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雙能量CT（DECT），有時也稱能譜CT，光譜CT，是一種先進的CT技術，分別獲取高能和低能X射線數據，以便能夠對表現出不同能量依賴性X射線吸收行為的物質進行材料表徵應用。DECT支持各種在常規臨床CT成像中增加價值的後處理應用，包括使用兩種和三種材料分解算法，虛擬單能成像和其他材料表徵技術的材料選擇性和虛擬平掃圖像。來自布列根和婦女醫院，哈佛大學醫學院，拉希醫院和醫療中心，塔夫茨大學醫學院以及西門子醫療的學者發表文章，討論了雙能量CT臨床常規應用的價值，今天我們一塊來學習一下。
Sodickson A D , Keraliya A , Czakowski B , et al. Dual energy CT in clinical routine: how it works and how it adds value[J]. Emergency Radiology, 2020(552).
雙能量CT的原理
傳統的CT使用單一的x射線能譜獲取數據，並創建患者體內組織x射線衰減的橫截面圖。CT值以Hounsfield單位（HU）測量，取決於體素的線性衰減係數，而體素的線性衰減係數又取決於材料的質量衰減係數和材料的密度。這使得傳統的CT成像無法確定具有相似整體衰減的體素內的物質成分，即使所含物質非常不同（例如碘與鈣）。
了解峰值千伏（kVp）和千電子伏特（keV）之間的區別是很重要的。回顧術語，kVp是指施加在x射線管的陰極和陽極之間的峰值千伏。
電子通過這個電壓差被加速，對於120kVp掃描，可以獲得最大120keV的動能。當這些電子撞擊陽極時，這種動能被轉換成x射線光子和熱，從而產生多色x射線光譜，其最大x射線能量為120keV，x射線能量的廣泛分布於低於此最大能量的範圍。目前用於臨床的CT掃描儀都是利用這種多色x射線光譜進行圖像採集的。
由於光電吸收和康普頓散射的特殊組合，不同材料表現出不同的能量依賴性x射線吸收行為。康普頓散射在很大程度上依賴於電子密度，而不依賴於原子序數。相反，光電效應隨原子序數的增加而增加。
在光電效應中，x射線被吸收並從最內層的k殼層中射出一個電子。這導致隨著x射線能量增加到k殼層結合能以上，x射線吸收大幅度增加。碘的k-edge能量（略低於x射線光譜的平均能量）位置良好，這使得它不僅是一種有效的CT對比劑，而且還是DECT應用的主要目標，因為隨著x射線能量的降低，光電效應導致更大的相對衰減。
圖1顯示了不同材料的特徵x射線吸收行為與x射線的關係能量。為了區分使用DECT的材料，必須滿足以下基本條件：（1）材料必須具有本質上不同的x射線吸收行為，作為x射線能量的函數，（2）必須有足夠的「光譜分離」所獲得的高能量和低能量數據，以揭示這些潛在的差異。
圖1 人體內不同材料的能量依賴性x射線吸收行為，用低（y軸）和高（x軸）能量x射線譜繪製為HU值。水和空氣分別被校準為0和-1000 HU（與kVp無關），因此與身體中的許多軟組織一樣處於一致線上。碘和鈣（低能和高能圖像上的黃色和紅色線以及感興趣的區域）在低能時顯示出較高的HU值，隨著其濃度的增加，測量的衰減隨著其特徵斜率的增加而增加，脂肪（紫色）和尿酸（淺綠色）的「雙能比」低於一致線，因為它們在較低的x射線能量下表現出較低的衰減。任何實質上遠離標識線的材料都是DECT材料表徵技術的良好目標。
