1、宝石能谱宝石能谱CT临床应用临床应用刘士辰刘士辰宝石宝石CT是超高端是超高端CT的一种的一种有别于其他CT的重要功能：1、低剂量，自适应性统计迭代算法。2、心脏高分辨模式及SSF（冻结技术）3、动态500排，实现了全脏器的灌注及4D扫描4、能谱，宝石CT的最重要的功能宝石宝石 CT Low Dose口诀：1、相同剂量使用ASIR提高图像质量2、相同图像质量使用ASIR减少剂量宝石心脏高分辨及宝石心脏高分辨及SSFCase冠脈支架及斑塊冠脈支架及斑塊LAD-stent支架內再阻塞Comparison:HDCT Vs.Non HDCTStent-High Definition ImagingNon
2、 CT 750CT 750plaque and stent Non CT 750CT 750104112bpm8291bpm高心率高心率SnapShot Freeze Conventional Recon SnapShot Freeze99-101 bpm Halfscan FBP ReconSnapShot FreezeSnapShot Freeze90-96 bpm Conventional recon SnapShot Freeze SnapShot Freeze78-79 bpm Volume Helical Shuttle(VHS)Use this procedure for pre
3、scribing a Volume Helical Shuttle acquisition.Volume Helical Shuttle(VHS)mode is a repetitive helical scan mode where the table continuously moves back and forth across the prescribed area providing data that has temporal sampling information for each pass.With this temporal sampling information,dat
4、a can be processed to create time resolved CT angiography of the head,neck,and body as well as perfusion studies.Volume Helical Shuttle is different from normal helical imaging in that data is collected during acceleration and deceleration of the table.4D CTA scan range is 110 to 312.5 mm.For perfus
5、ion studies,temporal sampling should not exceed 3.2 seconds,as there can be error present in the data when processed by CT Perfusion.For perfusion in the head,scan range is 110 to 120 mm.For perfusion in the body,scan range is 110 to 140 mm.Initial reconstruction is limited to 5 mm slice thickness w
6、ith 10 mm interval.Contiguous data at desired slice thickness must be created in Retro Recon.ASiR can be used when acquiring data for 4D CTA.GSI GSI Gemstone Spectral ImagingGemstone Spectral Imaging宝石能谱宝石能谱CT能量能量(CTE,CT Energy)0 0电子输出强度120 kVp60Kev80Kev40Kev20Kev100Kev 120Kev 1、能量是X线本身具备的物理特性，也是X线成
7、像的物理基础；2、CT可以发射两种高低能级的X线，得到两种不同混合能量图像，利用计算机成像的原理得到两种能量级(80和140kV)的图像信息。混合能量图像，能量不均匀，出现硬化伪影混合能量图像，能量不均匀，出现硬化伪影 CT值误差大值误差大 扫描后密度对比固定，组织扫描后密度对比固定，组织CT值无法调整值无法调整什么是CT能谱？把把 x 线能量分开线能量分开 不同的能量用于不同的诊断目的不同的能量用于不同的诊断目的Number 1CT能谱能谱(CT Energy Spectrum,CTES)Photon Energy(keV)0012345x 106140KVP X-ray SpectrumI
8、ntensity 20406080100120140Photon Energy(keV)0012345x 106140KVP X-ray SpectrumIntensity 20406080100120140 得到得到40-140keV的单能量图像的单能量图像 感兴趣区用能谱曲线去观察分析感兴趣区用能谱曲线去观察分析 明确特定物质的特征，进行物质分离并测量含量明确特定物质的特征，进行物质分离并测量含量怎么得到CT能谱？把把 x 线能量分开线能量分开 不同的能量用于不同的诊断目的不同的能量用于不同的诊断目的Number 2GSI扫描扫描80kV于140kV快速切换 不增加扫描时间不增加扫描时间
9、不增加患者射线剂量不增加患者射线剂量GSI后处理（GSI viewer）能谱CT的临床价值是什么？Number 3单能量图像能谱曲线物质定量与分离123 有效原子序数4宝石能谱的临床应用宝石能谱的临床应用提高图像质量提高图像质量检出等密度或小病灶检出等密度或小病灶优化动脉成像优化动脉成像静脉成像静脉成像去除伪影去除伪影能谱工具能谱工具1 1：单能量图像：单能量图像提高图像质量提高图像质量传统图像70keV检出等密度或小病灶检出等密度或小病灶70keV混合能量50keV低keV有助于提高图像对比度，清晰显示病灶50Kev低keV有助于提高图像对比度，清晰显示病灶常规 CT 图像能谱CT 图像DS
