4 心血管
4.1 复杂型先天性心脏病的低剂量成像
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:患儿，女，2岁，以肺部感染入院，平素体弱，喜蹲踞，哭闹时口唇发绀，听诊心脏杂音2年。②体格检查:患儿口唇、指甲轻度发绀。超声检查提示:法洛四联症，为进一步明确心血管关系，遂行CT检查。③实验室检查:无特殊。
图4.1 法洛四联症患者心内外畸形的显示及剂量表
图4.1（续） 法洛四联症患者心内外畸形的显示及剂量表
注解:图①为原始轴位像，显示室间隔缺损，并测其前后径；图②冠状位上更加清晰的显示缺损的位置（主动脉瓣下），并测其上下径，主动脉骑跨于室间隔上（约50%）；图③近乎矢状位层面清晰显示肺动脉干、瓣及瓣下结构，并测得瓣下狭窄程度；图④剂量表显示:Total Exam DLP:50.75mGy-cm，转换成有效辐射剂量ED:1.32mSv［E（mSv）＝k×DLP，k＝0.026］（AO＝aorta，主动脉；VSD＝ventricular septal defect，室间隔缺损；LV＝left ventricle，左心室；RV＝right ventricle，右心室；PA＝pulmonary artery，肺动脉；RVOT＝＝right ventricular outflow tract，右心室流出道）。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，15个月，发热5d入院，出生时患儿有轻度发绀表现，平素患儿哭声无力，饮食尚可。②体格检查:患儿口唇、指甲轻度发绀。超声检查提示:法洛四联症可能性大，建议行CT检查。③实验室检查:无特殊。
（2）宝石CT检查图例 参见图4.2。
图4.2 法洛四联症，心内外畸形显示及剂量表显示
图4.2（续） 法洛四联症，心内外畸形显示及剂量表显示
注解:图①为原始轴位像，显示室间隔缺损，并测其前后径；图②冠状位上更加清晰的显示缺损的位置（主动脉瓣下），并测其上下径，主动脉骑跨于室间隔上（约50%）；图③该层面清晰显示肺动脉干、肺动脉瓣及瓣下结构，并测得瓣下狭窄程度；图④剂量表显示:Total Exam DLP:93.56mGy-cm，转换成有效辐射剂量ED:2.43mSv［E（mSv）＝k×DLP，k＝0.026］。
【扫描方案】
对比剂用量根据体重采用个体化给药，扫描参数根据体重及体重指数（body mass index，BMI）而定，采用仰卧位，足侧先进，胸前心电门控。先行正侧位定位像扫描，选取主动脉根部层面进行跟踪扫描，具体方法为:使用Medrad双筒高压注射器，经肘前静脉注射非离子型对比剂（欧乃派克，300mgI/ml）和生理盐水，扫描方向头足方向，扫描范围是胸廓入口至膈下1cm，采用Smartprep技术延迟5s后实时监测扫描，CT值达到150HU触发后延迟7s开始扫描。扫描参数:机架旋转速度0.35s/r，层厚0.625mm，重组间隔0.625mm，螺距0.20～0.26，平均0.23，扫描野（SFOV）为250mm，矩阵512×512，管电压为100kV，如果心率＜65BPM，并且心律稳定时，在2个心室收缩（R-R）间期的65%～85%采用全mA，其他时相采用全mA的20%。当心率＞65BPM时，仅在R-R间期的35%～55%采用全mA。其余时相采用全mA的20%。并加用ASiR技术（ASiR选50%）。
【病案分析】
复杂型先天性心脏病是指含有2种或2种以上心内外结构畸形的先天性心血管畸形［1］。以往，超声心动图为先心病的主要检查手段，对心内解剖结构及血流动力学的诊断有其明显优势，但大多数复杂型先心病患者多合并周围大血管病变，超声受其透声条件、声窗等限制，对周围血管显示不清，且由于靠操作者的经验不足等原因，往往容易造成疾病的漏诊［2］。多排螺旋CT对复杂型先天性心脏病的诊断已有多年历史，最初由于机器本身硬件及软件等条件的制约，时间及空间分辨率不足，因此对复杂先心病的诊断受到了很大的限制。近年来，随着CT设备的不断发展，空间分辨率及时间分辨率的显著提高，加上强大的后处理软件的灵活、充分应用，使得复杂型先心病的诊断逐步得到认可并应用于临床。以往，复杂型先天性心脏病CT成像多采用回顾性心电门控技术，其优点是可以选择最佳时相成像，不仅清晰显示心血管畸形，还可以判断室壁运动及进行心功能测定等，有利于先天性心脏病伴有左向右或右向左分流的诊断［3］。但是回顾性心电门控扫描最大的弊端是增加了射线辐射剂量，先天性心脏病（congenital heart disease）患者大多是婴幼儿，其对射线的敏感性高于成人，故多层螺旋CT应用于儿童患者扫描的辐射剂量问题越来越受到重视［4］，因此，如何在不影响图像质量的前提下，降低此类人群检查时所接受的射线剂量显得尤为重要。
具备高清低剂量特点的宝石能谱CT的问世将CT成像技术带入了全高清时代，使低剂量心血管CT成像成为可能。自适应统计迭代重建技术（adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR）在宝石能谱CT（Discovery CT750HD）的成功应用使得高清低剂量成像已成为可能。Hara AK［5］在进行胸部CT的低剂量研究时，应用ASiR技术，辐射剂量比传统扫描剂量降低32%～65%，而图像质量不会下降；Prakash P［6］等同样发现胸部ASiR的应用可以使辐射剂量降低27.6%，同时图像噪声亦明显下降，Leipsic J［7］等在对冠脉成像研究中也得到类似的观点；Marin D［8］等在探索腹部CT图像质量与辐射剂量的问题中，在低管电压的条件下发现应用ASiR可以在降低辐射剂量的同时保证图像质量。本研究的病例结果显示，应用ASiR技术的宝石CT个体化扫描方案，辐射剂量与非心电门控组相比无明显统计学意义（P值为0.907），与其他64排心电门控个体化扫描及常规扫描均有统计学意义。以上的研究证明，在与传统扫描辐射剂量相同的情况下迭代重建可以提高图像质量（空间分辨力和密度分辨力），在与传统扫描图像噪声一致时迭代重建可明显降低辐射剂量而不会牺牲图像质量。以上研究表明，使用回顾性心电门控结合ASiR技术的个体化宝石CT扫描不仅能使射线剂量明显降低，而且能获得较清晰的图像质量，同时还包括全时相图像采集，能够进行心功能的判定，是检查复杂先心病较理想的方法。
（张永高 刘书婷）
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4.2 冠状动脉支架术后再狭窄的评估
【病例】
（1）病例摘要 ①病史:男性，53岁，2002年患脑梗死住院，2011年4月行冠状动脉支架术，近1个月来频发胸闷、气短，胸前有膨胀性痛或压迫感，每次持续3～5min，休息后减轻。既往有10年高血压病史。②体格检查:体重80kg，身高176cm，心率65次/min，血压18.67/1067kPa（140/80mmHg）。③实验室检查:甘油三酯:2.86mmol/L（0.45～1.7mmol/L）.