CT製造商開發了不同的方法來獲取DECT應用所需的高能量和低能量數據。本文中使用的示例是在雙源SOMATOM Definition Flash掃描儀（Siemens Healthcare, Forchheim, Germany）上創建的，因為這是我們在急診放射科中安裝的掃描儀。雙源雙能掃描儀包含兩個x射線管和匹配的探測器陣列。一隻球管以70-100的低kVp運行，另一隻球管以140-150的高kVp運行，並添加錫濾過。Tin濾波器減少了高能譜的低能部分，從而減少了與低能譜的重疊，以改善能譜分離和雙能結果。西門子還開發了單源雙能掃描儀，通過在z方向用錫過濾一半x射線錐束（以減少光譜的低能部分）和另一半用金過濾（以減少光譜的高能部分）來實現光譜分離。通用電氣（GE Healthcare，Waukesha，Wisconsin）能譜CT掃描儀使用單個x射線管和探測器陣列，並使用快速kV切換設備，在80至140 kVp之間切換，每次機架旋轉大約切換1000次。飛利浦光譜掃描儀（Philips Healthcare，Andover，MA）採用基於探測器的光譜分離策略，使用雙層探測器，其中內層優先捕獲低能x射線，外層優先記錄剩餘的高能x射線。雖然這些方法之間存在著巨大的差異，而且每種方法都有自己的優點和挑戰，但所有這些策略都成功地獲得了雙能後處理應用所需的成對高能和低能x射線吸收數據（更多信息參見：）。
輻射劑量考量
一個常見的誤解是DECT需要兩倍於常規掃描的劑量，因為需要在兩個不同的能級上獲取數據。實際上，所有製造商都採用將總輻射劑量分為高能量和低能量成分的方法，從而使總劑量等於或經常低於常規掃描的劑量。這些高端CT掃描儀大多還包含先進的輻射劑量減少和圖像質量優化工具，如果使用得當，這些工具可以在低輻射劑量下獲得優異的圖像質量。
雙能CT後處理技術
大多數製造商通過高能量和低能量數據的適當組合生成「常規」圖像。它們與放射科醫生所習慣的圖像外觀非常吻合。此外，還有多種不同的DECT後處理技術，每種技術都旨在完成不同的材料分離或表徵任務。
雙物質鑑別
在兩種材料分解算法中，假設圖像中的所有內容都由一個基對中兩種材料的不同比例組成。這些對具有根本不同的依賴於能量的x射線吸收行為，常用的基物質對包括碘/水和光電效應/康普頓散射。然後，這兩種材料分解算法計算出每種成分的相對貢獻，這些成分預計會產生在所獲得的數據中觀察到的相同x射線吸收。例如，所得到的互補圖像可以表示為「無水碘圖」和「無碘水圖」。除碘和水以外的其他物質仍然分解為這兩個基對，其結果是，例如，鈣的衰減大約分布在碘和水的圖像貢獻之間的一半。
虛擬單能成像
在這些應用中，高能量和低能量數據的測量衰減通過基對的適當線性組合進行組合，以計算如果患者可以使用單一keV能量的純單能X射線源照射，預期的圖像外觀。模擬的低keV虛擬單能（VME）圖像強調了碘的x射線衰減，並可用於在碘增強的基礎上更好地顯示組織間的圖像對比度。這種方法被廣泛應用於優化胰腺腫塊和低對比度肝臟病變的可視化，以及描述頭頸部腫瘤對甲狀腺軟骨的侵犯。低keV圖像也增加了血管增強，並已被用於挽救CTA檢查的圖像質量，或創造良好的CTA圖像質量，以及對腎功能不良的患者減少對比劑負荷。高keV圖像可用於去除碘的大部分增強，以模擬非對比增強圖像。高keV圖像也被用於DECT金屬偽影減少，特別是矯形外科應用。它們在CTA中用於金屬偽影的減少，但受到高keV下碘衰減同時丟失的挑戰。根據我們的經驗，金屬偽影的減少通常可以通過製造商的各種基於投影域的金屬偽影減少技術來更為可靠地完成。