10、A肝硬化有没有癌性结节存在？常规CT图像栓塞旁肿瘤情况如何？能谱CT图像 动脉期 门脉期手术病理证实为胰岛素瘤混合能量图像70Kev图像50Kev图像CN1.260.051.340.041.660.06CNR3.720.525.200.589.340.92噪 声5.790.165.000.137.420.21图像评分1.440.102.900.102.460.08检出病灶268枚306枚316枚病变检出率的比较研究单能量图像 vs.混合能量图像早期肿瘤检出率比常规检查提高早期肿瘤检出率比常规检查提高25优化动脉成像优化动脉成像静脉成像静脉成像单能量图像能够提高对比度，提高静脉显像结肠癌，常规图
11、像少许显示肿瘤供血动脉，50Kev图像清晰显示肿瘤供血，并显示出肿瘤引流静脉。动脉期，50Kev图像观察，肝动脉、肠系膜上动脉、胃十二指肠动脉及肋间动脉均参加供血，为下一步治疗方法的选择提供了重要依据。下肢动静脉右下肢肿胀一周（动脉检查未见异常）常规图像55keV图像GSI静脉检查，常规图像血管显示欠佳，55keV图像见右下肢深静脉迂曲，提示曲张近端血流不畅。55keV MPR图像，见小腿静脉内多发栓子静脉期，选择低Kev清晰显示静脉引流血管。去除伪影去除伪影病史：脑动脉瘤破裂已于3年前行颅内弹簧圈植入术，现突发昏迷。CT平扫：显示蛛网膜下腔出血，疑再发脑动脉瘤破裂？层厚：5mmKv：140m
12、A:260Rotat:1s去除金属伪影去除金属伪影由于弹簧圈的金属伪影影响，普通CT无法发现被掩盖的新病灶，诊断困难利用能谱CTA去除金属伪影，揭示出血原因：动脉瘤再发后破裂Yellow arrow-coil Red arrow-aneurysmCT动脉造影DSA证实：动脉瘤位于左颈内动脉分出左后交通动脉处动脉导管造影未使用MARS使用MARS140Kvp140Kev人股骨头置换术后现病史：术后患者不明原因高热，临床怀疑周围脓肿？CT检查：通常CT检查受金属伪影干扰，无法满意观察。能谱MARS技术，发现在右侧髋关节周围液性密度影包裹诊断脓肿。穿刺抽液证实。膝关节置换术后GSI+MARS QC图
13、 70kev 93kev病例 2 M/52Y 右髋关节置换术后1月QC 组组 图图 像像 140keVMono 组组 图图 像像 140keVMars 组组 图图 像像某些特定组织有特定曲线某些特定组织有特定曲线相同组织有相同曲线相同组织有相同曲线不同组织结构曲线不同不同组织结构曲线不同能谱工具能谱工具2 2：能谱曲线：能谱曲线鉴别诊断鉴别诊断错构瘤肺癌同源性分析同源性分析淋巴瘤-同一病人不同部位淋巴结评估颈部淋巴结纵隔淋巴结肺门淋巴结脾脏淋巴结同一病人同源肿瘤Kev曲线具有较好的一致性684300肾脏透明细胞癌和乳头状肾细胞癌物质碘定量测定可反映物质碘定量测定可反映组织或病变的血供特点组织或
14、病变的血供特点碘定量能谱工具能谱工具3 3：物质定量与分离：物质定量与分离亚段栓塞亚段栓塞核医学显示灌注减低区常规CT未见异常能谱碘定量发现灌注减低区无栓子肺梗塞临床资料：女性，77y,DVT。突发胸部疼痛入院检查。ROI碘含量mg/cc标准差患侧1.260.98健侧5.172.07 射频消融术后射频消融术后 术前术前术后术后体积变大体积变大 术前碘值：术前碘值：1.030.38 mg/cc术后碘值：术后碘值：0.30.31 mg/cc病例4 肝癌射频术后复查肝癌射频术后复查，动脉期病灶内密度不均，有高密度；门脉期密度降低。有无复发不易鉴别。动脉期及门脉期碘基图像，均未见病灶内部碘的沉积，病灶
15、内碘测量均接近零。因此考虑射频术后效果良好。病灶内密度不均考虑液化坏死及出血。痛风结节融合像 70keV/Uric AcidMD 尿酸像MD 钙基像物质浓度分布图（尿酸）70keV/VOI临床价值GSI有助于鉴别痛风和假性痛风痛风由于尿酸结晶体沉积在人体组织所致假性痛风是由于磷酸钙盐沉积所致如果在关节内不进行针刺活检无法评估尿酸结晶存在.MD 尿酸盐成像提示痛风或者假性痛风存在，并加以鉴别Images Courtesy of Dr.Amy Hara Mayo Clinic,Scottsdale Az物质分离像尿酸钙血管造影像血管造影像MD Iodine65 keV物质分离像碘钙能谱工具能谱工具
16、4 4：有效原子系数：有效原子系数（Effective-Z Value)MD Water image categorized stone as calcium based and effective-z(atomic number)value was around 14 which is suggestive of Calcium oxalate Monohydrate(COM)肾结石成份鉴别Kidney Stone Characterization70keV Effective_ZEff_Z Histogram70keV Effective_Z70keV Effective_Z70keV E
17、ffective_ZMD Water(Calcium)CompositionOccurrenceOn KUBOn CTHUCompositionEff.ZCalcium Oxalate Monohydrate(COM)40-60%Radio-opaqueRadio-opaque1700-2800CaC2O414.37Calcium Oxalate Dihydrate(COD)40-60%Radio-opaqueRadio-opaque1700-2800CaC2O4.2H2O15.36Hydroxyapatite(Calcium phosphate)20-60%Radio-opaqueRadio
18、-opaque1200-1600Ca5(PO4)3(OH)14.59Brushite2-4%Radio-opaqueRadio-opaque1700-2800CaHPO4.2H2O14.12Uric Acid5-10%Radio-lucentRadio-opaque200-450C5H4N4O3.6.92Struvite5-15%Radio-opaqueRadio-opaque600-1100(NH4)MgPO46H2O)9.72结石分类Calculi TypesEff.Z data courtesy Dr.D Sahani单能量图像能谱曲线物质定量与分离基物质图能谱平台四大工具123高清晰的
