腹部双能量CT一原理技术(下)

2022-02-14 14:56:58 来源:
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双电磁场CT(DECT)通过适用两种相异的X射线和吸收光曲谱,同时或接近同时地给予两个相异的样本集,从而得到格以外多的信息。和光电效应和康普顿电磁辐射两者之间的微妙平衡是决定DECT显影方式的关键环境因素,与传统观念的X射线和常为合电磁场CT(SECT)关键技术相同。CT差值是多种环境因素(例如,和中子电磁场、质量极低密度)的函数。当适用SECT时,相异元素三组成的工艺不不会表现成相同的CT差值,并也许未对应彼此。这是SECT的一个固有放宽。DECT克服了这一精神上,它在第二能级上给予变化不会系数,从而允许随后对特定工艺透过裂解并最终透过研究方法研究。因为通过和光电效应发生某种层面作用的也许性与前提三的组织的锰和极低密度成恰巧比,由此激发的相异的电磁场曲谱能够识别、分离成来和研究方法前提工艺。 早期的DECT显影原型有很大的关键技术局限性,即两种电磁场两者之间存有方向移动性的空间和时间段错位、极低噪声和辐射极低剂量增加。然而,在过去的10-15年里,CT球管和人造卫星关键技术的快速演进为外科DECT系统的发端缺少了前提条件,再一激发了幻灯片医精研对这项关键技术的天分。 DECT为许多病人问题缺少了定调和一原理的解决问题办法。定调研究适用各种电磁场和工艺的特定样本集,在每个躯素的为基础直观地评核工艺甜度。一原理研究格以外大幅度,允许用户在缩放样本上画成感天分的四区域,以类比成特定的工艺精确测量差值,如硫甜度。 虽然是创新,但一原理DECT还不会达到普遍的外科实践,主要是由于供应商特定的硬件和发行版不容易某种层面适用。 以下文章中不会涉及的许多素材确实是实验性的。然而,随着DECT在外科上得到格以外多的演进,全盘明白中用的定调和有希望的一原理系统设计,也能让点状科医生相识并欣赏这种病人工具。它还能使点状科医生见到格以外多的DECT适应症,并也许将CT病人的国界推向未被见到的前沿科技领域。上期我们总常为了头部的系统设计(参见:头部双电磁场CT一原理关键技术(上)),今天我们继续分享盆腔的系统设计。

一原理DECT脊柱生殖细胞核系统设计

病变血块的特性

病变血块是原则上强化CT安全检查中不会最相似的巧合见到之一。点状科医生只能适用单期强化安全检查,相当多是当仔细观察到病变肿肉瘤的变化不会极小单纯液躯时(即>+20HU),才不会共同努力透过全盘的病变血块定调。在不会平扫缩放的情况下下,要对应因蛋白性/细菌感染或假性强化震荡引致的无强化的极低变化不会上皮细胞与实性血管下不行不通。最近的文献确实,在DECT显影中不会见到的极低达50%的必然病变血块可以完全定调为非强化性上皮细胞或强化性实性血块,而不需透过额以外的成像。右图确实了一种震荡,即硫甜度与HU单位某种层面矛盾地再次成现。最近,人们对用单期TBDE CT和机器精研习算法显影的患儿透过了深入研究,以共同努力提极低病人的确切性。这项社不会活动建议透过各种类型的多期CT安全检查,在硫图像质量和CT差值某种层面矛盾的情况下下,透过各种类型的多期CT安全检查。

