European Radiology：第一代临床双源光子计数CT的超低剂量定量光谱成像

经过十多年的深入研究和开发，光子计数CT（PCCT）现已成功进入临床使用。随着人们对诊断效益的高度期待，在未来十年内，光子计数技术将取代目前的能量整合探测器（EID）。与传统的CT技术相比，PCCT可以改善临床的日常工作。其中一个独特的特点是有可能在低辐射剂量水平下获得病人的扫描图像，同时提供卓越的量化能力。

在CT中，HU代表各种组织和不同的内源性和外源性材料的X射线衰减。当使用传统的CT扫描器时，HU经常受到多种因素的影响，包括采集参数、供应商特定的光束整形（多色光谱过滤）和病人体型。因此，体素值可能不代表实际的组织密度。理论上，这种限制可以通过使用双能量CT（DECT）来解决。然而，DECT中高能量和低能量光子之间的分离（光谱分离）可能是次优的，这取决于病人的体型和采用的双能量CT技术。此外，当以超低辐射剂量水平成像时，传统CT和DECT中使用的EIDs会受到电子背景噪声的挑战。电子噪声背景遵循高斯分布，其平均值和方差反映了电子器件的暗电流和读出噪声。因此，在利用双能量技术时，在低剂量的情况下，HU测量的体素值仍然不确定。

近日，发表在European Radiology杂志的一项研究探讨了第一代双源PCCT扫描仪在超低辐射剂量水平下的成像能力，为进一步改善对许多临床应用诊断具有重要价值的特征及病灶的显示提供了技术支持。

本研究在两台扫描仪上在一定的辐射剂量水平范围内（CTDIvol 0.4-15.0 mGy）对一个多能量的CT模型进行了成像。在120kVp的PCCT和70/Sn150kVp和100/Sn150kVp的DECT的不同采集模式下进行扫描。各种组织插片被用来描述40至190KeV之间的虚拟单能量图像的精度和可重复性，以确定霍恩斯菲尔德单位（HUs）。此外，还在超低辐射剂量下评估了图像噪声，以说明PCCT去除电子背景噪声的能力。 

本研究的结果证明了PCCT在广泛的插入物和辐射暴露水平下的HU测量的高精度。本研究报告了两种扫描仪在广泛的辐射暴露水平下的高性能，与DECT相比，PCCT在低辐射剂量水平下的表现更为出色。在最低的辐射暴露下，PCCT扫描显示电子背景噪声明显减少，与DECT 70/Sn150 kVp相比，平均减少了74%（p值~10-8），与DECT 100/Sn150 kVp相比，平均减少了60%（p值~10-6）。 

图 PCCT和DECT在VMI 70keV下的相对HU与CT剂量指数(CTDIvol)在单个模型尺寸上的比较。请注意，HU的差异是相对于6.0mGy的扫描而言的。放大的低剂量层面显示了扫描仪之间差异最大的区域

本研究报告了第一代双源PCCT扫描仪的实验评估，重点是在超低辐射剂量水平下的定量成像。与传统的CT和DECT相比，PCCT在很大的剂量值和病人体型范围内都能提供可靠的HU，而不会受到电子背景噪声的干扰。凭借其高度的定量稳定性和低电子噪声，PCCT将成为临床实践中定量成像的一个十分具有临床前景的影像学工具。

原文出处：

Leening P Liu,Nadav Shapira,Andrew A Chen,et al.First-generation clinical dual-source photon-counting CT: ultra-low-dose quantitative spectral imaging.DOI:10.1007/s00330-022-08933-x