三物質分解
三種材料分解技術通常用於材料量化和創建材料選擇圖像，特別是碘或鈣。該算法依賴於三種材料的已知x射線吸收特性來量化每種材料的貢獻，這些貢獻將解釋在所獲得的低能量和高能數據內觀察到的x射線吸收。圖2演示了在碘的情況下這是如何工作的。碘覆蓋圖像（其中彩色編碼的碘含量覆蓋在灰度VNC圖像之上）和匹配的VNC圖像已經成為我們在急診室進行的所有腹部和骨盆CT增強掃描的DECT自動後處理的主要內容。
圖2 碘的三種物質分解。基本材料線（紅色）是由脂肪和感興趣器官在低kVp和高kVp時的典型衰減定義的。添加碘會增加沿特徵斜率（藍線）的衰減，因此藍色陰影區域中的所有東西都歸因於分解過程中的碘。每個體素的衰減（虛線）被分解為碘含量和虛擬平掃（VNC）衰減，通過投影回基本材料線。此算法可用於量化碘含量（來自碘的HU或碘濃度），並創建碘含量以彩色顯示、疊加在灰度VNC圖像上的碘圖、VNC圖像和碘覆蓋圖像（如右圖所示）。注意左腎下極良性非增強性高密度性囊腫內無彩色編碼碘含量（藍色箭頭）。在這種情況下，也可以根據VNC衰減的位置來定義脂肪分數，範圍從器官端的0%到基底材料線脂肪端的100%。
許多研究已經將VNC圖像與傳統的非對比度圖像進行了比較。他們通常發現在測量的HU值和可比較的信噪比以及對比度噪聲比方面存在微小差異，支持在多期CT協議中使用VNC圖像來替代附加的非對比度採集，從而減少輻射劑量。
基於碘的三種物質分解算法被廣泛應用於腹部和骨盆的病變檢測和表徵，胸部的肺栓塞評估，以及神經介入術後顱內碘滲出與出血的鑑別。
鈣基三種物質分解最常用於骨髓水腫的應用：虛擬去鈣（VNCa）圖像去除骨髓腔內骨小梁的衰減，從而評估潛在的骨髓水腫、出血或其他軟組織。鈣覆蓋和VNCa圖像也被證明在非對比劑頭部CT檢查中有助於區分鈣化和出血。
二元材料鑑別和去除應用
這些應用程式用於根據特定材料的特徵x射線吸收行為選擇性地識別、顯示或移除特定材料。
在痛風應用中，尿酸沉積被選擇性地識別和顯示，以實現非侵入性診斷，並通過量化尿酸鹽隨時間變化的量來監測治療反應。
腎結石的特徵化算法根據結石位於（鈣）上方或（尿酸）下方的位置來區分鈣結石和尿酸結石。這是一條分離線，將這些材料的雙能比平分。這可能有助於鑑別尿酸結石，尿酸結石可以通過鹼化尿液進行溶出治療。
骨去除算法的工作原理是識別和消除鈣體素信號。這允許在CTA應用中進行強有力的骨去除，也可用於幫助識別顱骨下的細微病理學改變。
雙能CT在臨床常規應用中的附加價值
以下各節重點介紹雙能CT提供的附加信息內容在臨床上可以增加價值的領域，並簡要回顧相關文獻。這些廣泛類別中的許多臨床益處是重疊的，因此不止一個可能適用於給定的臨床方案。
檢測：雙能量CT使我們能夠識別在常規CT成像上不可見或難以檢測的病理
低對比度肝、脾、胰腺病變的檢出率
DECT碘選擇性顯像和低keV虛擬單能顯像基於碘含量的差異增加了微小病變的可見性，即使它們在常規顯像中顯示出相對於鄰近實質的最小HU差異。這些技術也被證明有助於發現創傷性實質損傷。
非鈣化性膽結石的檢測
