光子计数CT在腹部疾病评估中的价值

原创 赵喜同学 XI区

光子计数计算机断层扫描（PCCT）在医学影像领域已经临床应用几年，其在诊断能力方面取得了有希望的进展，特别是在腹部成像方面。本文探讨了PCCT在腹部成像中的潜在应用，分析了该技术如何在临床环境中提高诊断准确性、优化辐射剂量管理和改善患者护理。

光子计数CT简介

PCCT是一种先进的影像技术，与传统CT不同，它使用的光子计数探测器可以测量单个光子的能量，使每次扫描时能够获取光谱信息。能够直接将光子转化为电信号，而无需转换为可见光及其相关的物理栅格，并且能够区分不同光子能量，这使得PCCT具有很多优势，包括提高空间和对比度分辨率、降低图像噪声以及减少辐射剂量。更多内容参见XI区：；。

改进的空间分辨率

增强的空间分辨率是PCCT的一大特征，提供了前所未有的腹部成像细节。这种增强的分辨率使得可以可视化微小的解剖结构和可能在传统CT扫描中被忽视的微妙病理变化。细微的细节可能提高小病变的检测和特征化，例如早期肿瘤、血管异常或轻微的炎症变化。例如，在评估胰腺囊肿时，PCCT可以显示通常微小的胰管内乳头状粘液瘤（IPMN）与主胰管的连接，可能免去后续成像确认IPMN诊断的需要。

采用高空间分辨率协议的新用户需要注意，适当的视野和重建核的选择是充分利用更高空间分辨率的必要条件。整体体素大小由重建视野和卷积核选择决定，影响重建矩阵的大小。

然而，增强的空间分辨率也会生成每次扫描大量的图像。尽管这种全面的数据可以提高诊断准确性，但它引发了在PACS中“图像超载”的争议。放射科医师面临着从单次PCCT扫描中筛选数千张图像的挑战，这可能非常耗时，并可能导致诊断疲劳。数据量的庞大要求周到的协议设置，以最小化发送到PACS的序列数量，同时为每种成像协议提供最佳的诊断选项。人们担心，如果没有这样的限制，增加的工作负担可能导致阅读时间延长、压力增加以及忽视的可能性，从而抵消更高分辨率带来的好处。平衡改善空间分辨率的优势与临床工作流程的实际问题仍然是一个关键问题。将PCCT流畅整合到现有系统中，以及为放射科医师提供强有力的培训和支持，将是缓解这些挑战并充分发挥PCCT潜力的关键。

改进的对比度分辨率

除了提高空间分辨率外，PCCT还改善了对比度分辨率，这在腹部成像中尤其具有优势，尤其是在体型较大的患者中，特别是当与适当选择的迭代重建强度结合使用时。每次扫描更好地利用低能光子的信息，提高了不同类型软组织和其他材料之间的区分能力，这些材料的特定能量衰减特征不同。例如，在评估肾脏肿块时，PCCT具有高准确性，可以区分简单囊肿、复杂囊性病变和实体肿瘤。在一项针对24名von Hippel-Lindau突变患者的小规模研究中，PCCT与MRI在肾脏肿块特征化方面表现相当。

图1在一名19岁、BMI为80 kg/m⊃2;并有胃痛的患者中，A)展示了在PCCT（西门子NAEOTOM Alpha）中，门静脉（红箭头）的图像对比度有所改善，B)则为4个月前的EID CT。PCCT在140 kVp（显示为67 keV）下获取，CTDIvol为21 mGy。EID CT在120 kVp下获取，CTDIvol为38.2 mGy。两次获取均在注射100 mL碘造影剂后的门静脉相位进行，且显示在相同的窗中心：36 HU，宽度：360 HU。

图2：76岁女性的肾结石。A)展示了一张来自PCCT（西门子NAEOTOM Alpha）图像，CTDIvol为9.9 mGy，B)展示了两个月前在EID-CT下拍摄的相同结石，CTDIvol为22.6 mGy。在这位BMI为35.8 kg/m⊃2;的患者中，辐射剂量减少了56%。

减少对静脉对比剂的需求

PCCT的另一个显著优势是其降低对静脉对比剂需求的潜力，这得益于其提供的更高内在图像对比度。尽管被认为风险较低，使用对比剂仍可能带来并发症，包括对比剂诱发的肾病和过敏样反应。

PCCT的增强灵敏度使得可以用较少量的对比剂获得高质量图像。在腹部成像的背景下，减少对对比剂的依赖对于评估慢性肾病患者或需要多次随访扫描的患者尤其有价值。通过最小化与使用对比剂相关的风险，PCCT提高了患者安全性，并扩展了可以进行高质量腹部成像的患者范围。

先进的组织特征化

PCCT提供的详细光谱信息在组织特征化方面具有重要优势。在腹部，许多成像协议仍然要求多期增强采集，这在此情况下尤其有价值。虚拟平扫图像已被证明与真实平扫图像相比，在腹部成像中是可靠的。

在评估肝脏疾病（如脂肪肝）时，PCCT可以提供关于组织成分的定量数据。这使得能够非侵入性地评估肝脏状况，可能减少侵入性程序（如肝活检）的需求。对肝脂肪变的定量评估在管理慢性肝病患者时非常重要，因为它使得能够监测疾病进展和对治疗的反应。