（2）宝石CT检查图例 参见图4.3。
图4.3 不同后处理技术显示冠状动脉支架示意图
图4.3（续） 不同后处理技术显示冠状动脉支架示意图
注解:图①示显示标准算法图像，支架内边缘较为模糊；图②高分辨算法图像，支架边缘清晰显示；图③示心脏容积再现（volume rendering，VR）像；图④示冠状动脉树；图⑤和图⑥可以清晰显示冠状动脉支架的通畅情况。
【扫描方案】
前瞻性、高分辨扫描:snapshot pulse Hi-resolution；扫描模式:Cine；采用75%期相扫描；球管电压:120kVp，管电流:450mA；球管每周旋转时间0.35s，先扫描正侧位定位像，再行钙化积分扫描，扫描方向由头侧向足侧，触发扫描:监测层面为主动脉根部，主动脉内CT值达到100HU时触发，诊断延时为5.6s。对比剂浓度为350mgI/ml，对比剂量60ml，注射流速5ml/s。重建层厚为0.625mm，重建间隔为0.3mm，重建算法为高分辨算法。
【病案分析】
近年来，随着心血管介入技术的成熟发展，冠状动脉支架术已经作为常规治疗冠状动脉狭窄的方法和手段，但是对于术后支架的再狭窄率诊断较为困难，通过造影复查，无疑将会增加患者的痛苦和负担，多排CT冠状动脉血管成像（computed tomography coronary angiography）成为支架患者复查的首选检查方式，而宝石能谱CT能够较为清晰的显示支架的通畅率。已有大量体外和体内研究对CT显示支架内腔的影响因素进行了分析。体外研究显示，支架的金属材质导致的线束硬化伪影（beam hardening artifact）和部分容积效应（partial volume effect）是影响支架内腔显示的主要原因，影响这些伪影的因素包括仪器的空间分辨率、图像的卷积参数、支架的材质、支架的厚度等。
体外研究表明，4层螺旋CT和16层螺旋CT显示支架内腔时，图像中支架金属伪影造成的狭窄为20%～100%［1～2］。体内研究中，4层螺旋CT仅能显示部分支架内腔，支架内腔可见直径仅为20%～40%，16层螺旋CT也不能显示所有的支架内腔［3］。随着空间分辨率的提高，对于64层螺旋CT，大部分支架内腔可见直径达50%～59%，最高可达90%［2］。在仪器空间分辨率和后处理条件类似的情况下，支架的直径是目前影响支架成像质量和支架内腔观察的主要因素。而体内研究表明，呼吸和心率所致的伪影同样影响支架的图像质量和支架内腔的观察［1～6］。与64层螺旋CT比较，宝石能谱CT的提高主要在空间分辨率和重建算法，由于探测器的成分发生了改变，使得图像的空间分辨率得到了很大的提升，再加上HiRes高分辨的扫描及重建模式，两者结合起来能够较准确地提高支架内再狭窄的诊断率。冠状动脉CT血管造影可以显示支架远端对比剂充盈情况，从而在评价支架的通畅性上有一定的临床价值，但不能可靠地诊断支架内再狭窄，有研究显示，64层螺旋CT诊断支架内再狭窄的敏感性、特异性分别为66.17%和84.16%［4］。能谱CT的高清成像能有效地提高支架的成像质量和测量的准确性［7］，图中对比了能谱CT冠状动脉成像标准算法与高分辨扫描在显示支架的不同，充分显示了高分辨扫描在显示和评价冠状动脉支架是否通畅的优越性。
（刘 杰）
参考文献
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4.3 冠状动脉造影低剂量成像
【病例】
（1）病例摘要 ①病史:女性，53岁，干部。心前区疼痛2年，痛系膨胀性或压迫感，多于劳累、饭后发作，每次持续3～5min，休息后减轻。②体格检查:体重62kg，身高158cm，体温36.8℃，心率82次/min。③实验室检查:无特殊。
（2）宝石CT检查图例参见图4.4、图4.5。
图4.4 低剂量冠状动脉造影检查显影
图4.4（续） 低剂量冠状动脉造影检查显影
注解:图①、图②心脏三维重建及冠脉树显示良好，主动脉、心房、心室显示饱满，边缘锐利，冠脉远端显示清晰；图③、图④CPR像重建左右冠脉腔内充盈，血管壁界限分明、无阶梯状伪影。
图4.5 冠脉对比剂量表
注解:钙化积分扫描的剂量为80.64mGy，正式扫描时剂量为67.71mGy（0.95mSv）［E（mSv）＝k×DLP，k＝0.014］。
【扫描方案】
前瞻性心电门控技术扫描（Snapshot Pulse）。扫描模式:心脏电影扫描Cine；采用75%期相扫描；球管电压:100kVp，球管电流:450mA；转速:0.35s/r。先扫描正侧位定位像，再行钙化积分扫描，正式扫描时由头侧扫向足侧，触发扫描:监测层面为气管分叉处向下2cm，升主动脉内CT值达到100 HU时触发，诊断延时为5.6s。对比剂（欧乃派克）浓度为350mgI/ml，按0.7ml/kg给药，注射流速5 ml/s。混合30%自适应统计迭代重建技术（adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR）技术重建。
【病案分析】
冠状动脉CT血管造影（coronary CT angiography）已经成为一种可靠且准确的冠状动脉疾病的检查手段，能可靠筛查出高风险患者冠状动脉狭窄的存在［1］。目前已经得到临床广泛认可，并成为冠状动脉疾病主要评估方式。随着其应用的增加，检查时射线辐射剂量（radiation dose）造成的潜在危害逐渐成为人们关注的问题。以往的冠状动脉CTA所采用的回顾性门控扫描为小螺距（0.2～0.3）的连续扫描，完成一个心脏扫描需要5～8s的曝光时间，射线剂量较大。辐射剂量对被辐射人群存在潜在增加癌症发生率的危害性，特别是儿童CT扫描所诱发癌症的概率要高于成年人已获得充分的证据支持［2～3］。因此，降低CT检查时的辐射剂量合理使用低剂量原则［4～5］，即追求精确图像诊断的同时更应该努力去降低剂量以减少不必要的额外射线损伤是极其重要的问题。
本病例利用宝石CT前瞻性门控扫描技术，结合不同体重指数制定优化的扫描条件，比回顾性门控螺旋扫描可以降低80%～90%以上的射线辐射剂量［6］。使用前瞻性门控扫描，心率必须控制在70次/min以下，以提高重建的可靠性。宝石CT融合了电子束（electron beam）CT的前瞻性门控和轴位扫描技术，通过精确的点射曝光，消除了大部分无效的曝光，极大程度地降低了辐射剂量，并利用宝石探测器、ASiR重建技术及Cine扫描模式，减少了螺旋伪影，抑制钙化伪影，获得高清冠状动脉图像。真正实现了低剂量下的冠脉高清成像。
（董雷钢）
参考文献
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4.4 肺动脉CTA优化成像
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:男性，65岁，胸痛胸闷1个月余。②体格检查:呼吸运动及呼吸频率正常，叩诊呈清音，双肺呼吸音清晰，无干、湿性啰音。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.6。
图4.6 肺动脉最佳单能量图像与混合能量图像比较
图4.6（续） 肺动脉最佳单能量图像与混合能量图像比较
注解:本病例由于错过最佳扫描时机，肺动脉内对比剂已经基本循环至主动脉，导致扫描失败。通过使用宝石能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）浏览器，将感兴趣区（region of interest，ROI）分别置于肺动脉主干（图①）、右肺动脉（图③）、左肺动脉（图⑤），同时将位于同一层面的肌肉作为背景，获得最佳对比噪声比的最佳单能量水平，分别位于49 keV（图②），50keV（图④）和50keV（图⑥）。图⑦为混合能量图像，肺动脉内对比剂充盈不佳，血管显影浅淡，肺动脉CT值平均为（191.9±19.6）HU，无法满足临床诊断需要。图⑧为同一病例50keV单能量图像，肺动脉内CT值明显提高，且较均匀，平均为（386.6±34.8）HU，基本达到诊断要求，避免了病人重复扫描。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，22岁，阵发性晕厥4d，伴大汗，面色苍白，意识不清。②体格检查:呼吸运动及呼吸频率正常，叩诊呈清音，双肺呼吸音清晰，无干、湿性啰音。③实验室检查:D-二聚体0.39μg/ml（0～0.3μg/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.7。
图4.7 肺动脉及栓子混合能量图像与单能量图像的比较
注解:图①混合能量图像显示肺动脉CT值较低，为（189.7±25.5）HU，与栓子间对比度低；图②为52keV最佳单能量图像，肺动脉CT值及与栓子间的对比度增高，CT值为（386.6±44.5）HU，可满足诊断要求；图③显示通过使用GSI浏览器，将ROI置于栓子内，周围肺动脉作为背景，可获得栓子相对于肺动脉的最佳对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）。结果发现52keV单能量水平不仅可以获得显示栓子的最佳对比噪声比（图④），且肺动脉CT值亦相应提高。故本例选用52keV作为显示栓子及肺动脉的最佳单能量水平。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:男，56岁，咳嗽、咳痰2个月余，咯血5d。②体格检查:呼吸运动及呼吸频率正常，叩诊呈清音，双肺听诊呼吸音粗，未闻及干、湿性啰音。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱检查图例 参见图4.8、图4.9。
图4.8 栓子显示的最佳单能量水平
图4.8（续） 栓子显示的最佳单能量水平
注解:图①、图②通过使用GSI浏览器，将ROI置于栓子内，周围肺动脉管腔作为背景，可获得栓子相对于肺动脉的最佳对比度。结果发现58keV单能量水平可以获得显示栓子的最佳对比噪声比（图③）。
图4.9 混合能量图像与单能量图像显示段及亚段小栓子的比较
注解:图①、图③、图⑤为混合能量图像，段及亚段肺动脉管腔内似见低密度充盈缺损（白箭头所示）。图②、图④、图⑥为58keV最佳单能量图像，段及亚段肺动脉管腔CT值明显增高，栓子与管腔间的对比度亦相应提高（白箭头所示），可明确肺栓塞的诊断。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.5s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂（350mgI/ml）50ml，流速4ml/s，生理盐水50ml。
【病案分析】
肺动脉栓塞（pulmonary embolism，PE）又称肺栓塞，是造成猝死的常见原因之一。PE的症状和体征表现多样，缺乏特异性，漏诊率及误诊率均较高［1］。多层螺旋CT肺动脉成像（pulmonary angiography，PA）特异性、敏感性均较高，且时间分辨率高，已经成为肺栓塞的一线诊断方法［2］。
以往所使用的常规CT所发射的X射线为一混合能量射线。当X射线束穿过人体时低能量X射线光子首先被吸收掉，这种现象称为硬化效应（hardening effect）。即使X射线在均匀物质中穿行，先接触到射线的物质对X射线的吸收要多于后接触射线的物质，而CT成像原理又决定了对X射线吸收能力强的物质，其CT值要高于对X射线吸收能力弱的物质所以同为一种物质却表现为不同的CT值即CT值的“漂移”。
能谱CT采用高140kVp和低80kVp能量瞬时切换几乎在同时同角度得到2种能量X射线的采样数据，并根据这2种能量数据确定体素在40～140keV能量范围内的衰减系数，进一步得到101种单能量图像（monochromatic energy image）。这种相对纯净的单能量图像能够大大降低硬化伪影的影响并获得相对纯净CT值的图像，即CT值无论在整个视野不同位置、不同扫描还是不同病人中都更为一致和可靠［3］。
组织的CT值随着能量的升高而呈现逐渐衰减趋势，在低keV下不同组织之间的CT值间的差距较大，即对比度增大，因此可以通过调节keV的大小获得病灶相对于周围组织的最佳对比噪声比，提高病灶的显示能力发现普通混合能量扫描下不易发现的小病灶［4～5］。
（梁晓雪 杨学华）
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4.5 肺栓塞的检测和随访
