可以准确区分不同类型的病变，如恶性肿瘤和良性肿瘤，在临床诊断和治疗中具有重要的指导意义。
此外，能谱CT还可以应用于心血管疾病、神经系统疾病、骨科疾病等多个临床领域。
在冠脉成像中，能谱CT可以清晰显示血管壁的斑块形态和密度，帮助诊断冠心病；在脑血管病变中，能谱CT可以准确显示血管内的钙化情况，提供脑卒中的诊断依据。
总的来说，能谱CT技术的发展为临床医学带来了新的突破。
其准确的成像能力和丰富的信息量，使其在疾病诊断、治疗评估和疗效监测中发挥着不可替代的作用。
**结语**通过对能谱CT的原理和临床应用的介绍，我们可以看到这一技术在医学影像学领域的重要性和广泛适用性。
未来随着技术的不断创新和完善，相信能谱CT将在临床实践中发挥更大的作用，为医疗诊断和治疗带来更多的益处。
能谱CT成像原理及临床应用价值研究
能谱CT成像原理及临床应用价值研究自从射线成像技术被应用到医学领域之后，CT设备经历了巨大的进步与改善，已成为临床疾病检查与筛查的首选，为疾病的诊断带来了巨大的推动作用。
近年来，随着多层螺旋CT的出现，成像技术及后期影像处理技术的发展，CT 已在临床疾病检查、筛查、诊断、定位与治疗等方面广泛应用。
CT成像原理主要基于单能量成像、能谱曲线、有效原子序数、X线与物质相互作用、能谱成像技术支持等，不仅有助于疾病的诊断和定量分析，而且为疾病数据分析，资料保存提供有效支持。
在心血管系统、神经系统、泌尿系统、运动系统、肿瘤定位诊断、靶向治疗、物质分离与鉴别等方面均得到广泛应用，在临床与科研应用中具有广阔的发展空间和应用价值。
标签：能谱CT;体层摄影术;成像原理;临床应用Research on Energy Spectrum CT Imaging Principle and Its Clinical Application ValueZHANG LeiDepartment of CT Imaging，Nanyang Central Hospital of Henan Province，nanyang，Henan Province，473000 China[Abstract] CT equipment has experienced enormous progress and improvement and has been the preference of the clinical disease examination and screening since the X-ray imaging technique was applied to the medical field，which brings an enormous promotion effect on the diagnosis of diseases，in recent years，with the emergence of multi-slice spiral CT and development of imaging technique and post imaging processing technique，CT has been widely applied in the clinical disease examination，screening，diagnosis，location and treatment，CT imaging principle not only contributes to the disease diagnosis and quantitative analysis，but also providing effective support for the disease data analysis and data preservation mainly based on the monokinetic imaging，energy spectrum curve，effective atomic number，interaction between x-ray and matter and energy spectrum imaging technology support. And CT is widely applied in the cardiovascular system，nervous system，urinary system，locomotor system，tumor location diagnosis，molecular targeted therapy，physical separation and identification，and has a broad development space and application value in clinic and scientific research application.[Key words] Energy spectrum CT; Body section radiography; Imaging principle; Clinical applicationCT自20世纪70年代问世以来，得到了飞速的发展，1972年第一台头部CT被应用于临床检查，之后扫描部位得到不断延伸，成像重要部件探测器也得到不断改进和进步，使CT影像更加清晰，为临床医师提供了大量疾病诊断依据[1]。
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：
CT能谱成像的基本原理与临床应用优势
CT能谱成像的基本原理与临床应用优势韩文艳【摘要】当前，CT已成为一种重要的临床诊断筛查手段，与常规CT技术相比，CT能谱可借助自身的单能量图像、基物质图像和能谱曲线等用于疾病诊断和定量分析，不仅能够提供常规CT所具有的人体解剖形态图，而且还可实现物质成分分析、鉴别，大幅度提高了疾病诊断的可靠性。
本文主要分析了CT能谱成像的三大原理：单能量成像、物质分离与定量分析、有效原子序数，CT能谱成像借助这三项原理和成像图像分析工具可用于临床诊断筛查，为了进一步阐述其与常规CT的区别，本文将结合CT能谱成像的基本原理阐述其在成像、物质分离、小病灶检出、肿瘤鉴别诊断中的应用优势。
%Currently, CT (Computerized Tomography) has become a kind of important clinical diagnostic method. Comparedwith conventional CT technology, the CT energy spectrum can use its own single-energy images, base material images and energy spectrum curvesfor diagnosis and quantitative analysis of the disease, which can not only provide the human anatomical morphology map similarly to the conventional CT, but also realize the analysis and identification of the material composition so as to greatly improve the reliability of diagnosis. This paper mainly analyzed three major principles of CT energy spectrum, including the single-energy imaging, material separation and quantitative analysis, as well as the effective atomic number. By means of the principle and image analysis tools, the CT energy spectrum can be used for clinical diagnosis and screening. To further elaborate its differences from conventional CT, this paper also expounded the advantages of applicationof CT energy spectrum in imaging, substance separation, detection of minor lesions as well as differential diagnosis of malignant tumors in combination with its basic principles.【期刊名称】《中国医疗设备》【年(卷),期】2015(000)012【总页数】3页(P90-91,94)【关键词】CT能谱成像;单能量成像;物质分离与定量分析;病灶检出【作者】韩文艳【作者单位】房山区第一医院器械科，北京 102400【正文语种】中文【中图分类】R197.39随着多层螺旋CT技术的问世，新型成像技术和图像后处理技术不断涌现，能谱CT能够生成101个单能量图像，而且还可进行物质分离和定量分析。