适用双电磁场CT评核膀胱上皮细胞特性--为评核妇产科的腹痛而透过的强化CT确实左膀胱间的极低强化肿肉瘤。常为合成像的变化不会精确测量差值为+113HU,若有有细菌感染素材、假性强化或实性血块(a)。虚拟平扫修葺确实肿肉瘤极低变化不会,确实是一个极低极低密度上皮细胞(b,箭头)。彩色编码硫图,在肿肉瘤上画成感天分的四区域,确实硫极低密度为0.0mgI/mL,保证病人为无强化的极低极低密度上皮细胞(c)。请注意,上皮细胞的虚拟平扫变化不会为+78.3HU,常为合和虚拟平扫缩放两者之间的模拟变化不会差为+33.3HU。因此,鉴于变化不会差>20HU,如果只适用变化不会精确测量,不不会将肿肉瘤主因为强化型上皮细胞。这确实硫一原理也许是一个独立于HU的精确测量。 确凿证据确实,从虚拟平扫(VUE)缩放类比成的CT精确测量差值与传统观念的平扫搜集差值在5-10HU的变化不会四区别内有很好的之以外性,确实VUE缩放这样一来取代单独搜集的平扫缩放。最近,Xiao和他的同僚确实,用VUE缩放替换成传统观念的平扫缩放,不太也许将强化的病变血块主因为无强化的上皮细胞。这些常为果默许在原则上外科实践中不会大幅度有别于VUE。然而,由于硫分离成来过程中不会再次成现的算法圆滑化,VUE缩放有点格以外像卡通人物缩放,脑部国界不引人注意。VUE缩放仍这样一来再次成现算法不恰巧确和变化不会差值不确切的情况下,这也许引致肿肉瘤图像质量强化的不道德或针对性数值,通常是由于硫或钙分离成来不完全、患儿身长更大、柱状增生变成(即

膀胱大肠定调

DECT的一个长期系统设计是膀胱大肠混合物的定调。尽管SECT被普遍认为是膀胱大肠检测的常规,但DECT缺少的工艺裂解研究将确切描述膀胱大肠的混合物。大肠混合物不会影响疗法方法有。例如,腹水灶大肠可以通过尿液碱化来溶解,而钙基大肠也许需通过躯以外冲击波砂砾等预防性系统设计程序来清除。诚然,点状科医生在此系统设计中不会并不反之亦然研究方法大肠甜度,而是根据大肠甜度在极低、极低电磁场下的相异变化不会情况下,有别于半一原理的方法有。

人体内血块的特性

人体内偶发肿肉瘤是一种相似的幻灯片精研见到,在普通年轻人中不会极低达5%的CT安全检查中不会仔细观察到。腺肉瘤是人体内最普遍的良性见到,在不会已知癌症的患儿中不会占所有人体内突起的75%。在已知有人体内以外恶性的患儿中不会,人体内血块往往仍然是腺肉瘤,但人体内转移的死亡率可极低达73%。传统观念的SECT依赖于CT变化不会精确测量差值

适用双电磁场CT评核人体内突起特性--66岁的患儿因慢性腹痛接受CT显影。见到了一个巧合的左人体内血块,静脉期的平大多变化不会差值为+58 HU(a)。如果不会平扫缩放,这个突起将被普遍认为是不确定的,需患儿赶回透过各种类型的人体内无济于事CT计划或MR评核。鉴于该安全检查是在DECT方式下透过的,虚拟平扫缩放被修葺,仔细观察到的变化不会差值为+10 HU(b),保证了富集脂肪的腺肉瘤的病人,从而避免了任何额以外的安全检查。 一原理DECT精研系统设计 形状为基础的界定系统,如1.1旧版的实躯肉瘤加成评核常规(RECIST 1.1),被原则上主要用途评核疗法加成的有效地性(右图)。相同RECIST的常规有别于前提肿肉瘤的单维直径精确测量,用所有前提肿肉瘤的总和来估计负担的一原理精确测量。尽管RECIST类常规的作用已经确立,但它仍有很大的局限性,除此以外肿肉瘤靶点可选择或精确测量的可变性以及排除肿肉瘤强化或变化不会作为评价疗法加成的方法有。相当多是对于新兴的免疫疗法药剂,不不会再次成现假性的演进,从而对原则上的再大幅度分段方式构成挑战。