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:男性，71岁，间断活动后胸闷、气喘2个月余，加重伴头晕、眼黑5d。②体格检查:呼吸20次/min，叩诊呈清音，双肺听诊呼吸音粗，两下肺听诊呼吸音低，未闻及干、湿性啰音。③实验室检查:D-二聚体0.34μg/ml（0～0.3μg/ml），凝血酶原时间（PT）:47s（8.8～13.6s），国际标准化比率（INR）:3.24（0.8～1.6），活化部分凝血活酶时间（APTT）:53s（26～40s）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.10。
图4.10 肺栓塞碘含量的测定及能谱曲线的分析
注解:图①混合能量图像显示左肺动脉主干及分支内可见低密度充盈缺损；图②碘基物质密度图像的伪彩图显示左肺上叶舌段楔形灌注减低区；图③将感兴趣区（region of interest，ROI）置于灌注减低区（ROI8）及周围正常灌注区（ROI2、4），避开较大血管走行区，得到相应ROI的3条能谱曲线（图④）。发现在低keV区域（40～70keV）黄色曲线（ROI8）走行明显低于红、蓝色曲线（ROI2、4），同时碘含量测定2、4、8三个ROI的碘含量分别为（1.26±0.74）mg/ml、（1.19±0.62）mg/ml、（0.61±0.67）mg/ml，表明ROI8灌注减低区的碘含量显著低于正常肺组织碘含量。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，68岁，间断咳嗽1个月余，胸痛、呼吸困难3d。②体格检查:呼吸运动及呼吸频率正常，叩诊呈清音，双肺呼吸音粗，左下肺闻及干性啰音。③影像学检查:下肢血管彩超显示:左下肢股浅静脉、腘静脉及胫后静脉血栓形成。④实验室检查:活化部分凝血活酶（APTT）:43.1s（26～40s），纤维蛋白原（FIB）:5g/L（2～4g/L），D-二聚体:16.9μg/ml（0～0.3μg/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.11。
图4.11 肺栓塞碘含量的测定及能谱曲线的分析
注释:图①混合能量图像显示左上肺动脉管腔内可见低密度充盈缺损；图②碘基伪彩图显示左上肺舌段见楔形灌注减低区；图③将ROI置于灌注减低区（14红色）、周围正常肺实质（15浅蓝色）及对侧正常肺实质（18深蓝色、19黄色）内；图④能谱曲线显示红色曲线（ROI 14）走行与浅蓝色（ROI15）、深蓝色（ROI18）、黄色（ROI19）曲线存在差异，走行位置最低。低灌注区（ROI 14）的碘含量［（0.36±0.55）mg/ml］明显低于周围正常实质的碘含量［（0.58±0.79）mg/ml（ROI 15）、（0.63±0.66）mg/ml（ROI 18））、（0.67±0.65）mg/ml（ROI 19）］。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:女，56岁，下肢骨折术后出现胸痛、胸闷、咯血2d。②体格检查:呼吸运动及呼吸频率正常，叩诊呈清音，双肺呼吸音粗，左肺闻及干性啰音。③实验室检查:D-二聚体:11.8μg/ml（0～0.3μg/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.12。
图4.12 肺栓塞治疗前后碘含量对比
注释:图①、图②为肺栓塞患者治疗前的碘基图，左肺上叶尖段可见楔形灌注减低区，碘含量为（0.41±0.68）mg/ml，周围正常肺实质碘含量为（1.37±0.63）mg/ml。图③、图④为患者治疗后的碘基图，肺动脉内的栓子消失，原左上肺尖段灌注减低区较前改善，碘含量为（0.95±0.76）mg/ml，周围正常肺实质碘含量为（1.25±0.87）mg/ml。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.5s/r，螺距1.375∶1，层厚1.25mm，层间距1.25mm；对比剂（350mgI/ml）50 ml，流速4ml/s，生理盐水50ml。
【病案分析】
常规多层螺旋CT肺动脉成像（pulmonary angiography，PA）能够直观显示栓子的位置及栓塞的程度，但不能提供肺实质血流灌注的分布状况，更无法评估肺栓塞对于肺血供的影响。单光子发射计算机断层成像术（single photon emission computed tomography，SPECT）虽然能够提供肺实质血流灌注的情况但缺乏形态学的信息［1］。
任何一种物质的X射线吸收系数（absorption coefficient）均可由任意2种基物质的X射线吸收系数来决定，将一种物质的衰减转化为产生同样衰减的2种物质的密度，这样就可以实现物质组成的分析与物质分离（material decomposition）［2］。能谱CT不但保留了常规CT诊断肺栓塞的优点，还可以通过运用物质分离的功能将对比剂中的碘在肺内的分布状况进行定量成像，形成碘基物质密度图像。通过测定碘基图中的碘浓度（iodine concentration），可以对肺栓塞所致肺组织灌注减低的程度进行定量分析，从而有效反映肺实质内血流动力学的变化。通过对比肺栓塞治疗前后碘基图中碘含量的变化，可以定量评估肺组织血流恢复的情况，从形态学及肺灌注功能2个方面对肺栓塞的治疗效果进行评估。
除此之外，能谱CT成像对于发现微小栓塞及隐匿部位的肺动脉栓塞（pulmonary embolism，PE）也有一定潜在临床应用价值。由于受扫描条件、分辨率等因素的限制，常规CTA成像对于亚段甚至更小肺血管的显示常常受限，但能谱CT的碘基物质图却可以通过局部血流灌注的减低，来间接推断并发现微小栓子［3］。
总之，能谱CT碘基物质密度图像中碘含量的测定可以从形态学及肺灌注功能2个方面对肺栓塞的治疗效果进行评估。
（梁晓雪 杨学华）
参考文献
［1］吴华伟，程杰军，李剑颖，等.CT能谱成像定量碘基物质图对肺栓塞的诊断价值［J］.中华放射学杂志，2011，45（8）:727-730.
［2］任庆国，滑炎卿，李剑颖，等.CT能谱成像的基本原理及临床应用［J］.国际医学放射学杂志，2011，34（6）:559-563.
［3］Geyerll，Scherr M，Korner M，et al.Imaging of acute pulmonary embolism using a dual energy CT system with rapid kVp switching:Initial results［J］.Eur J Radiol.2011.
4.6 门静脉系统CT血管成像
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:女性，59岁，因发现脾大10余年，伴乏力1个月入院，腹痛腹胀，伴乏力、食欲缺乏，恶心，无呕吐、黑便等症状。②体格检查:腹部平坦，柔软，略压痛，无反跳痛，腹部无包块。肝脏肋下未及，脾脏肋下触及，肋下约18cm。③实验室检查:凝血酶原时间（PT）15.5s（9.6～14s）；活化部分凝血活酶时间（APTT）39.9s（23～35s）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.13、图4.14。
图4.13 肝门静脉血管成像最佳单能量水平的选择
注解:图①以肝实质为背景，计算肝门静脉血管相对于周围肝实质成像的最佳对比噪声比；图②获得最佳对比噪声比的单能量水平位于50keV。
图4.14 最佳单能量成像和混合能量成像的肝门静脉容积再现（volume rendering，VR）像
注解:图①最佳单能50keV图像上，VR图像上显示门静脉系统密度明显增高，而且对细微血管结构的显示要明显优于图②混合能量图像的VR成像。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:女性，26岁，因右腰部胀痛不适1个月入院，肝炎病史20年。②体格检查:肝脾未触及。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.15。
图4.15 肝门静脉血管最佳单能成像和常规混合能量成像的比较
注解:最佳单能量图像（40keV）的VR像（图①）及最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）像（图③），对肝门静脉血管主干及其分支显示的清晰度要明显优于相应的常规混合能量图像（图②、图④）。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，层厚0.625mm，层间距0.625mm；对比剂流速4ml/s。动脉期监测阈值为120HU，静脉期于动脉期扫描完后30s开始。
【病案分析】
众所周知，多层螺旋CT（multislice computed tomography，MSCT）门静脉血管成像（portal vein angiography）是一种评价门静脉高压所引起的侧支循环和血流动力学改变的有效方法［1-3］。CTPV的质量取决于门脉血管内对比剂的浓度。理论上，CTPV的质量可以通过高浓度对比剂的注射来提高［4，5］，然而，门静脉血管内对比剂的浓度又取决于肠系膜上静脉和脾静脉的回流，而这两支血管的回流又受到多种因素的影响，包括心功能和脾灌注等等。因此，通过单独增加对比剂的浓度和量是不能达到持续改善图像质量的目的［6］。
一般来说，随着能量水平的降低，物质的衰减程度也增加。因此，当能量水平降低时，诸如碘这些含有高原子序数的物质的衰减程度更显著，从而为对比剂（例如:碘）和软组织之间的区分提供依据。常规CT扫描是混合能量成像，采用的是平均衰减效应，因此产生的图像也是在特定的平均能量水平条件下。然而，这种平均衰减效应会降低组织之间的对比度。相比之下，单能量成像的使用却有利于消除这种平均衰减效应。能谱CT利用单一球管，高低双能瞬时切换的扫描模式可以产生40～140keV共101种单能量图像，描述物质在单能量水平下的成像情况，从而有利于增加物质之间的对比度。通过结合能谱成像浏览器，门静脉成像的最佳单能量水平可以简单有效地获得，使门静脉血管的边缘及细小分支都能清晰的显示，以满足临床的需求。
（吕培杰）
参考文献
［1］Zhao LQ，He W，Chen G.Characteristics of paraesophageal varices:a study with 64-row multidetector computed tomography portal venography［J］.World J Gastroenterol，2008，14（34）:5331-5335.
［2］Zhao LQ，He W，Ji M，et al.64-row multidetector computed tomography portal venography of gastric variceal collateral circulation［J］.World J Gastroenterol，2010，16（8）:1003-1007.
［3］Matsumoto A，Sugano Y，Yasuda M，et al.Role of multi-detector row CT angiography in the management of gastric fundal varices［J］.Gut，2004，53（3）:467.
［4］Romano L，Grazioli L，Bonomo L，et al.Enhancement and safety of iomeprol-400and iodixanol-320in patients undergoing abdominal multidetector CT［J］.Br J Radiol，2009，82（975）:204-211.
［5］Watanabe H，Kanematsu M，Miyoshi T，et al.Improvement of image quality of low radiation dose abdominal CT by increasing contrast enhancement［J］.AJR Am J Roentgenol，2010，195（4）:986-992.
［6］Roos JE，Desbiolles LM，Weishaupt D，et al.Multi-detector row CT:effect of iodine dose reduction on hepatic and vascular enhancement［J］.Rofo，2004，176（4）:556-563.
