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双能CT（DECT）成像技术通过提供组织中的碘摄取信息，为关键临床任务提供了宝贵的信息，例如病变特征描述、肿瘤血管性评估、组织灌注及治疗反应监测（更多内容参见XI区：双能量CT入门；要实现双能量成像，有几种方法？你需要掌握的双能量CT基本知识）。然而，尽管双能成像技术取得了重大进展，目前的DECT技术仍存在许多局限性。今天我们就分享一篇文献，聊一聊目前DECT技术的局限性。材料分解算法能够根据不同能量水平的衰减曲线，将未知组织分解为选定的材料。然而，这些假设可能解释了DECT成像的许多临床局限性。例如，双材料分解算法假设图像中的所有内容都由两种材料（如碘/水）以不同的比例组成，并将衰减信息数学转换为这两种预选材料的浓度。这并不意味着图像中存在纯水和纯碘，而是它们的X射线衰减与水和碘的特定组合相同。尽管这些算法在整个体素仅由两种材料组成时表现良好，但人体组织非常异质，同一体素中可能存在多种组织和材料。实际上，人体组织通常含有多种材料，我们事先并不知道具体有多少种材料。难以用 DECT 分离原子序数相对接近的物质。当碘和水作为材料的基对时，钡或骨等元素会被误认为是碘。VUE 图像会抑制碘（Z = 53），但也会减去钡（Z = 56）对比度和部分皮质骨。就碘浓度和 Z 效应图而言，它们包括所有这三种元素。当只有两种材料存在时，材料分解和量化算法可以完美地工作（左下立方体和相应的彩色编码圆圈，右下），但人体成分是异质的（右下立方体）。例如，在材料分解[碘]和 VUE DECT 图像上都能看到含钙的体素，这会影响碘的量化或去除。 主要CT厂商为DECT成像实现了显著不同的硬件和软件解决方案。这导致了在材料标记和定量算法方面存在显著的厂商和扫描仪之间的变异性。因此，使用不同扫描仪进行的研究结果需要谨慎解读。材料分解方法主要有两种：基于投影和基于图像的方法。基于投影的方法通常提供更好的准确性和图像质量（减少伪影），但需要两种能量水平的投影数据完美匹配，这通常具有挑战性。而基于图像的方法定量性稍差，但适用于三种或更多材料的分解。厂商间在材料特异性分解和定量方法上的变异性是双能成像标准化和不同DECT系统结果比较的一大限制。DECT导出的测量值是相对的，而非绝对的。不同厂商的解决方案在测量参数时的方法存在显著差异，因此，碘的检测极限在不同扫描仪和厂商间有所不同。所有DECT系统都能够显示0.3到0.5 mg/mL范围内的碘浓度，并在0.5–1.0 mg/mL范围内进行定量。然而，需要注意的是，碘定量的极限高于最小碘浓度的检测，这限制了碘定量的准确性和临床价值。阈值的计算基于模体，并且由于人体组织复杂，阈值在不同DECT系统中可能存在显著差异。碘浓度测量还取决于对比剂注射协议、采集时间或患者的因素（如心输出量）。影像采集的时机必须考虑，以避免由于碘定量不足而产生假阴性结果。碘定量并不是动态参数，仅表示在某一时间点对比剂的含量。在这种情况下，规范化到血管可能是定量评估碘浓度的一种解决方案，但已发布的数据对此存在分歧。 新辅助治疗后的直肠癌。磁共振成像序列（a），包括动态增强（+C）检查、曲线下面积（AUC）参数图、时间-强度曲线和轴向 T2 加权图像，显示直肠内有残留病灶（红色箭头），T2 明显低密度，1 型曲线逐渐增强，提示纤维化。注意继发性炎症改变（白色箭头），直肠左侧 T2 壁增厚，AUC 参数图信号增强。DECT 成像（b）显示病灶内碘摄取增加（碘浓度：1.85 mg/ml）。虽然 DCE-MRI 可以动态评估肿瘤的增强情况，但碘定量并非动态参数，只能在具体时间内表示物体内的碘对比度量。 体型和伪影等因素也会影响材料标记和定量的准确性。例如，大体型可能减少到达探测器的光子数量并增加图像噪声。影像伪影可能源自CT采集的技术特性（如一些厂商DECT模式下的扫描速度较慢）、图像重建算法、运动伪影或金属材料的存在。金属植入物可能优先吸收低能光子，导致线束硬化现象，干扰线性衰减系数的计算，产生条纹伪影或环形伪影。病人的体型和大量腹水的存在会降低图像质量，无法充分量化所获得的参数（如有效原子序数Zeff）。DECT可以计算从CT图像中去除碘含量，生成虚拟平扫（VUE）图像。然而，所用算法并不完美。在某些情况下，VUE图像中的衰减测量可能高于真实平扫图像（TUE）中计算的值。这些差异可能在评估肾上腺病变时带来问题，限制了使用常规10 HU阈值进行病变表征的有效性。此外，碘去除不完全可能导致假阳性结果，尤其是在非常高碘浓度的情况下。 DECT 导出的虚拟平扫图像可能会高估肾上腺结节的衰减，导致使用既定的 10 HU 阈值诊断富脂腺瘤的灵敏度较低。注意使用真实（TUE）（8 HU）和虚拟（VUE）（16 HU）（蓝色圆圈，1）平扫图像获得的不同值。DECT能够分离一些额外的材料，如钙、脂肪和尿酸，但这些发现有时难以解释。例如，虚拟去钙（VNCa）成像在评估骨髓时表现有限，尤其在硬化骨区域。DECT导出的脂肪分数作为肝脏脂肪含量的定量标志，与组织学检查的相关性较低。此外，尿酸的分离在低尿酸负荷下可能不准确，导致在高钙结石或致密液体结节中存在误判。
了解这些局限性对于临床实践中有效利用DECT技术至关重要。此外，根据需要回答的临床问题选择最合适的材料对进行有效的DECT成像至关重要。 文献原文：García-Figueiras R, Oleaga L, Broncano J, Tardáguila G, Fernández-Pérez G, Vañó E, Santos-Armentia E, Méndez R, Luna A, Baleato-González S. What to Expect (and What Not) from Dual-Energy CT Imaging Now and in the Future? J Imaging. 2024 Jun 26;10(7):154. doi: 10.3390/jimaging10070154. 仅供专业人士交流目的，不用于商业用途。本文来源于赵喜老师的影像专业公众号XI区内容风趣幽默，欢迎关注
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