雖然鈣化的膽結石在常規CT上很容易看到，但非鈣化的膽結石在常規影像上的衰減通常與周圍膽汁非常相似。這些膽結石主要含有膽固醇，其行為類似於脂肪，其HU值在低keV時降低，在高keV時升高。圖3展示了使用虛擬單能成像（VME）來改善這些膽結石的圖像對比度，從而提高其可檢測性。從康普頓和光電衰減係數在光譜探測器CT上分割的圖像也被證明在檢測等衰減膽石方面是可靠的。
圖3 非鈣化性膽結石的虛擬單能成像。在這位53歲的女性患者中，多個非鈣化的小結石在70keV時與周圍膽汁呈等衰減（相當於傳統的CT成像），但在T2加權單次快速自旋迴波MR圖像上可見。DECT虛擬單能圖像使這些石頭可見，因為它們顯示在40 keV（黃色箭頭）時衰減減小，在190 keV（藍色箭頭）時衰減增大。
骨髓水腫後處理在骨折檢測中的應用
骨髓水腫和其他骨髓浸潤的原因傳統上是通過磁共振成像使用液體敏感序列，如STIR（Short Tau Inversion Recovery）。然而，通過消除骨小梁的混雜衰減，DECT虛擬的非鈣性骨髓水腫後處理應用可以識別病理學，增加骨髓腔的衰減。在創傷環境中，如圖4所示，骨髓腔內出現水腫或出血有助於檢測其他細微或不移位的骨折線。對骨髓水腫分布的分析可以使骨折的非移位程度得到更完整的表徵，從而改變患者的治療決策模式，例如，通過使髖部骨折更準確地表徵為粗隆間骨折，而不是孤立的大轉子骨折。這些技術特別適用於通常由脂肪骨髓填充的大關節，如髖關節和膝關節。在脊柱中區分急性和慢性壓縮性骨折也被證明是有益的。該應用也可用於在常規成像檢測到溶解性或硬化性病灶之前，通過潛在轉移早期檢測軟組織浸潤。（更多內容參見：；）。
圖4 骨髓水腫的評估。在這名65歲的男性患者中，傳統的軸位CT圖像顯示脂肪性關節炎（黃色箭頭）和一條未移位的股骨髁骨折線（藍色箭頭）。DECT虛擬非鈣圖像去除了骨小梁的衰減，並將彩色編碼圖應用於骨髓間隙的殘餘衰減，顯示出與正常脂肪骨髓呈紫色相比，潛在骨髓水腫和出血的衰減增加呈綠色。這會引起對受傷區域的注意，從而更容易檢測到細微的或其他看不見的骨折線。
頭顱平掃CT骨去除
我們發現DECT骨去除非常有價值，有助於檢測顱骨下的細微病理學改變，特別是細微的硬膜下血腫。因此，我們所有的頭顱平掃CT掃描都包括常規的自動DECT後處理，以便將軸位和冠狀位骨去除圖像發送到PACS。
特徵：DECT提供了超出傳統衰減值的關於材料成分的額外信息，使得無需額外成像就可以進一步特徵化發現
碘的鑑別及組織增強的改進可視化
DECT能夠通過其特徵性的能量依賴性x射線吸收行為，在單對比度掃描後階段確定碘含量。這可用於明確鑑別對比劑外滲與高密度血腫的區別。碘選擇性後處理和VME成像都有助於鑑別組織強化。
碘與其它高密度材料的鑑別
圖5顯示了血管內支架植入術後血管內漏和動脈瘤壁鈣化情況下，在單次造影后掃描階段碘和鈣的區別。必須重申的是，在碘的兩種和三種物質分解算法中，除算法中特定目標之外的物質在碘選擇性圖像和虛擬平掃圖像中都呈現出不同程度的變化。因此，並不是碘圖上顯示的所有東西都真正代表碘，必須與匹配的VNC圖像進行比較：雖然碘從VNC圖像中完全減去，但鈣的衰減大約在碘和VNC圖像之間的一半被分割。因此，我們的常規自動DECT後處理包括在軸位和冠狀位上匹配碘覆蓋圖和VNC圖像序列。
圖5 其他原因的單期腹部CT內漏確認。軸位常規圖像顯示支架外動脈瘤囊內的衰減物質增加。在不需要平掃或延遲期採集的情況下，確定內漏（黃色箭頭），因為所含碘在碘覆蓋圖像上進行彩色編碼，並在VNC圖像上去除。相比之下，碘和VNC圖像上都出現了壁鈣化（藍色箭頭），因為鈣的衰減大約分布在這兩個圖像集中的各一半。如圖所示，並非碘圖上顯示的所有東西都是真正的碘，而且圖像內容必須與VNC圖像相關，以確認碘的去除情況。