能谱CT成像原理及临床应用价值研究
能谱CT成像原理及临床应用价值研究作者：张磊来源：《中国卫生产业》2016年第29期[摘要] 自从射线成像技术被应用到医学领域之后，CT设备经历了巨大的进步与改善，已成为临床疾病检查与筛查的首选，为疾病的诊断带来了巨大的推动作用。
近年来，随着多层螺旋CT的出现，成像技术及后期影像处理技术的发展，CT已在临床疾病检查、筛查、诊断、定位与治疗等方面广泛应用。
CT成像原理主要基于单能量成像、能谱曲线、有效原子序数、X线与物质相互作用、能谱成像技术支持等，不仅有助于疾病的诊断和定量分析，而且为疾病数据分析，资料保存提供有效支持。
在心血管系统、神经系统、泌尿系统、运动系统、肿瘤定位诊断、靶向治疗、物质分离与鉴别等方面均得到广泛应用，在临床与科研应用中具有广阔的发展空间和应用价值。
[关键词] 能谱CT;体层摄影术;成像原理;临床应用[中图分类号] R81 [文献标识码] A [文章编号] 1672-5654（2016）10（b）-0033-03Research on Energy Spectrum CT Imaging Principle and Its Clinical Application ValueZHANG LeiDepartment of CT Imaging， Nanyang Central Hospital of Henan Province， nanyang， Henan Province， 473000 China[Abstract] CT equipment has experienced enormous progress and improvement and has been the preference of the clinical disease examination and screening since the X-ray imaging technique was applied to the medical field， which brings an enormous promotion effect on the diagnosis of diseases， in recent years， with the emergence of multi-slice spiral CT and development of imaging technique and post imaging processing technique， CT has been widely applied in the clinical disease examination， screening， diagnosis， location and treatment， CT imaging principle not only contributes to the disease diagnosis and quantitative analysis， but also providing effective support for the disease data analysis and data preservation mainly based on the monokinetic imaging， energy spectrum curve， effective atomic number， interaction between x-ray and matter and energy spectrum imaging technology support. And CT is widely applied in the cardiovascular system，nervous system， urinary system， locomotor system， tumor location diagnosis， molecular targeted therapy， physical separation and identification， and has a broad development space and application value in clinic and scientific research application.[Key words] Energy spectrum CT; Body section radiography; Imaging principle; Clinical applicationCT自20世纪70年代问世以来，得到了飞速的发展，1972年第一台头部CT被应用于临床检查，之后扫描部位得到不断延伸，成像重要部件探测器也得到不断改进和进步，使CT影像更加清晰，为临床医师提供了大量疾病诊断依据[1]。
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去除硬化伪影
能谱ＣＴＡ
鉴别诊断
良恶性鉴别
组织起源，组织类型
病变程度（浸润程度，病理分级）
定量分析及体外实验
常规CT
宝石能谱CT
右侧股骨髓内钉植入术后感染
手术前
单能量+MARS
左侧颈内动脉动脉瘤栓塞术后6年
单能量 +MARS
定量分析及体外实验
动脉期
门脉期
手术病ห้องสมุดไป่ตู้证实为胰岛素瘤
常规ＣＴ图像
70keV单能 量图像
碘基图像
最佳单能量 图像
2009-08 常规ＣＴ
2010-05 宝石能谱ＣＴ
常规图像
GSI图像
?
动脉期 门脉期 碘基像 50keV
病理：肝细胞肝癌II级
能谱肺灌注早期诊断肺栓塞
Pulmonary Embolism
常规CT未见异常
能谱成像发现灌注减低区： 右肺ROI(低灌注区): 碘基图的物质浓度： 1.40mg/cc 左肺ROI（对侧正常灌注 区）: 碘基图的物质浓度： 3.84mg/cc
核医学显示灌注减低区
病例来自上海交通大学医学院附属仁济医院
ＣＴ能谱临床应用及研究
早期诊断（小肿瘤和肺小动脉栓塞）
能谱CT基本原理与临床应用
上海交通大学医学院附属瑞金医院 放射科
林晓珠
能谱成像的理论基础
物质对于X线吸收的两种效应
光电效应 康普顿效应
能谱成像的理论基础
• 任何一种物质对于X线吸收的曲线可以用 另外两种物质来表达
能谱CT成像工作原理
1.GSI扫描
瞬时高低压切换双能球管
能谱CT成像工作原理
去除硬化伪影
能谱ＣＴＡ
临床应用
鉴别诊断
良恶性鉴别
组织起源，组织类型
病变程度（浸润程度，病理分级）
临床研究
定量分析及体外实验
ＣＴ能谱临床应用及研究
早期诊断（小肿瘤和肺小动脉栓塞）
去除硬化伪影
能谱ＣＴＡ
鉴别诊断
良恶性鉴别
组织起源，组织类型
病变程度（浸润程度，病理分级）
2.GSI数据采集与图像重建
宝石晶体探测器和GSI Viewer
CT能谱成像新概念及分析工具
• 单能量图像
• MARs • 物质分离 • 能谱工具（能谱曲线、散点图、直方 图、Effective-Z）
能谱CT单能量图像特征
• 降低硬化伪影
• 增加对比噪声比
ＣＴ能谱临床应用及研究
早期诊断（小肿瘤和肺小动脉栓塞）