4.7 肝门静脉血栓与癌栓的鉴别
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:男性，65岁，因间断性呕血、便血1年余入院，伴乏力食欲缺乏，双下肢水肿，不伴有恶心、呕吐、发热等。②体格检查:腹部平坦，无腹壁静脉曲张，腹壁无压痛、反跳痛，腹部柔软，腹部无包块。③实验室检查:肿瘤标记物均位于正常范围内，其他无特殊。术后病理证实为慢性淤血性脾大。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.16、图4.19。
图4.16 肝门静脉血栓的能谱CT图像
图4.16（续） 肝门静脉血栓的能谱CT图像
注解:肝门静脉期，70keV单能量图像横截面（图①）及冠状位（图②、图③）显示肝门静脉主干低密度充盈缺损（白箭头所示），测得CT值为53HU。图④碘基物质密度图像测得其含碘量为1.83mg/ml。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，54岁，20d前饮酒后出现腹胀、右上腹隐痛，间断出现，无明显食欲缺乏、乏力等症状，1周前出现大便次数增多，伴胃反酸、烧心。入院前上腹部CT显示肝内多发占位，现为进一步诊治入院。②体格检查:腹部平坦，无腹壁静脉曲张，腹壁无压痛、反跳痛。肝、脾肋下未及，Murphy征阴性。③实验室检查:肿瘤标记物未见升高，余未见特殊。术后病理证实肝内占位为肝癌，门静脉主干含有瘤栓。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.17、图4.19。
图4.17 肝门静脉癌栓的能谱CT图像
注解:图①、图②70keV单能量图像冠状位显示肝门静脉主干内可见充盈缺损影，测得CT值约为102HU（图②）。图③碘基物质密度图像上测得碘含量为3.2mg/ml。图④水基物质密度图像显示为等密度。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:女性，55岁，2周前受凉后感胸闷、气喘，伴恶心、呕吐，无腹胀、双下肢水肿、静脉曲张、溃疡等。当地医院B超显示:下腔静脉及肝门静脉内异常回声，考虑血栓形成，肝内多发占位。②体格检查:腹部膨隆，有腹壁静脉曲张，腹部无压痛、反跳痛、腹部柔软，腹部无包块。③实验室检查:肿瘤相关抗原125为150.70U/ml（0.01～35U/ml），甲胎蛋白＞1 210ng/ml（0～10ng/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.18、图4.19。
图4.18 肝门静脉主干栓子成分的测定
注解:图①70keV单能量图像显示肝门静脉主干内多发充盈缺损，绿色感兴趣区（region of interest，ROI）所在的栓子的CT值要明显高于红色ROI；图②能谱曲线图显示绿色ROI走行显著高于粉红色ROI，特别是在低keV能量范围内；图③水基物质密度图像显示粉红色ROI含水量较低；图④碘基物质密度图像显示绿色ROI的含碘量较多，为2.4mg/ml，而红色ROI含碘量较少，为0.9mg/ml。提示绿色ROI栓子为癌栓，而粉红色ROI栓子为血栓。
图4.19 肝门静脉栓子成分的鉴别
注解:将病例1的肝门静脉血栓（蓝色曲线）、病例2的肝门静癌栓（深紫色曲线）与病例3的2种成分的血栓（粉红色ROI对应粉红色曲线，绿色ROI对应绿色能谱曲线）融合进同一个坐标轴内。发现癌栓的能谱曲线显著高于血栓，而且病例三中绿色ROI所对应的曲线与癌栓走行相近，而粉红色ROI对应的曲线与血栓走行相近，提示绿色ROI栓子为癌栓，而粉红色ROI栓子为血栓。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距0.984∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速3.5ml/s。
【病案分析】
肝门静脉癌栓（portal vein tumor thrombus，PVTT）为恶性肝门静脉栓塞，形成的主要原因是肝癌易侵蚀周围血管，癌细胞由肝门静脉进入大分支，而肝门静脉又无静脉瓣，血流可逆向流动，使癌栓沿血管逆向生长侵入门静脉系统。病理学上，门静脉癌栓由动脉血管供血，供血动脉主要包括肝动脉细小分支、肝门静脉周围细小动脉和胆管周围的毛细血管。动脉期癌栓滋养动脉显影是诊断门脉癌栓的特征性征象之一［1］。而肝门静脉血栓（portal vein blood thrombus，PVBT）为良性门静脉栓塞，形成的主要原因可能与肝硬化肝门静脉高压，肝门静脉血流速度低，脾切除术后卧床而血小板数量升高而致血液凝固等有关［2］。对于二种性质不同的栓子，其诊断的正确性对指导治疗及预后有极其重要的临床意义，肝门静脉癌栓不仅能引起HCC术后复发和肝内外转移，还能明显加重肝癌患者的肝门静脉高压症状，直接影响患者的生存时间和生存质量，因此早期发现并给予及时治疗具有重要的临床意义。
对肝门静脉的显示，临床上常用彩色多普勒超声，它可确定肝门静脉腔内血液流速及方向，这种检查受检查者的技术和经验的影响；亦可用MRI检查，MRI由于具有多方位成像功能，可进行数据重建，根据窗宽、窗位及各种组织的阈值特性调节图像，较好显示肝门静脉的栓塞，但常难区分肝门静脉腔内栓塞和缓慢血流所造成的信号改变，且受呼吸运动的影响较大。64层螺旋CT具有较以往任何多层CT更快速、大范围、各向同性容积数据采集的能力，且图像后处理具有快捷、安全、方便等特点，可经强大的三维图像后处理而获得高质量门静脉系统血管全面清晰的图像，因此可较好显示门静脉系统病变情况［3，4］，但是这些均是通过定性的方法对栓子的性质进行鉴定，缺乏定量的方法。
性质不同的栓子对肝门静脉阻塞的机械作用是相似的，栓子供血却因栓子的性质不同而迥异［5，6］。不同于肝门静脉血栓，肝门静脉癌栓由动脉血管供血，因此血供比较丰富。常规CT值的测量虽然可以推断出栓子出血供的高低，但是由于常规CT是混合能量成像，其获得的CT值为一组平均值，存在一定的误差，而且只能定性的判断，却无法定量的测量栓子的摄碘量。相比之下，能谱CT的碘基物质密度图像却可以通过碘基值测量的方法来获得不同性质栓子的碘含量。我们的这组病例发现肝门静脉癌栓的碘含量明显高于肝门静脉血栓，几乎是后者的2倍。能谱CT的单能量成像还可以提供不同的物质在不同能量水平下的衰减趋势，在我们的病例中，我们发现肝门静脉癌栓的能谱曲线走行明显高于肝门静脉血栓，特别是在低能量水平下。
总之，能谱CT不仅可以定性的分析栓子的形态、范围等，还可以定量的测定栓子的碘含量，从而可以为临床早期发现和及时治疗肝门静脉癌栓提供依据。
（吕培杰）
参考文献
［1］李大庆，宋伟忠，姜慧杰.64层CT血管成像对门静脉癌栓和血栓的鉴别诊断［J］.医学影像学杂志，2008，18（6）:630-632.
［2］迟坤，陈海淼，单茜.门静脉栓子的彩色多普勒超声价值探讨［J］.中国医师进修杂志，2007，30（z1）:28.
［3］Matsuki M，Tanikake M，Kani H，et al.Dual-phase 3DCT angiography during a single breathhold using 16-MDCT:assessment of vascular anatomy before laparoscopic gastrectomy［J］.AJR Am J Roentgenol，2006，186（4）:1079-1085.
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tion and patients＇body-weight-tailored dose of contrast material［J］.Eur J Radiol，2006，58（2）:165-176.
［5］Beltowski J.Adiponectin and resistin—new hormones of white adipose tissue［J］.Med Sci Monit，2003，9（2）:RA55-61.
［6］Margetic S，Gazzola C，Pegg GG，et al.Leptin:a review of its peripheral actions and interactions［J］.Int J Obes Relat Metab Disord，2002，26（11）:1407-1433.