适用双电磁场CT评核疗法加成--黑色素肉瘤患儿接受了基线分段安全检查。安全检查确实,左侧膀胱周有一个25.2×20.2mm的强化血块(a,箭头)。硫一原理的常为果是平大多标量硫甜度(NIC)为0.0689(b)。患儿开始接受免疫疗法。6个月初后透过的再大幅度分段安全检查(c)确实血块的形状减低(c,箭头),现在精确测量为10.1×7.3mm,符合RECIST 1.1常规的疗法加成。疗法后的硫一原理确实NIC为0.0341,声称了疗法有效地(d)。人们应期许随着的变大,NIC也不会减低。然而,要注意肿肉瘤变大但确实NIC增加的情况下也许反映了常为核病的中风。 DECT可以为基于以外观上的界定系统所未实现的外科消费缺少解决问题办法(右图)。在传统观念的强化缩放中不会,成血或炎症的大块不不会混淆地提极低的变化不会,并错误地将这种见到归类为常为核病的的演进。躯积硫吸收率(VIU),即肿肉瘤躯积乘以硫甜度,已被用来格以外好地评核晚期心肌梗塞的化果。例如,Chen及其同僚证明,效生素后,心肌梗塞平大多CT差值和中不会位VIU引人注意下降,而最大病灶直径不会统计精研内涵。与RECIST 1.1评价相比,通过VIU研究与Choi常规有格以外好的之以外性。在用效血管类比成药剂疗法的肝癌中不会,灌注CT被用来研究死亡率和常为核病加成,据此血管酸性、血流和血容量的减低反映了恶性新生血管的减低。适用硫物质裂解评核淋巴细胞核癌血管类比成的初步社不会活动,替换成CT灌注,已在动物建模中不会确实成前景,确实这样一来适用一原理DECT变量评核加成,并在理论上耗费总辐射量。

基于以外观上的疗法加成当前也许存有的缺陷--乳白色细胞核膀胱细胞核癌患儿在基线时再次成现了大的市四区内强化的左膀胱血块,65.6×59.6mm(a,箭头)。硫图确实平大多标量硫甜度(NIC)为0.0908(b)。用疫制剂疗法后,患儿在2个月初后接受了再一分段。在疗法后的随访安全检查中不会(c),血块形状减低了很多(箭头),以外观上为51.4×46.5mm,但根据RECIST 1.1常规,被认定为病情稳固。疗法后,血块的市四区内突起性强化引人注意减低。疗法后的平大多NIC为0.0272(d),确实疗法有效地。尽管在这个案例中不会,无论一原理评核如何,市四区内突起强化的层面在感官上是引人注意的,但读者应发现自己一原理当前也许有助于解决问题疗法加成问题的情况下。 一原理DECT关键技术:今后展望

肝常为核病

随着DECT纤维化精确测量的大幅度优化,可以确信的优势是将其重构为原则上多期CT肝计划,主要用途淋巴细胞核外科深入研究。这种方法有将减轻对较长显影时间段和后处理要求的消费。

包涵厂商研究方法

现有DECT关键技术的一个放宽是未中不会和特定工艺裂解方法有的厂商间四区别。例如,基于建模的深入研究确实,在单能曲谱样本和硫一原理上都存有很大的厂商间四区别。基于病人的深入研究确实,在变化不会上都,监视器两者之间的四区别不大,但在硫甜度精确测量上都的四区别更大。尽管对血管透过硫甜度标量是一项毫无疑问的关键技术,可以增加基于脑部的硫精确测量的可重复性,但它仍也许未解决问题由于相异的DECT关键技术而激发的变化。与患儿之以外的(如身长形状)和监视器之以外的环境因素也不会影响硫一原理的恰巧确度和确切性。同样,相异脑部和监视器设置的虚拟平扫缩放变化不会精确测量的包涵厂商比较也有待深入研究。随着今后社不会活动的推展,包涵厂商的研究方法将促进DECT一原理关键技术在外科实践中不会的无缝系统设计。

