双能量CT成像技术原理及应用【三】

三、双能量CT成像物质鉴别原理

在我们常见的CT扫描中，它属于单能量扫描，就是通过图中的CT值来进行一些物质的鉴别，例如常规测量的脂肪、水、新鲜出血、钙化等。本身CT成像的原理基础就是X射线光子通过人体后的衰减，在这期间一部分X射线光子被吸收，一部分被散射，衰减的强度与物质的原子序数、密度及原发射线的能量大小等都有关系，通过人体后的X射线与入射时的原发射线呈指数关系，公式如下：

I=I0e-μd

在单能量CT扫描中，例如头颈CTA扫描，在直接进行去骨时，有时也会认上血管，原因就是这时候两者CT值相同或相近，无法区分开来。

双能量CT扫描中，就可以区分开两个CT值相同或相近的组织，原因就是利用了不同能量下X射线的衰减值不一样，这里还是借助前面一幅不同KV下所测的的两种组织的CT值不一样来进行理解：

因为不同的物质在不同X射线光子能量下的衰减率是不一样的，下面以常用的碘对比剂和骨质进行举例，如下图，在光子能量级E1处，碘和骨质的X线衰减的值接近，在同一个能级下单靠CT值是没有办法区分开是碘还是骨质，这就是前面所说的单能量CT；在光子能量级E2处，两者有了一定区别，也就是在不同能量E1、E2下，他们的衰减不一样，物质本身特点，两种物质的衰减曲线不一样，从高能级到低能级，碘的衰减率曲线斜率大，而骨质的斜率较碘的小，虽然两者在不同能级下的衰减绝对值差别不大，但是通过两个的衰减率曲线是可以将两者区分开来。

【碘与骨质的双能量原理图】