4.8 布加综合征
4.8.1 布加综合征血管优化成像
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:女性，41岁，1个月余前无明显诱因双下肢水肿，无静脉曲张、溃疡及色素沉着，给予利尿剂后肿胀减轻，停药后再次出现双下肢水肿，至今反复出现3次，门诊彩超显示:布加综合征（混合型）:下腔静脉膈肌段膜性闭塞。②体格检查:腹平坦，脐周可见散在腹壁静脉曲张，腹壁无压痛及反跳痛，肝脏、脾脏肋下可触及，双下肢呈凹陷性水肿。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.20、图4.21。
图4.20 混合能量图像和单能量图像对比显示肝静脉及下腔静脉的血管
图4.20（续） 混合能量图像和单能量图像对比显示肝静脉及下腔静脉的血管
注解:图①51keV单能量最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）图像，能够清晰显示肝左、中及右静脉于第二肝门处闭塞，通过粗大的副肝静脉汇入下腔静脉（inferior vena cava，IVC）；图②51keV单能量容积再现（volume rendering，VR）图像；图③51keV单能量曲面重建图像，箭头所显示下腔静脉膈肌处可见一条状低密度膜性狭窄影；图④混合能量MIP图像显示肝静脉血管；图⑤混合能量VR图像显示门静脉；这两组图像显示效果明显差于51keV单能量图像；图⑥混合能量图像门静脉与肝静脉的噪声指数分别为:20.6、17.8。
图4.21 血管显示所需的最佳单能量水平
注解:通过使用宝石能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）浏览器，我们将感兴趣区（region of interest，ROI）置于肝静脉内，将周围正常肝实质作为背景，并避开大血管及脂肪变等异常区域，可获得肝静脉相对于周围肝实质的最佳对比度（图①）。结果发现为51keV单能量水平。该病例通过进行下腔静脉造影并球囊扩张成型术后，下腔静脉血流通畅，下肢水肿症状缓解。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:女性，38岁，患者一年前发现下肢肿胀，未进行治疗，门诊彩超提示:布加综合征（肝静脉型）。②专科检查:腹平坦，脐周可见散在腹壁静脉曲张，腹壁无压痛及反跳痛，肝脏、脾脏肋下可触及，双下肢呈凹陷性水肿。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.22。
图4.22 混合能量图像和单能量图像对比显示肝静脉及下腔静脉的血管
注解:①图40keV单能量MIP图像，能够清晰显示肝左、中及右静脉于第二肝门处闭塞，通过粗大的副肝静脉汇入下腔静脉；②40keV单能量曲面重建像，显示下腔静脉通畅；图③混合能量MIP图像，能够显示肝静脉，显示效果明显差于40keV单能量MIP图像。
病例3(www.xing528.com)
（1）病例摘要 ①病史:患者2年前无明显诱因发现腹壁静脉曲张，自剑突下散纵向分布，指压实验显示:向上血流。门诊彩超提示:下腔静脉膈肌段膜性闭塞，下腔静脉及肠系膜上静脉血流逆向，肝静脉血流通畅。②体格检查:腹部平坦，剑突下双侧腹壁可见多条明显曲张血管，呈蚯蚓状，最粗曲张血管直径约为1.5cm，指压实验显示:向上血流。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.23、图4.24。
图4.23 混合能量图像和单能量图像显示对比肝静脉及下腔静脉的血管
图4.23（续） 混合能量图像和单能量图像显示对比肝静脉及下腔静脉的血管
注解:图①40keV单能量MIP图像，能够清晰显示肝左、中及右静脉通畅；图②40keV单能量VR图像，能够清晰显示肝左、中及右静脉通畅；图③40keV单能量曲面重建图像，显示下腔静脉膈肌段可见一条状低密度影，下腔静脉闭塞；图④、图⑤混合能量图像显示肝静脉效果明显差于40keV单能量图像。
图4.24 显示血管的最佳单能量水平
注解:通过使用GSI浏览器，我们将ROI置于肝静脉内，将周围正常肝实质作为背景，并避开大血管及脂肪变等异常区域，可获得肝静脉相对于周围肝实质的最佳对比度（图①）位于40keV单能量水平。
（苏 蕾 杨学华）
4.8.2 布加综合征治疗前后血管评估
【病例】
（1）病例摘要 ①病史:患者男性，46岁，2年前患者出现腹胀，双下肢肿胀，未给予治疗，门诊以布加综合征收入院。自发病以来，患者精神可，饮食欠佳，睡眠可，大便正常，体重无减轻。②体格检查:双下肢呈凹陷性水肿，右下肢静脉曲张，腹壁静脉曲张，腹部柔软，无压痛、反跳痛，肝脏及脾脏肋下未触及。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.25、图4.26。
图4.25 治疗前后混合能量图像和单能量图像显示肝静脉及下腔静脉的血管的对比
图4.25（续） 治疗前后混合能量图像和单能量图像显示肝静脉及下腔静脉的血管的对比
注解:图①治疗前51keV单能量MIP图像，能够清晰显示肝左静脉于第二肝门处闭塞，肝右静脉通畅；图②51keV单能量曲面重建图像，显示下腔静脉膈肌处可见条状低密度影，中下段下腔静脉内可见低密度栓子形成，并可见血管壁多发钙化；图③治疗前混合能量图像肝静脉血管显示效果较差；图④治疗后51keV单能量MIP图像，能够清晰显示肝左静脉于第二肝门处闭塞，肝右静脉通畅；图⑤51keV单能量曲面重建图像，显示下腔静脉通畅，中下段下腔静脉内可见低密度栓子较治疗前明显减少，可见血管壁多发钙化；图⑥治疗后混合能量图像肝静脉血管显示效果较差。
图4.26 血管显示所需的最佳单能量水平
注解:通过使用GSI浏览器，我们将ROI置于肝静脉内，将周围正常肝实质作为背景，并避开大血管及脂肪变等异常区域，可获得肝静脉相对于周围肝实质的最佳对比度（图①）。结果发现位于51keV单能量水平。
（苏 蕾 杨学华）
4.8.3 布加综合征门静脉血管显示
【病例】
（1）病例摘要 ①病史:女性，41岁，1个月余前无明显诱因双下肢水肿，无静脉曲张、溃疡及色素沉着，给予利尿剂后肿胀减轻，停药后再次出现双下肢水肿，至今反复出现3次，门诊彩超显示:布加综合征（混合型）:下腔静脉膈肌段膜性闭塞。②专科检查:腹平坦，脐周可见散在腹壁静脉曲张，腹壁无压痛及反跳痛，肝脏、脾脏肋下可触及，双下肢呈凹陷性水肿。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.27、图4.28。
图4.27 混合能量图像和单能量图像对于门静脉血管显示对比
注解:图①40keV单能量MIP图像，能够清晰显示门静脉血管分支；图②40keV单能量VR图像，能够清晰显示门静脉血管，但是血管壁毛糙；图③40keV和70keV相加MIP图像，能够清晰显示门静脉血管分支；图④40keV和70keV相加VR图像，显示门静脉血管壁光滑；图⑤混合能量MIP图像，能够显示门静脉，但是血管内对比剂浓度明显较单能量图像浅淡；图⑥混合能量VR图像，显示门静脉血管效果较差。
图4.28 血管显示所需的最佳单能量水平
注解:通过使用GSI浏览器，我们将ROI置于肝静脉内，将周围正常肝实质作为背景，并避开大血管及脂肪变等异常区域，可获得肝静脉相对于周围肝实质的最佳对比度（图①）。结果发现位于40keV单能量水平（图②）。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂注射采用双流率的方法，即采用三步法进行注射，先分两次注射对比剂，注射速率分别为4.0ml/s、2.0ml/s，第三步盐水注射速率3.0ml/s［1］，对比剂剂量采用1.6ml/kg。
【病案分析】
多层螺旋CT是目前布加综合征（Budd-Chiari syndrome）的最主要的方法之一，但是CT对于该病的显示需要大量的对比剂，将会对病人的肾脏造成很大的负担。分析其原因布加综合征的血流特点之外，还有一个CT技术上的原因不容忽视［2～5］。
以往所使用的常规CT成像为混合能量成像（polychromatic energy imaging），是由一组不同的单光子能量（monochromatic energy）组成的光线束（kVp值）所组成，所以当X射线束穿过人体时，会导致低能量或者称为软射线被滤掉，容易产生线束硬化伪影（beam hardening artifact），导致CT值的“漂移”。
相比之下，能谱CT可以借助高低2种X射线能量（80kVp和140kVp）的高速切换产生2种已知密度的基物质图像（material decomposition image），并通过这2种已知密度的物质密度图像合成所需物质的单能量图像。单能量图像（monochromatic energy image）是在物质基础图像上的一个线性计算过程，随着能量的变化而变化，通过能谱成像的浏览器可提供40～140keV共101种能量的选择［3］，从而满足在不同能量水平下对疾病诊断的需要。通过选择最佳单能量水平的图像我们可以获得显示血管的最佳图像，在我们的病例中，我们发现51keV为显示门静脉血管及肝静脉血管的最佳单能量图像。一般来说高能量时图像的组织对比度较小，而低能量时图像的组织对比度较大，所以一般在低能量水平下能够能清晰地显示血管图像［6］。但是keV过低的时候，图像对比度虽然增大，但是图像的噪声也增大了，影响了图像质量。在40～140keV单能量水平之间，70keV时的图像噪声最低［7］。因此我们将高图像对比度的40keV图像和高图像质量的70keV图像相融合，结合两者的优势，可以获得显示门脉血管的最佳图像。
（苏 蕾 杨学华）
参考文献
［1］郑吟诗，高剑波，杨学华，等布加综合征MSCT血管造影扫描技术优化［J］.实用放射学杂志，2011，27（4）:610-613.
［2］马秀华，吕富荣，尤云峰，等.布加综合征的多层螺旋CT诊断［J］.第三军医大学学报，2008，30（20）:1914-1917.
［3］王翠艳，刘学静，王克，等.多层CT血管成像技术对布加综合征的诊断价值［J］.中国现代普通外科进展，2008，11（3）:255-257.
［4］Schoellnast H，Tillich M，Deutschmann HA，et al.Abdominal multi-detector row computed tomography:reduction of cost and contrast material dose using saline［J］.J Comput Assist Tomgr，2003，27（6）:847-853.［5］Ichikawa T，Erturk SM，Araki T，et al.Multiphasic contrast-enhanced multidetector-row CT of liver:contrast-enhancement theory and practical scan protocol with a combination of fixed injection duration and patients′body-weight-tailored dose of contrast material［J］.Eur J Radiol，2006，58（2）:165-176.
［6］Li-qin Zhao，wen He，Jian-ying Li，et al.Improving image quality in portal venography with spectral CT imaging［J］.European Journal of Radiology.2011，10.（10）363-368.
［7］Lv P，Lin XZ，Chen K，Gao J.Spectral CT in patients with small HCC:investigation of image quality and diagnostic accuracy［J］.Eur Radiol.2012，22（10）:2117-2124.
