[科普中国]-双能CT系统

双能CT系统可以利用两种不同能量的X射线对物体进行成像，能够精确得到物体的构成比例。

背景介绍英国诺贝尔医学奖获得者戈弗雷·豪斯菲尔德爵士1972年将世界上第一台计算机断层成像系统（CT扫描机）运用于临床，开创了医疗史上的新纪元。西门子公司则在最近将这一技术推上了一个新台阶。它所开发的Somatom Definition扫描机是全球首台双能CT系统。

“通过两种不同能量的光子束穿透舞台进行成像，利用不同物质能量吸收曲线的差异，能够准确地推算出该物体的成分构成。”1这一科学原理早在19世纪70年代，CT投入临床应用的最初几年内就被提出。过去单一能量成像的局限性在于成分不同的物体可能表现出相似的衰减特征，此时单纯应用CT值就难以区分不同物质。

优势由于不同物质对于不同能量的X射线有不同的、特异性的吸收系数。当物质的比例未知时，可以分别利用两种不同能量的X射线对物体进行成像，通过类似解线性方程的方法得到物质的构成比例。这是双能CT相比传统单能CT相比最大的优势所在。

发展进程早期CT扫描时间分辨率较低，两次扫描的图像难以达到精确配准，尤其是运动的脏器，如心脏、腹部脏器（随呼吸运动）等，令双能扫描失去意义。

直到2006年，双能CT系统出现了突破性的技术进展。西门子公司研制出的双源CT（Somatom Definition）将两套不同能量的管球和探测器整合在同一CT系统当中，两套管球相互独立，互相垂直，能够几乎同时对患者进行扫描和图像采集，极大地提高了图像配准的精确度，使双能CT的“物质分离”理念从理想变为现实。

该种新技术可应用于大量临床实践，可以对心率过快、心率不齐以及屏气有困难的患者进行成像，仅用几秒钟的时间就可以完成对心脏的研究。该系统具备业内最高的成像速度，仅用十二分之一秒的时间就可以完成对整个人体的扫描，比人的一次心跳所用的时间还要少，同时，图像的质量可以精确到0.4毫米左右。尤为值得称道的是，新型CT可以对高大肥胖的患者进行全身扫描，这也是目前常规的CT机所望尘莫及的。这种双能CT系统2005年9月获得了美国食品药品管理局的市场准入许可。

工作原理CT成像的基本原理是X射线光子束通过人体时的衰减。2

双能CT对两种不同物质的区分能力，一方面取决于两种物质本身原子序数的差别，另一方面取决于“双能”的两种能谱本身的重叠程度。理论上两种能量的峰值相差越远，重叠成分越少，物质区分能力就越强，哪怕原子序数相对接近的两种物质与能够被区分出来。

本词条内容贡献者为:

康雁 - 教授 - 东北大学中荷生物医学与信息工程学院张耀楠 - 教授 - 东北大学中荷生物医学与信息工程学院