双能量CT成像技术原理及应用【六】

三物质分离

在常规我们扫描的单能量成像中，在做增强之前首先需要进行平扫，因为增强的图像中含有没有增强之前的组织CT值和增强的CT值，即增强图像中的CT值是两者之和，在分析有没有组织强化时主要也就是与平扫上的同一地方的组织进行CT值测量对比。如果我们只做一次增强扫描在单能量上是无法单独提取出对比剂增强信息的，前面我们也说了双能量上可以进行双物质鉴别，因为不同能量下组织的CT值不一样，这样也可以计算出虚拟单能量图和能谱曲线，计算时将组织假设成了高原子序数的碘基和低原子序数的水基，在前面的双能量CT成像技术原理及应用【三】中有说道，但是在肝脏的增强图像中，主要是由脂肪、软组织和碘对比剂组成，这时候我们可以将对比剂认为是碘基，脂肪和软组织都不可以认为是水基，因为脂肪的CT值比水基低，而软组织的CT值比水基高，所以只用这两种物质代表时势必会不准确，这时候就有了双能量的三物质分离来进行计算。

三物质分离如何理解呢？就比如在肝脏增强图像中，肝脏图像中是由脂肪、软组织及碘对比剂这三种物质组成，即这三种物质是基物质。

通过测量可以事先获得如上图中脂肪、软组织及纯碘的坐标位置，围成的三角形就是指脂肪、软组织及碘混合而成的组织CT值都在这个三角形以内，这里需要说明的是浓度大于300的碘的CT值在120kv时CT值在6000HU以上，还有我们最常见的就是在我们做肺动脉时，监测在上腔静脉时，CT值有时候会飚至1000多或2000多HU,所以纯碘的CT值是非常高的。

因为纯碘的CT值是非常高的，所以脂肪到纯碘的连线和软组织到纯碘的连线可以看成是平行线，这两条线代表了碘的特征值。

【本图来源于赵喜老师】

在肝脏的增强图像中，某一处物质A的位置在如下图所示的位置，A点和碘的连线与脂肪和软组织的连线的相交点B表示的是去除了碘CT值之后的肝组织的坐标位置。

形成这个B点的图像也就是我们处理图像中的虚拟平扫，A点强化了多少就是A到B的距离。下面是虚拟平扫图、混合图及碘图：

虚拟平扫

碘图

分离碘后的虚拟平扫只是三物质分离的其中一个应用，还可以应用在血肿分析、骨髓分析及铁定量。

参考文献：《双能量CT临床应用指南》