4.9 胃周动脉血管评估
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:男性，56岁，上腹痛2个月余；胃角慢性炎并中度肠上皮化生。②体格检查:上腹部压痛。③实验室检查:阴性。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.29。
图4.29 混合能量和最佳单能量显示胃周动脉成像的比较
注解:图①混合能量胃周动脉容积再现（volume rendering，VR）图像，胃右动脉（right gastric artery，RGA）、胃左动脉（left gastric artery，LGA）及胃网膜左动脉（left gastroepiploic artery，LGEA）显影浅淡，仅能分辨走行（白箭头所示）；图②同一患者54keV最佳单能量胃周动脉VR图像，相应动脉较混合能量显示清晰。腹腔干（celiac trunk，CA），肝总动脉（common hepatic artery，CHA），肝固有动脉（proper hepatic artery，PHA），胃网膜右动脉（right gastroepiploic artery，RGEA），脾动脉（splenic artery，SA）。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，55岁，上腹不适、食欲缺乏3个月余；慢性胃炎。②体格检查:阴性。③实验室检查:阴性。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.30。
图4.30 CT血管成像对胃周动脉变异的显示及混合能量和最佳单能量胃周动脉成像的比较
注解:图①、图②均为51keV最佳单能量图像，图①显示胃左动脉（LGA）直接发自腹主动脉，图②见副肝左动脉（accessory left hepatic artery，AcLHA）发自胃左动脉（LGA）；肝总动脉（白箭头所示）直接3分叉发出肝左动脉、肝右动脉及胃十二指肠动脉；胃右动脉（RGA）发自肝左动脉。图③为混合能量图像，见胃网膜左动脉（LGEA）远端未显影（白箭头所示）。图④最佳单能量图像，见胃网膜左动脉显示较清晰（白箭头所示）。图⑤⑥:薄层最大密度投影（thin slice maximum intensity projection，TSMIP）图像（两图窗宽、窗位，层厚均相同），⑤为混合能量图像，⑥为最佳单能量图像，可见后者胃左动脉分支及副肝左动脉（白箭头所示）显示较前者清晰。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:男性，64岁，腹痛，食欲缺乏，消瘦2个月余；贲门癌。②体格检查:剑突下压痛。③实验室检查:血清癌胚抗原（carcinoembryonic antigen，CEA）7.10ng/ml（0～5ng/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.31。
图4.31 CT血管成像对胃癌供血动脉的显示及混合能量和最佳单能量胃周动脉成像的比较
注解:图①原始轴位，见贲门胃壁明显增厚。图②、图③、图④TSMIP图像，见胃左动脉（LGA）分支（白箭头所示）及副胃左动脉（accessory left gastric artery，AcLGA）（白箭头所示）远端穿入肿瘤；图⑤、图⑥VR图像，立体、直观显示供血动脉的起源及走行:见副胃左动脉发自肝左动脉；另见肝总动脉直接3分叉发出肝固有动脉、胃右动脉及胃十二指肠动脉。55keV最佳单能量图像（图④、图⑥）较混合能量图像（图③、图⑤）显示清晰。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.8s/r，螺距0.984∶1，扫描层厚及层间距5mm，重建层厚及层间距0.625mm；对比剂注射流率4ml/s，剂量1.5ml/kg；监测腹主动脉内CT值，达200HU时触发行动脉期扫描。
【病案分析】
研究表明多层螺旋CT血管成像（multislice spiral computed tomographic angiography，MSCTA）中胃周动脉（perigastric artery）的显示情况与腹腔干强化CT值有关［1］，为提高成像质量，传统的方法是提高对比剂浓度、剂量及注射流率；但大剂量对比剂的应用可能会导致肾损害的风险增高［2］，注射流率的提高，可能导致对比剂外渗等不良反应［3］。
能谱CT在扫描过程中可以实现80kVp及140kVp两种不同能量射线的瞬时切换，获得101组（40～140keV）单能量图像。物质的CT值取决于其对X射线的衰减，光电吸收效应是碘等高原子量物质衰减X射线光子能量的主要方式，因此碘的CT值随着X射线能量的变化有明显的改变；而软组织主要发生康普顿效应，与物质的原子量及入射X射线的能量无关，因此软组织的CT值随X射线能量的变化不明显。所以在低keV时，含碘对比剂的动脉的CT值明显增高，而周围软组织CT值增高不明显［4］，这可能是最佳单能量MSCTA图像质量高于混合能量的原因。
能谱CT的出现提供了一种在不增加对比剂用量的情况下，提高MSCTA图像质量的新方法。
（姬妮娜 高剑波）
参考文献
［1］唐磊，张晓鹏，孙应实，等.64层CT增强扫描对胃癌患者胃供血动脉的显示［J］.中华放射学杂志，2010，44（3）:288-293.
［2］邹古明，颜红兵.对比剂肾病的诊断与治疗现状［J］.中国介入心脏病学杂志，2005，13（3）:194-196.
［3］孙丛，柳澄，王道平，等.多层螺旋CT低剂量高浓度对比剂腹部血管成像应用研究［J］.放射学实践，2007，22（3）:259-261.
［4］张宗军，卢光明.双源CT及其临床应用［J］.医学研究生学报，2007，20（4）:416-418.
4.10 腹部动脉血管及与肿瘤关系的优化显示
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:女性，79岁，10余天前受凉后出现发热，体温最高达38.8℃，伴上腹痛疼痛，改变体位疼痛无缓解，不伴腰背部放射痛。②体格检查:腹平坦，无胃肠形及蠕动，无腹壁静脉曲张。腹部无压痛，反跳痛及肌紧张。③实验室检查:肿瘤相关抗原19-9＞1 000U/ml（0.01～37U/ml），CA125 83.07U/ml（0.01～35U/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.32。
图4.32 腹腔干及其分支的优化显示
注解:图①、图③40keV单能量图像示:肝右动脉（短粗箭头）及肝左动脉（长白箭头）的远端分支显影良好，比图②、图④混合能量图像显示的结构更清晰。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:因双下肢肿胀，伴乏力2个月入院。②体格检查:腹平坦、柔软，无压痛、反跳痛，肝脾肋下未触及。③实验室检查:肿瘤标记物未见明显升高。术后病理证实为肝细胞肝癌。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.33、图4.34。
图4.33 小肝癌的最佳能量图像与混合能量图像的比较
图4.33（续） 小肝癌的最佳能量图像与混合能量图像的比较
注解:图①动脉期，肝右叶可见一类圆形小病灶，获得显示病灶的最佳单能量水平为52keV（图②）。图③52keV单能量图像显示病灶的对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）为4.5；显著高于混合能量图像（图④）的CNR（2.78）。
图4.34 小肝癌与血管的关系
注解:通过能谱成像浏览器，获得（图①）主动脉显示的最佳单能量水平位于也位于52keV图②。图③容积再现（volume rendering，VR）像可以清晰地显示病灶与肝动脉分支的关系。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:男性，49岁，发现左肾占位半个月，无尿频尿急等排尿症状，无血尿，无发热等全身症状，为求进一步诊治来我院。②体格检查:双肾区及双侧输尿管走行区无明显压痛及叩击痛。耻骨上无隆起，无压痛。③实验室检查:尿酸UA 458μmol/L（200～430μmol/L），尿素Urea 9.56mmol/L（2.2～8.2mmol/L）。术后病理证实为肾透明细胞癌。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.35、图4.36。
图4.35 最佳单能量成像和混合能量成像肾癌的比较
注解:图①显示肾癌的最佳单能量水平下（40keV），其同层主动脉的CT值几乎是混合能量图像（图③）的3倍，所以其容积再现（volume rendering，VR）像（图②）显示肾癌与周围肾组织的关系较混合能量图像（图④）清晰。
图4.36 混合能量图像与单能量图像VR像显示肾癌的比较
注解:图①混合能量图像VR像显示左肾形态完整，未见明确肾占位显示，相比之下图②最佳单能量图像VR像示左肾中下极可见一不规则形占位像外凸起，与左肾动脉分支远端关系密切（图③、图④）。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速4ml/s。
【病案分析】
腹部肿瘤（abdominal neoplasm）是临床常见病，术前对肿瘤情况作全面详细的了解，包括对肿瘤与周围血管关系的了解非常重要，以此作为手术方案制定的参考及判断肿瘤可切除性。众所周知，传统介入血管造影是诊断血管病变的金标准，但其有创，收费高，不能显示软组织等使其难以成为普及的血管检查方法。常规CT横断扫描判断肿瘤与血管的关系会由于容积效应产生假象，单纯用横断面判断血管是否受侵局限性很大。近年开始使用的64层螺旋CT实现了空间分辨率上的各向同性，扫描覆盖范围广，进一步拓宽了腹部CT检查的应用范围［1，2］，但是在一些中小血管的清楚显示方面还存在一定的局限性。
传统多层螺旋CT血管造影的图像质量与血管内碘含量密切相关，影响后者的因素包括碘对比剂注射流率、对比剂剂量与浓度和扫描延迟时间等。以往研究表明［3］，在对比剂剂量固定情况下，对比剂注射流率越快，强化峰值越高。增强对比剂剂量可提高血管强化程度，但不良反应和放射剂量同时提高［4，5］。对比剂注射流率和浓度固定时，准确把握延迟时间成为MSCTA扫描成功的关键。但是由于个体之间存在血液循环时间差异，难以精确掌控扫描延迟时间，常使MSCTA面临失败的风险。
加之，传统常规CT是混合能量成像，所以当X射线束穿过人体时，低能量被滤掉而产生线束硬化伪影，会产生物质CT值的“漂移”，影响图像质量。相比之下，能谱CT采用高低双能瞬时切换产生两组数据同时采样，并在投影数据空间进行解析，故不受自主和不自主运动的干扰，能在准确校正硬化效果的基础上获得准确的能谱图像。通过物质密度图像合成的单能量图像表示单一能量的X射线光子穿过物质后所产生的衰减图像，范围从40keV至140keV，扩展了能谱CT的临床应用。由于在单能量图像上，物质本身的密度决定其衰减系数，故而可以保证同一物质的衰减系数恒定，实现了CT图像的精确重建，提高图像质量。而且还可以通过选择不同能量水平，来满足临床的不同需要。一般来说，低能量水平的X射线穿透力低，图像上组织的对比度增强，但是噪声大；高能量水平的X射线穿透力强，图像上硬化伪影减少，但组织的对比度减弱。通过能谱CT浏览器，可以选择平衡组织对比度与噪声值之间的最佳单能量水平，即最佳keV。因此，在不改变血液循环时间的基础上，能谱CT可以通过技术层面，选择最佳keV图像获得较高的血管与周围结构的对比度并兼顾图像质量，更好的显示动脉，及其分支与血管的关系，从而为临床的诊治提供更多的信息。
（吕培杰）
参考文献
［1］Napoli A，Fleischmann D，Chan FP，et al.Computed tomography angiography:state-of-the-art imaging using multidetector-row technology［J］.J Comput Assist Tomogr，2004，28:S32-45.
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［3］Rubin GD，Dake MD，Napel SA，et al.Three-dimensional spiral CT angiography of the abdomen:initial clinical experience［J］.Radiology，1993，186（1）:147-52.
［4］雷建明，董鹏，全冠民，等.对比剂不同流率对门静脉CT血管成像质量的影响［J］.实用放射学杂志，2010，26（2）:258-261.
［5］付传明，邹建华，陈伦刚，等.对比剂注射方案优化组合在主动脉MSCTA中的探讨［J］.临床放射学杂志，2009，28（4）:581-583.