圖6顯示了胃腸道出血引起的腔內碘外滲與攝入的鉍的區別，在疊加圖像中，鉍的顏色代碼不是碘，而是純粹出現在灰度VNC圖像中。這種方法很容易使人將腸腔內的高密度物質定性為碘外滲，而不是攝入鉍、鈣或其他物質。應注意的是，由於鋇和碘具有相似的原子序數和k邊界，所以用DECT不能很容易地將它們與碘區分開來。
圖6 消化道出血與攝入物質的鑑別。在傳統的CT圖像上，胃內的高密度物質可能代表活動性胃出血或攝入的物質。活動性出血引起的腔內碘外滲（黃色箭頭）在疊加圖像上被彩色編碼為碘，並從VNC圖像中移除。相反，攝入的鉍（藍色箭頭）持續存在於VNC圖像上，並且在碘覆蓋圖像上沒有著色。這使得無需額外掃描階段即可確定腔內碘的特性。
尿酸鑑定
DECT在痛風患者中檢測尿酸單鈉沉積，包括亞臨床尿酸結晶沉積的患者中顯示出良好的診斷性能。這使得痛風的非侵入性診斷、與包括膿毒症關節在內的其他病理學的鑑別以及通過跟蹤治療期間尿酸鹽沉積量來監測痛風治療反應成為可能。
腎結石成分特徵
如上所述，由於這些材料的x射線吸收行為根本不同，鈣基腎結石成分很容易與尿酸結石成分區分開來，如圖1所示。這些信息可能有助於指導治療，因為尿酸結石可以通過鹼化尿液溶解，而鈣結石則不能。DECT也可以定量混合成分腎結石中尿酸和非尿酸成分。對於輸尿管平掃CT掃描，我們的常規DECT後處理包括軸位和冠狀位結石疊加序列，其中鈣以藍色顯示，尿酸以紅色顯示，以便直接進行二元分類（更多內容參見：）。
易於解釋：DECT可以使成像更易於解釋，既可以縮短解釋時間，也可以提高診斷的可信度
頭頸部CT血管造影中的骨去除
頭頸部CTA是急診科神經血管成像的主要手段，但由於其血管與頸椎和顱底的距離較近，使得這些區域的最大強度投影（MIP）圖像非常有限，特別是與MR血管造影相比。通過選擇性地消除特徵為鈣的體素的衰減，DECT骨去除圖像可用於創建優秀的MIP或體積渲染圖像，而無需額外的非對比度蒙片，該蒙片可增加輻射照射並產生可能阻礙骨去除的運動偽影。骨去除雙能量CTA有利於顱內動脈瘤和狹窄的診斷。
腎損害評估與多囊腎
DECT碘選擇性顯像已被證明在根據病變內是否存在碘強化的基礎上，有助於鑑別良性高密度囊腫和強化腎腫塊。腎臟腫塊評估通常包括多期腎臟腫塊CT或MRI檢查，包括平掃期、實質期和延遲期。由於掃描期相之間的錯誤配準限制了磁共振減影圖像的應用，這些問題常常受到阻礙。然後，圖像判讀要求在手動放置的感興趣區域中，在單獨的、可能錯誤配準的掃描階段對HU值（或MRI信號）進行比較。這對常染色體顯性遺傳性多囊腎病患者尤其具有挑戰性，他們有更高的患腎細胞癌的風險，並且可能有比單純液體衰減更高的多個病變。DECT可以簡化多囊腎的評估，因為生成的碘含量本質上與VNC信息共同配準，如圖7所示。這種方法已經被證明可以減少解釋時間，並提高放射科醫生對被評估的腎損傷中是否存在碘含量的信心。
圖7 提高了多囊腎評估的易懂性。傳統的影像學表現為兩個左腎病變，可表現為良性病變或腫塊。DECT很容易將其區分開來，其上極良性出血性或蛋白性囊腫（黃色箭頭）在碘覆蓋圖像上不含任何顏色編碼的碘含量，而增強的下極腫塊明顯含有顏色編碼的碘含量，代表腎細胞癌。在DECT中，碘的含量與非對比度的含量是固有的，這可以簡化閱片醫生的評價，提高診斷信心。