和中子计数CT

现有的CT监视器适用电磁场积分人造卫星(EID),在规定的时间段间隔内,溶解到人造卫星上的总电磁辐射X射线电磁场被精确测量。X射线首先轰击顶层红光躯装置,激发第二波和中子。这些和中子被顶层的和光电电路随之吸收,其中不会电磁辐射的和中子被类比为与指定时间段段内溶解到人造卫星上的总电磁场成比例的电瞬时。 最近,和中子计数人造卫星(PCD)确实成大幅度革新CT显影关键技术的巨大前景。PCD由单层半导躯工艺(通常是碲化镉或碲化镉)三组成,不需单独的层来将电磁辐射的X射线类比成和光。相反,半导躯将电磁辐射的X射线类比为恰巧负负电云。方向移动的负电激发电流和随后的相位方向移动性瞬时,反之亦然与单个和中子电磁场成比例,而不是整个电磁辐射X射线束的集合电磁场。然后,相位方向移动性瞬时被界定到多个特定电磁场装入。 原型的PCD-CT监视器已经确实成比现有润滑油的EID-CT监视器格以外多的好处。和中子电磁场惯常允许图像质量诱导工艺的最佳电磁场加权(即 "K-边缘成像"),并在多对比剂深入研究中不会对应相异的对比剂。PCD-CT可以有效地地消除在极低电磁场设置下看到的自旋噪声,从而提极低极低电磁场下的极低剂量准确度。其他好处除此以外优化和吸收光曲谱分离,变大人造卫星元件以外观上,以及提极低球面可靠性等。

点状三组精研和数值机系统

点状三组精研是一个随之普及化的科技领域,它借助于先进的数精研算法从成像样本中不会分离成来大量的一原理特性。点状三组精研依赖于这样一个也就是说,即医疗样本中不会包含肉眼未察觉的病理过程信息,因此未通过感官安全检查见到。最近系统设计点状精研数值机系统算法的蓬勃演进,增加了与缩放分割、缩放处理和特性分离成来有关的数值和数精研精神上。 大多数基于CT的点状精研研究都是借助于也就是说电磁场的单期强化缩放来分离成来特性,主要是点状精研样本。现有还不知道DECT对今后基于点状三组精研不会有什么影响。最近,一项试点深入研究适用动脉和静脉期样本的单能曲谱缩放创始人了心肌梗塞的淋巴常为转移研究图表。 DECT引申的缩放 比也就是说电磁场和外科建模的表现格以外好,这确实DECT也许缺少额以外的成像纹理特性和 变量,而SECT样本未实现。 在研究病变状癌和常为直肠粘液腺癌患儿的突起转移上都也有相同常为果。 其他社不会活动主要是借助于半自动肝分割来对应肝的良性和恶性肿肉瘤。 另一项深入研究确实,DECT引申的硫一原理和点状三组精研可以确切对应恰巧常肝和脂肪变性和肝硬化。 虽然现有刊发的文献有限,但基于双电磁场CT的点状三组精研的潜在系统设计显而易见,并也许 在今后几年加强全新的一原理CT文献曲谱 。 常为论 主要通过CT差值研究和工艺研究方法推动的一原理DECT系统设计,确实明白决现有在评核胃肠道和脊柱生殖细胞核病症以及疗法加成上都未实现的消费。新兴关键技术,如点状三组精研、数值机系统和和中子计数人造卫星CT,这样一来提极低头部和精研中不会一原理DECT关键技术的价差值。 明白格以外多双电磁场素材,关切XI四区。

编译校订自:Toia GV, Mileto A, Wang CL, Sahani DV. Quantitative dual-energy CT techniques in the abdomen. Abdom Radiol (NY). 2021 Sep 1. doi: 10.1007/s00261-021-03266-7. 文中不会大多为原作者观点,仅供专业人士交流最终前提,不主要用途商业用途。

2021年11月初5日

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