在评估肾上腺肿块时，PCCT可以用于区分腺瘤和恶性肿瘤，尤其是在偶然发现病变的情况下。PCCT的光谱数据可以增强组织特征化，包括提供脂肪分数测量，有助于更准确的诊断和适当的管理。

图3：65岁女性的囊性肾病变。A)展示了在PCCT（西门子NAEOTOM Alpha）下拍摄的囊肿（红箭头），CTDIvol为7.9 mGy；B)为五个月前在EID CT下拍摄的图像，CTDIvol为12.5 mGy，辐射剂量几乎减少了38%（两幅图像均显示在窗中心：36，窗宽：360）。C)展示了由PCCT生成的碘图，其清楚地显示囊性病变中没有碘摄取（红箭头；0 mg/mL），而EID生成的碘图则图像噪声较大，无法排除少量囊内碘（0.5 mg/mL）。

优化的辐射剂量管理

辐射剂量管理是腹部成像中的一个关键考虑因素，特别是对于需要频繁随访扫描的患者，例如慢性肝病或炎症性肠病患者。PCCT在这方面提供了显著优势，因为它可以在优化扫描设置的情况下，以较低的辐射剂量获得高质量图像。

光子计数探测器的精确能量区分能力使得更有效地利用X射线成为可能，从而减少了获得诊断质量图像所需的辐射量。尽管大多数研究显示，PCD CT的辐射剂量低于EID CT，但最近的一项单中心腹部CT辐射剂量暴露研究发现，与进行EID CT扫描的类似人群相比，在进行PCCT的腹部CT中获得了更高的图像质量，代价是增加了辐射剂量暴露。这一发现需要进一步探讨如何优化扫描设置中的图像质量设置，以提高辐射剂量的效率，因为不当的协议设置可能会对辐射剂量指标产生意想不到的影响。为了正确比较不同扫描系统之间的图像质量，影响辐射剂量的设置需要标准化，并在试点人群中显示出良好的结果。

增强的诊断准确性

PCCT在腹部成像中的一个潜在好处是其增强诊断准确性的能力。光子计数探测器获取的光谱信息允许更好地进行组织特征化和区分。这在腹部尤其有价值，因为在传统CT扫描中，器官和组织的衰减特性往往相似。

例如，在评估肝脏病变时，PCCT可以提供详细的光谱数据，有助于区分良性和恶性病变。肝血管瘤、局灶性结节性增生和肝细胞癌在传统CT上常常呈现重叠的影像特征。然而，PCCT的光谱能力可能通过虚拟单色重建、碘图和脂肪分数测量来改善病变的检测和特征化，从而有助于更准确和更有信心的诊断。

图4：在一名因跌倒而导致皮下血肿的72岁女性中，A)和C)的PCCT清楚地显示了皮下血肿中的活动性出血聚焦（红箭头），A)为标准图像，C)为相应的碘图。B)和D)为在EID CT上以双能模式进行的先前创伤CT，但其双能覆盖有限（白箭头）。这排除了在B)的碘图覆盖D)中未能显示出活动性渗出（红箭头）聚焦的可能性。

精简的诊断工作流程

PCCT提供的详细光谱信息可以简化腹部成像中的诊断工作流程。在一次扫描中获取的综合数据，无需事先指定光谱获取，可以减少额外成像研究的需求，从而节省时间和资源。

在急诊环境中，快速和准确的诊断至关重要，PCCT可以加快诊断过程。例如，在急性主动脉综合征患者中，PCCT可以简单地在对比相位进行扫描，虚拟平扫图像提供对比图像，并能够检测到壁内血肿。在急性出血的情况下也具有类似的即时诊断能力。一次扫描中获取全面数据的能力可以促进快速诊断和治疗，提高患者的预后。

此外，在肿瘤成像中，PCCT有潜力增强腹部恶性肿瘤的分期和监测。详细的光谱信息，可能结合新型对比剂和纳米颗粒，可以帮助评估肿瘤范围、淋巴结受累和对治疗的反应。这可以简化诊断和治疗过程，使患者管理更高效、更有效。

未来方向与临床实践的整合

随着PCCT技术的不断发展，其在临床实践中的整合为腹部成像的未来带来了希望。持续的研究与开发可能会带来探测器技术、图像重建算法和临床应用的进一步改善。

在临床实践中采用PCCT将需要放射科医师、技师和医学物理学家之间的协作，以优化成像协议和工作流程。对PCCT的使用及光谱数据的解读进行教育和培训对于最大化这种技术的好处至关重要。

在腹部成像的背景下，未来的研究可能会集中于探索新应用和完善现有应用。例如，研究PCCT在评估炎症性肠病、评估肝脏疾病、特征化复杂腹部肿块，甚至在一次扫描中应用多种不同对比剂的潜力，可能会进一步增强其在临床实践中的实用性。

光子计数CT代表了腹部成像的重大进展，提供了增强的诊断准确性、优化的辐射剂量管理、改善的对比分辨率以及减少对静脉对比剂的需求。每次扫描提供详细的光谱信息的能力，有潜力进一步优化腹部成像，简化诊断工作流程并改善患者护理。

原标题：《光子计数CT在腹部疾病评估中的价值》

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