預測：DECT信息可以提供預測信息，特別是與受影響組織中碘含量有關的信息
腦出血介入治療後碘外滲及點徵
碘選擇性DECT應用可以很容易地將碘外滲與腦卒中和大血管阻塞的神經介入治療後的新出血區分開來。碘圖也有助於檢測顯示顱內出血的對比劑外滲，這是一個重要的預後指標，有助於指導決策是否需要緊急神經外科幹預。
肺動脈栓塞的肺灌注血容量圖
碘在整個肺中的分布已被證明有助於通過突出閉塞性栓塞遠端的非強化區域來輔助小肺栓塞的檢測。研究表明，非增強性肺體積可能是肺栓塞後的一個強有力的預後指標，並且可能有助於更好地將那些受益於溶栓或血栓切除術的患者分層。碘在肺內的分布也被發現有助於鑑別慢性血栓栓塞性肺動脈高壓患者，他們可能受益於肺動脈內膜切除術。
腸道狀況
DECT碘後處理有助於評估腸壁強化，特別是在腸缺血或腸梗阻相關損害的情況下，有助於識別腸壁缺失或差異性強化。如圖8所示，當增厚的缺血腸壁包含出血時，這可能對常規成像特別具有挑戰性，而出血可能被誤認為是殘餘腸壁增強。碘圖改善了細微增強差異的顯著性，可能有助於早期識別和外科優先處理有風險的腸道。
圖8 腸梗阻時腸壁活性的預測。常規冠狀位CT顯示閉合性小腸梗阻患者小腸環明顯擴張。擴張小腸環（紅色箭頭）的壁內高密度在疊加圖像上不包含任何碘攝取，證實與腸壁出血相關的缺血。相反，活體腸道（黃色箭頭）在碘覆蓋圖像上包含均勻的黏膜增強。DECT有助於鑑別黏膜強化，特別是在腸壁出血的情況下，這可能被誤認為是常規圖像上的殘留強化。
胰腺炎與胰腺壞死的鑑別診斷
傳統的影像學方法難以區分水腫性胰腺實質和早期壞死。圖9展示了碘圖在更好地識別胰腺壞死（急性胰腺炎的一個重要預後指標）方面的應用。DECT也可能有助於評估複雜的胰腺和胰周積液，以及胰腺炎的血管併發症。
圖9 通過區分胰腺水腫和壞死對胰腺炎的預測。頂部的圖像顯示急性間質性胰腺炎，在碘覆蓋圖像（藍色箭頭）上保持胰腺實質增強。相反，底部的圖像顯示部分胰頭內無增強（黃色箭頭），顯示胰腺壞死。與相應的常規圖像相比，在碘覆蓋圖像上進行這種評估要容易得多。
掃描協議穩健性：DECT在常規成像中提供了額外的穩健性，使意外發現的特徵更加完整，無需多期或後續成像，或在次優對比度增強後挽救血管評估
特別是在急診室，對病人症狀的最終診斷通常在掃描前是未知的，而且經常會遇到以前意想不到的發現。DECT能夠更全面地描述病理學特徵，使這些掃描更加有力。圖10展示了一個這樣的例子，在這個例子中，雙能CT顯示的碘含量使成像結果更加清晰。其他例子包括上面已經顯示的許多病例，特別是那些通常可能受益於為解決問題而增加平掃或延遲CT掃描階段，或通過其他成像方式進行最終評估的病例。
圖10 通過區分增強的存在與否來闡明意外成像結果的協議穩健性。在這名25歲女性，在卵子取出後出現突發性盆腔疼痛，傳統的CT圖像顯示一個不均勻的，病因不明的盆腔腫塊。碘覆蓋圖像可以區分增強的卵巢實質（黃色箭頭）和鄰近的血腫（藍色箭頭），即使它們在常規圖像上有幾乎相同的CT衰減。碘覆蓋圖像也證實了出血中沒有活動的造影劑外滲。
通過使用低keV-VME圖像來挽救次優對比劑團注後的血管圖像質量，協議也可以變得更加穩健。這尤其有助於提高臨界的CT血管造影質量，改善CT肺血管造影中的次優增強（如在懷孕、短暫的造影中斷或其他有限的造影劑注射時所見），或澄清未經優化的檢查中潛在的靜脈血栓形成。