4.11 血管斑块的检出及成分分析
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①男性，62岁，因血压增高［最高为25.33/14.67kPa（190/110mmHg）］14年，加重1个月入院，自行口服降压药物，血压控制在21.3/12kPa（160/90mmHg），无少尿、血尿，无颜面水肿。②体格检查:无特殊。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.37、图4.38、图4.39。
图4.37 不同单能量水平下血管内斑块成分的检出
注解:动脉期（图①）混合能量图像、70keV单能量图像（图②）及40keV单能量图像（图③）显示主动脉良好，充盈良好，密度均匀，管腔不同区域CT值相差不大。140keV单能量图像（图④）显示主动脉血管前方可见低密度影，CT值（23.13±10.10）HU明显低于邻近等密度区域［（61.91±16.13）HU］。
图4.38 物质密度图像下血管内斑块成分的检出
图4.38（续） 物质密度图像下血管内斑块成分的检出
注解:图①水（碘）物质密度图像显示主动脉血管前方可见类圆形低密度影，但是在图②碘（水）物质密度图像显示主动脉内充盈良好，密度均匀。直方图显示图③该低密度区含水量（绿色）小于邻近等密度区（蓝色），但是碘含量却较高（图④）。考虑该低密度区为内膜下斑块成分，提示为新鲜血栓形成可能。
图4.39 血管内斑块成分的测定
注解:图①动脉期腹主动脉内可见混合斑块，将感兴趣区置于低密度区，发现其能谱曲线（粉色）（图②）与纤维组织接近，提示为纤维成分。图③同一病人，腹主动脉另一层面70keV单能量图像显示主动脉充盈良好，密度均匀，但水（碘）基物质密度图④显示主动脉血管后方可见月牙形低密度影，其能谱曲线（蓝色）（图⑤）明显高于（图①）血管内低密度软斑块区，提示此斑块摄碘量较高，新鲜血栓可能。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，45岁，因患布加综合征行“腔房人工血管架桥术”3年，右腹壁静脉曲张12年。1个月前出现双下肢水肿，并逐渐加重。②体格检查:双下肢色素沉着，呈压缩性水肿。右侧腹壁静脉曲张，腹壁柔软，无压痛和反跳痛。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.40、图4.41、图4.42。
图4.40 人工血管内血栓成分的测定
注解:图①混合能量图像，曲面重建显示人工血管内几乎无对比剂充盈，提示管腔内血栓形成；图②在70keV单能量图像上，选取其中一个层面放置感兴趣区；图③发现随着单能量水平的增加，感兴趣区的CT值越大，提示此处内含脂肪灶。
图4.41 人工血管内血栓成分的分析
图4.41（续） 人工血管内血栓成分的分析
注解:图①70keV单能量图像上，人工血管可见均匀低密度影。碘水物质分离后；图②同一层面碘基物质密度图像显示人工血管内可见条形低密度影；图③将感兴趣区置于此低密度区中；图④发现其能谱曲线走行从低向高，提示内含脂肪。
图4.42 下腔静脉内斑块成分的测定
注解:图①横截面70keV单能量图像显示下腔静脉肝后段可见条形低密度充盈缺损，周边可见条状钙化影。在碘（水）基物质密度图像上，将感兴趣区置于下腔静脉充盈缺损区及背部肌肉内（图②），然后选取另外一个层面，将感兴趣放置于下腔静脉充盈缺损区内（图③），获得三者的能谱曲线图④，发现图②中下腔静脉内斑块的能谱曲线与肌肉的相近，说明此处为血栓成分，且密度较高，为陈旧性，比较稳定。而图③下腔静脉内斑块的能谱曲线明显低于前两者，而且在低keV时曲线下压，提示密度较低，内含脂肪。
病例3
（1）病例摘要 ①女性，46岁，腹胀半个月，布加综合征人工血管架桥术后。②体格检查:无特殊。③实验室检查:肿瘤相关抗原125 53.92U/ml（0.01～35U/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.43、图4.44。
图4.43 混合能量、单能量和物质分解图下血管斑块成分的分析
注解:图①混合能量横截面图像显示血管支架内偏心性低密度影。图②相同层面，70keV单能量图像显示血管支架内偏心性低密度影边界较图①清晰，所致管腔狭窄程度大于图①所示。图③相同层面，水（碘）基物质密度图像显示紧贴支架内壁边缘多发点状低密度影，考虑为内膜下脂质沉积。图④碘（水）基物质密度图像显示血管内对比剂充盈量要小于图①和图②所示。
图4.44 血管斑块成分分析
注解:图①70keV单能量图像显示支架内可见偏心性低密度影，怀疑为脂质沉积。但是图②能谱曲线图像显示与纤维组织接近，提示为纤维成分。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.5s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速3.5ml/s。
【病案分析】
常规CT检查使用造影显示的对比剂填充的管腔的轮廓，提供的有关管壁和病变形态结构的信息是有限的，还会因为由于对比剂的高浓度特点遮盖边缘部位的小病变，影响斑块的检出和成分的分析。
相比之下，能谱CT检出所提供的不同水平的单能量及物质分离功能一方面可以去除对比剂的干扰，显示隐藏于对比剂干扰下的内膜脂质沉积（图4.43）；另一方面还可以根据斑块及对比剂不同能量水平下的吸收能力的差异及物质密度图像上水含量的差异进行区分（图4.37，图4.38），从而达到有效检测斑块的目的。除此之外，能谱CT对于斑块成分的分析，特别是易损斑块的检出具有一定的应用价值。
易损斑块（vulnerable plaque）是指那些不稳定和有血栓形成倾向的斑块，主要包括破裂斑块、侵蚀性斑块和部分钙化结节性病变［1］。Naghavi等［2］给出了易损斑块的组织学定义和标准。主要的标准包括活动性炎症、薄的纤维帽和大的脂质核心、内皮剥脱伴表面血小板聚集、斑块有裂隙或损伤以及严重的狭窄。斑块的稳定性由多种因素决定，它与细胞外脂质池大小、炎症细胞数量呈负相关，与纤维帽厚度呈正相关。因此，脂质池增大，炎症细胞数增多和纤维帽变薄而导致斑块的易损性或者不稳定性。斑块的稳定性更多取决于斑块的组成而非斑块的大小。病理研究表明易损斑块通常是含有一个大的脂质核心（占斑块面积40%以上），表明覆盖薄的纤维帽（＜150μm），有大量的巨噬细胞等炎症细胞的浸润，而平滑肌细胞较少。大量的研究表明，70%～80%的动脉硬化血栓形成是由于轻、中度狭窄的动脉斑块的破裂、继发血栓形成所致。因此早期检测和处理易损斑块对于预防和治疗血管急性事件（动脉硬化血栓形成、血栓栓塞、闭塞）具有重要的意义。
能谱CT对于脂质斑块（lipid plaque）的检出具有一定的特异性，其能谱曲线的走行与其他成分的斑块（如纤维、血栓等）的能谱曲线走行显著不同。而且不同成分的斑块在不同单能量水平下射线吸收能力的不同有助于显示斑块的形态和密度的差异。斑块破裂并不是易损斑块的唯一内容，那些有血栓形成倾向、可能快速进展成为罪犯斑块的粥样病变都属于易损斑块的范畴。血管内斑块在对比剂充盈时无法显示，而其含碘量却显著高于周围血中含碘量，这或许是由于斑块内有裂隙或损失导致对比剂的渗入或由于内皮剥脱伴表面血小板聚集所形成的新鲜血栓可能，而这些都属于易损斑块的范畴。能谱CT尚无法识别局部斑块炎症浸润和活动的情况。
不同的检测手段有不同的特性，相互之间可以互补，能谱CT与其他检测斑块的技术相结合，如有很高的分辨率但穿透性较差的光学相干体层摄影，穿透性较好而分辨率低的血管内超声，共同提高对斑块的更微观、更直接的检测和分析。
（吕培杰）
参考文献
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4.12 血管钙化斑块与对比剂分离
【病例】
病例1
（1）病例摘要 ①病史:男性，58岁，因体检入院进行CT检查。②体格检查:无特殊。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.45。
图4.45 双侧髂总动脉管壁钙化斑块去除
注解:图①70keV单能量图像横截面上，双侧髂总动脉管壁外侧分别可见一点状钙化影（白箭）。经过钙碘物质分离后；图②同一层面，钙基物质密度图像上，相同位置上钙化灶依然可见（黑箭头）。右侧髂总动脉前壁可见一点状高密度影（细黑箭头），此处在单能量图像上未显示。图③碘基物质密度图像上钙化灶（粗白箭头）及点状高密度影（细白箭头）均为低密度影。可以清晰的判断对管腔狭窄程度的影响。
病例2
（1）病例摘要 ①病史:男性，81岁，2个月前，无明显诱因出现食欲缺乏，吞咽困难，恶心，干呕，伴烧心、腹胀、乏力、咳嗽等症状。②体格检查:无特殊。③实验室检查:单核细胞12%（3%～8%）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.46。
图4.46 腹主动脉附壁血肿内外管壁钙化斑块去除
图4.46（续） 腹主动脉附壁血肿内外管壁钙化斑块去除
注解:图①、图④混合能量图像上，腹主动脉血管内壁表面不光滑，可见多发钙化灶，外壁亦可见多发钙化点，内外壁之间可见低密度血肿。图②、图⑤钙（碘）基物质密度图像上，钙化灶呈高密度。图③、图⑥碘（钙）基物质密度图像上，钙化灶呈低密度，对管腔血流几乎未见影响。
病例3
（1）病例摘要 ①病史:男性，62岁，14年前，血压增高［25.33/14.67kPa（190/110mmHg）］无头晕、食欲缺乏，视物模糊等症状，自服降压药后血压控制良好。1个月前逐渐升高，最高达25.33/14.67kPa（190/110mmHg），药物不能控制，为求进一步诊治遂来我院。②体格检查:腹部平坦，无压痛及反跳痛。③实验室检查:无特殊。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.47。
图4.47 腹主动脉管壁钙化斑块去除
注解:图①混合能量图像及图②70keV单能量图像显示腹主动脉血管壁可见钙化斑块，与血管内碘对比剂分界不清，难以判断管腔狭窄程度。图③碘（钙）基物质密度图像上，钙化灶呈低密度，造成管腔轻度狭窄。图④钙（碘）基物质密度图像上，钙化灶呈高密度。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速4ml/s。
【病案分析】
虽然常规CT可以很好的显示血管壁上的钙化斑块，但是由于常规CT是混合能量成像，由一组光子束所组成，所以在经过密度较高的物质（例如:钙）衰减后，低能量的光子比高能量的光子被衰减吸收得更多，容易造成所谓射束硬化效应［1］，而且加之斑块本身对血管管腔的遮盖，这些都给准确评估血管的狭窄程度带来了困难。