19、图像去除金属伪影更好的检出病变更好显示病灶内部特征能谱曲线可以反应组织器官和病变的特点和规律物质定量测定能反映组织或病变的血供特点 有效原子序数4有效原子序数能反映组织或病变的物质组成CT 120 kVp能谱能谱4大工具总结大工具总结 45keV130keV1、单能量、单能量2、能谱曲线、能谱曲线3、物质分离及定量?Fat(Water)Iodine(Water)4、有效原子序数Freedom 宝石CT在心脏中的应用 刘士辰CT applicationConventionalAngiography(CA)64 row CCTAIVUS w/radio-frequency backscatter
20、analysisProspective Validation of Standardized 3-Dimensional,Quantitative Coronary Computed tomographic plaque measurements using radiofrequency backscatter intravascular ultrasound as reference standard in intermediate coronary arterial lesions;Voros,S.et al.JACCCV Intev 2011 3333-21%+104%+39%Calci
21、um blooming leads to:104%calcified plaque volume 21%minimal luminal diameter 39%diameter stenosis Calcified plaque:Atlanta 1 studySECT:120 kVp40 keV50 keV60 keV70 keV80 keV90 keV100 keV110 keV120 keV130 keV140 keV130 keV120 keV110 keV100 keV90 keV80 keV70 keV60 keV50 keV40 keV40 keV50 keV60 keV70 ke
22、V80 keV90 keV100 keV110 keV120 keV130 keV140 keVDECT:40keV to 140keVGSI cardiac:Case showing lumen visualization with monochromatic imaging 40 keV50 keV60 keV80 keV70 keV100 keV120 keV140 keVSECT 120 kVpImages Courtesy Dr.Earls Fairfax RadiologyGSI cardiac:Case showing lumen visualization with monoc
23、hromatic imaging HAP*(Iodine)Iodine(HAP*)Images Courtesy Dr.Earls Fairfax Radiology*GSI is delivered with a base set of materials from the NIST database and is engineered for the capability to add other material from this database.Currently,HAP is not included on the scanner/viewer as one of the mat
24、erials,but can be loaded by the user following instructions in the GSI Viewer User Manual.Calcium FREEdom:Designed to enhance vessel visualization HU Spectral CurvesMD Scatter PlotsPlaqueLumenCalciumImages Courtesy Dr.Panse,MayoHorizon FREE:GSI cardiac Plaque material composition LAD soft plaque wit
25、h distal calcium,is there any fatty core inside?Plaque characterizationL1&L2 look like soft plaque and water concentration are similar.L1:-61.75HU at 70Kev-7.25*0.1mg/cm3 at iodine concentrationL2,L3:both HU and Iodine concentration are positive number;L1s HU curve is opposite slope comparing with o
26、ther ROIs,and similar with fats.Segmented Iodine overlayMonochromatic image showing stenosed vessel Monochromatic VR with stenosis and dependent perfusion deficit Monochromatic 70keV showing deficitHorizon FREE:GSI cardiac perfusion High grade LAD stenosis w/perfusion defect consistent w/ischemia 12
27、3123ROIRestStress13.1 mg/cc4.0 mg/cc21.8 mg/cc3.2 mg/cc32.7 mg/cc4.2 mg/ccIodine material density for accurate perfusion quantitationRest perfusionStress perfusionImages courtesy J Leipsic MD,St Pauls HospitalPerfusion defects have less iodine uptake vs.healthy tissue GSI cardiac perfusion Rest/stress cardiac perfusion exam quantitative iodine images 宝石能谱是CT应用史上的革命谢谢您的聆听！谢谢您的聆听！