縮短住院時間：DECT可以減少患者在急診室進行隨訪成像的需要，特別是在區分顱內鈣化和潛在出血時
廣義地說，任何能夠在最初的影像檢查中作出更具體診斷的應用，都有可能通過消除對隨後的明確影像檢查的需要而縮短急診室或住院時間。
顱內鈣化與出血的鑑別
急診室的一個常見情況是在非創傷性頭顱CT上遇到不確定的高密度病灶，不能確定為急性出血或慢性鈣化。在這種情況下，通常在延遲6小時後進行隨後的頭部CT掃描，或者在某些情況下可以進行MRI。這6小時的掃描經常顯示出一個未改變的高密度病灶外觀，可能為出血的病灶，雖然在沒有先前比較影像學的情況下，仍無法明確診斷鈣與出血。
儘管目前還沒有FDA的批准，一種改進的三材料分解算法已經被發現可以生成彩色編碼的鈣覆蓋圖像和虛擬非鈣（VNCa）圖像，大大提高了鑑別顱內鈣和出血的診斷準確率，並大大提高了放射科醫生對此的信心評估。圖11展示了這種技術。在許多情況下，當高密度的病灶可以被證明代表鈣化時，通常的6小時隨訪CT掃描很容易被消除，有可能縮短急診室的住院時間。
圖11 鈣化與出血的DECT鑑別。一位65歲女性，有轉移性結腸黏液腺癌病史，表現為突發性頭痛，且在常規影像上無法明確表現為鈣化或出血。中腦的病灶（藍色箭頭）在疊加圖像上不包含彩色編碼的鈣含量，並持續在VNCa圖像上，證實出血。相反，左小腦和左額葉病變（黃色箭頭）在疊加圖像上被彩色編碼為鈣，在VNCa圖像上被移除，代表鈣化的非出血性轉移瘤。
DECT代替MRI診斷骨髓水腫
在某些情況下，骨髓水腫應用程式可以通過允許使用CT而不是MRI進行更及時的診斷來縮短住院時間，因為CT通常更容易獲得，並且需要更短的採集時間。有希望的例子包括使用DECT而不是MRI評估放射性隱匿性髖部或骨盆骨折，以及使用DECT評估年齡不確定的脊柱壓縮骨折的新鮮程度。雖然在某些情況下，這種方法可能需要在成像評估的下一步中用DECT代替MRI，但在許多情況下，如多處創傷評估，CT已經作為初始評估的一部分進行，並且可以在不需要額外檢查的情況下完成DECT更大的診斷確定性。
減少成像利用率和隨訪：DECT可以通過在最初檢測時確定病理特徵來減少對隨訪成像的需要
偶然性病變在常規腹部CT初始檢查中是常見的，其原因與此無關。大多數常規的急診科腹盆部CT檢查都涉及一個門靜脈期，這意味著許多偶然發現的病變在初次發現時不能完全表現出來。這通常會促使對後續成像提出建議，這會造成患者焦慮，可能會增加輻射劑量，增加下遊資源利用率和醫療費用。在許多情況下，DECT能夠全面描述偶發性病變，從而避免後續影像檢查的需要。這對腎和腎上腺病變的評估尤其有希望。
輻射劑量減少：在傳統的多期檢查中，DECT可以用來消除額外的掃描階段。它還可以消除額外掃描的輻射照射，而這些掃描可能是用來表徵病變的
許多研究表明，通過消除傳統多期掃描的平掃期，有助於輻射劑量減少。作為一個例子，傳統的胃腸道出血CT協議通常包括平掃，然後是動脈和靜脈期掃描。這表明了令人放心的穩定性，使非對比掃描能夠在胃腸道出血掃描中常規消除，因為腔內碘含量可以很容易地使用碘和VNC圖像進行評估，如圖6所示。
事實上，也沒有必要依靠碘外滲的大小和形態的暫時性變化來做出明確的診斷。這表明，傳統的3期掃描可以被單靜脈期DECT掃描所取代，只要在不確定出血源在動脈掃描時間上可見的情況下進行導管血管造影術就可以大大減少相關輻射劑量。