以瞬时双kVp为核心技术的能谱CT双能量解析过程是在投影数据空间完成的，因而不受自主和不自主的运动干扰，在准确的硬化效应校正的基础上得到准确的能谱成像。图像空间双能减影与常规混合能一样，采用单一硬化效应的校正。投影数据空间能谱成像对求解到的基物质对的原始数据分别进行准确的硬化效应的校正（hardening correction）（双硬化效应校正），从而有利于获得清晰的图像［2，3］。
能谱CT的物质分离图像（碘-钙分离）不但可以很好地将钙化斑块和含对比剂的血管区分开来，还可以发现血管内的隐性钙化斑块，有利于明确地分辨钙化斑块的范围和严重程度及血管内部的通畅度，极大地提高了测量血管狭窄度的准确性，可以为临床治疗的术前、术后作出精确的评估。
（吕培杰）
参考文献
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4.13 血管支架伪影去除
【病例】
（1）病例摘要 ①女性，46岁，腹胀半个月，布加综合征人工血管架桥术后。②体格检查:无特殊。③实验室检查:肿瘤相关抗原125 53.92U/ml（0.01～35U/ml）。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.48、图4.49。
图4.48 能谱CT成像与混合能量成像血管支架伪影去除的比较
注解:图①混合能量横截面图像上，血管内支架伪影显著，管腔通畅情况难以判断；图②相同层面140keV单能量图像上，血管支架伪影较混合能量减少，管腔显示通畅，但支架伪影依然存在；图③相同层面碘（水）基物质密度图像上，支架伪影明显减少，可以清晰判断血管通畅度。
图4.49 能谱CT血管内支架伪影去除
注解:图①静脉期混合能量、图②70keV单能量成像以及图③140keV单能量成像上，见肠系膜上静脉血管内，不同成分的血管支架（上方金属支架，下方人工血管）连接处伪影显著，无法评估血流通畅情况。图④相同层面，碘（水）基物质密度图像很好的消除了支架伪影的影响，可以清晰的判断管腔通畅良好。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距0.984∶1，重建层厚1.25mm，重建层间距1.25mm；对比剂流速3.5ml/s。
【病案分析】
随着近年来外科技术的发展，体内各种材料的移植物也逐渐增多，但是由于常规CT多以球管作为X射线源，其发出的射线为多色谱射线。当射线辐照病人时，若经过密度较高的物质发生衰减后，低能量的光子比高能量的光子被吸收得更多，故而造成所谓射束硬化效应，最终在致密物体附近产生暗影或条纹影，因此使图像质量明显减低，甚至无法诊断，从而给手术后的疗效判断带来一定的困难［1］。
CT图像上的金属伪影（metal artifacts）与kV值、管电流、螺距有关［2］，kV值越高，X射线穿透金属物的能力越强。增加管电流可以增加X射线穿过金属的能力［3］。降低螺距可增加数据的采集量，从而降低硬化伪影，在其他条件固定的情况下，随探测器排数的增加，放射状伪影随之减少。CT图像的质量也与金属的成分、金属移植物的形状、位置等有关［4］。一般来说，金属的密度越低、对X射线衰减越低，伪影越小。几种常见移植物中，塑料、钛类合金、不锈钢、钴、铬合金的硬化伪影依次增大［5］。另外，伪影的范围也与金属物横断面的面积有关，应尽量将金属移植物长轴垂直于扫描平面，使之产生最小的横断面积，从而减少伪影。
能谱CT可以通过数理的方法将采集数据解析为一系列的单能量图像，即能谱CT成像可以克服传统CT混合能量图像的缺陷，将复杂的X射线衰减线性化，克服图像硬化伪影，从而降低或者消除体内金属移植物硬化伪影。能谱CT采用双kVp技术（80kVp和140kVp）能够得到单能量的图像是基于任何一种组织的吸收都可以由相应比例的基物质对组合来表示。通常选择衰减高低不同的物质组成基物质对，水和碘就是常用的医学成像组合。以水和碘作为基物质对，组织在某种单能量下的CT值可以通过两组kVp的数据就可以得出。根据高低能量的原始数据求解出用于基物质对图像重组的两组原始数据（碘一水），然后进一步得到基物质对（basis material pair）的图像，最后根据相对应的已知的基物质的吸收曲线计算出特定水平的单能量图像（keV）［6］。水和碘的密度和X射线的能量无关，因此在能谱成像中，通过求解基物质对密度值就可以求解CT值。通常CT扫描所应用的kVp是给予了一个很宽的范围，而keV则是X射线的固定单能量值，可以人为提高单能量水平值，加强X射线穿透金属物的能力，从而有效减少金属伪影，但是就本组病例，升高单能量水平降低伪影的效果并不显著，相比之下，通过碘-水物质分离，在获得的碘基物质密度图像却可以有效地减少金属支架的伪影，而且还可以简易地区分金属支架和人工血管，这或许和支架的成分相关，但是具体的作用原理还有待进一步考证。
（吕培杰）
参考文献
［1］Lee MJ，Kim S，Lee SA，et al.Overcoming artifacts from metallic orthopedic implants at highfield-strength MR imaging and multi-detector CT［J］.Radiographics，2007，27（3）:791-803.
［2］邵军明，徐晓东，孔军.CT成像质量影响因素综述［J］.CT理论与应用研究，2006，（03）:61-67.
［3］Robertson DD，Weiss PJ，Fishman EK，et al.Evaluation of CT techniques for reducing artifacts in the presence of metallic orthopedic implants［J］.J Comput Assist Tomogr，1988，12（2）:236-241.
［4］Douglas-Akinwande AC，Buckwalter KA，Rydberg J，et al.Multichannel CT:evaluating the spine in postoperative patients with orthopedic hardware［J］.Radiographics，2006，26Suppl 1:S97-110.
［5］White LM，Buckwalter KA.Technical considerations:CT and MR imaging in the postoperative orthopedic patient［J］.Semin Musculoskelet Radiol，2002，6（1）:5-17.
［6］林晓珠，李卫侠，朱延波，等.宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用［J］.诊断学理论与实践，2010，（02）:155-160.
4.14 直肠占位与血管的关系
【病例】
（1）病例摘要 ①病史:男性，21岁，因大便带血10年，排便困难半年入院，发病以来，饮食量可，小便正常，大便减少。②体格检查:肛门指检发现距肛门4cm可触及一菜花样肿块，肿瘤近端不能触及，肿瘤质硬，边缘不清，活动性差，无触痛、压痛，指套退出见暗红色血迹。③实验室检查:肿瘤标志物未见明显增高，大便生化检出未见明显异常。
（2）能谱CT检查图例 参见图4.50、图4.51、图4.52。
图4.50 直肠占位CT横断面图像及病理图像
注解:图①、图③动脉期CT横断面及冠状面上显示直肠壁不规则显著增厚，肠腔狭窄，血供丰富；图②手术切除后可见肿物大小为8cm×4cm×3cm，切面灰白质硬，肉眼观浸润全层；图④病理结果显示为直肠中分化腺癌。
图4.51 最佳单能图像和常规混合能量图像显示直肠癌与血管的关系
注解:图①动脉期，最佳单能图像（51keV）显示直肠癌与血管的关系较图②常规混合能量图像更明确，远端分支血管显示更清晰。
图4.52 最佳单能条件下动脉期、静脉期及两期融合图像
注解:将最佳单能51keV条件下，动脉期与静脉期的图像进行融合，综合观察直肠癌与血管的关系。
【扫描方案】
采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.6s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，层间距0.625mm，对比剂流速3.5ml/s。
【病案分析】
直肠癌（rectal cancer）是由直肠组织细胞发生恶变而形成，是胃肠道中常见的恶性肿瘤，发病率仅次于胃和食管癌，是大肠癌的最常见部分（占60%左右）。40岁以上男性多见，男女之比为（2～3）∶1。直肠癌是一种生活方式病，随着生活质量的提高，直肠癌的发病率逐年增加。因此关于直肠癌的诊断及治疗的研究是非常重要的课题。手术切除是治疗直肠癌的主要方式，明确肿瘤的TNM分期及与供养血管的关系有利于手术方式的合理选择，从而影响患者的预后。
常规CT对直肠癌癌肿的部位，大小以及与周围组织的关系，淋巴及肝转移的判定有一定价值。但因其是混合能量成像，即由一组不同的单光子能量组成的光线束（kVp值）所组成，对已合成的图像无法再进行能量变化的调节，所以对直肠癌供养血管的显示有赖于扫描条件及自身循环等，应用有一定局限性。相比之下，能谱CT却可以借助能谱成像浏览器产生40～140keV共101种能量进行选择，从而从中产生显示血管的最佳单能量图像。一般来说高能量时图像的组织对比度较小，而低能量时图像的组织对比度较大［1，2］。我们发现，最佳单能量图像（optimal monochromatic energy image）产生的VR像较常规混合能量图像产生的VR像显示血管系统密度要高，而且对远端细小血管显示更为清晰明确。而且通过动脉期和静脉期VR图像的融合成像，可以综合观察肿瘤与动静脉血管的关系。从而为临床医生更好的手术切除治疗提供依据。
（吕培杰）
参考文献
［1］Riederer SJ，Mistretta CA.Selective iodine imaging using K-edge energies in computerized x-ray tomography［J］.Med Phys，1977，4（6）:474-481.
［2］Rutt BK，Cunningham IA，Fenster A.Selective iodine imaging using lanthanum K fluorescence［J］.Med Phys，1983，10（6）:801-808.
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