如前一節所述，DECT減少下遊檢測的機會也可以減少對患者的輻射暴露，特別是如果多期腎腫塊方案或腎上腺排洩期CT掃描可以從一開始就明確描述偶然的腎或腎上腺病變而消除。
工作流程注意事項
雖然雙能CT技術已經存在多年，但很少有機構利用這些工具來最大限度地發揮優勢，這在很大程度上是由於將後處理應用於快節奏臨床工作流程的歷史挑戰。傳統的放射科醫師或技術專家驅動的工作流程需要DECT後處理的用戶交互，並且通常需要的額外3-5分鐘在已經繁忙的實踐中是不可行的。值得慶幸的是，近年來，CT製造商已經開發了各種方法來自動化常規DECT後處理，無需用戶交互，無論是來自掃描儀控制臺還是來自適當配置的瘦客戶端伺服器配置。在我們的實踐中，這是在日常臨床使用中實施該技術的改變遊戲規則。可以生成PACS就緒的DECT圖像系列，使配置的雙能量數據易於解決問題，並利用本文中描述的值添加範圍。
在我們的實踐中，我們已經配置了掃描儀和後處理伺服器，可以自動生成沒有用戶交互的標準圖像集，並將這些附加圖像系列傳輸到PACS。我們當前的後處理配置包括以下內容：
頭部CT平掃：軸位和冠狀位去骨圖像。顏色編碼的軸位鈣覆蓋和匹配的VNCa圖像。
增強後（或腦卒中介入後）頭部CT：彩色編碼的軸位和冠狀位碘覆蓋和匹配的VNC圖像。
腹盆部CT平掃：彩色編碼的軸位和冠狀位腎結石覆蓋圖像（鈣與尿酸）。
對比增強的腹盆部CT：彩色編碼的軸位和冠狀位碘覆蓋和匹配的VNC圖像。
脊柱外傷和專用MSK掃描：與解剖相關的兩個平面的彩色編碼骨髓水腫虛擬去鈣圖像。
我們選擇這些圖像集進行常規自動後處理，因為我們發現它們對我們的常見場景最有用。但是，應該注意的是，本文中描述的許多附加價值用例可以通過替代後處理選擇進行評估，其他用戶可以根據圖像外觀，灰度與彩色圖像的偏好以及CT製造商提供的功能。
最好對創建的附加系列數量進行選擇，以避免放射科醫師使用過多的附加圖像系列。在大多數情況下，我們將這些附加系列視為解決問題的工具，除非我們認為有助於更好地表徵在常規圖像上識別出的潛在病理，否則不會定期檢查所有附加圖像系列。對於一些放射科醫師來說，這種方法可能會引起人們對潛在的法醫責任的擔憂，特別是在屬於「檢測」類別的情況下，其中發現在常規成像中是不可見的，並且僅在後處理的圖像系列中明顯。我們已經從經驗中吸取經驗，在一些常見的「檢測」情景中定期檢查後處理圖像，例如用於細微硬膜下血腫的骨去除頭部CT，或用於評估任何疑似原發性或繼發性病例的腸增強的碘覆蓋圖像腸缺血。
結論
雙能CT提供廣泛的應用，可以大大增強CT成像中可用的信息內容。這些應用已在所有器官系統和廣泛的臨床應用中證明了已證明的益處。如本文所述，這些技術可以多種方式應用，以增加我們患者的診斷和管理的臨床價值。
全文編譯自：Sodickson A D , Keraliya A , Czakowski B , et al. Dual energy CT in clinical routine: how it works and how it adds value[J]. Emergency Radiology, 2020(552).文章所述內容為原作者觀點，僅用於專業人士交流目的，不作為商業用途。
2020年7月6日
原標題：《如何臨床常規應用雙能量CT？》
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