Investigative Radiology：光子计数检测器CT在超高分辨率冠状动脉CTA中的应用

现阶段，冠状动脉计算机断层扫描血管造影（CCTA）已成为疑似冠状动脉疾病患者诊断工作的一个重要组成部分。提高CT图像数据采集的空间分辨率，从而减少高衰减结构的部分体积效应是提高诊断准确性的一项主要技术。
在能量整合探测器CT（EID-CT）中，X射线光子首先被闪烁器转化为可见光，随后被光电二极管转化为电信号。为了防止光学串扰，在EIDs之间需要有光学不透明的准直器叶片，从而降低了几何剂量效率。因此，额外的技术，如使用减少探测器孔径的衰减梳状滤波器来提高空间分辨率是十分必要的。

最近，临床上引入了第一个全身全FOV双源光子计数检测器CT（PCD-CT）系统，该系统包括能够将入射光子直接转换为电信号的半导体检测器元件。由于检测器单元是由强电场定义的，因此不需要额外的分离层，从而优化了几何剂量效率并允许更小的检测器尺寸。

近日，发表在Investigative Radiology杂志的一项研究评估了在高冠状动脉钙化斑块负荷患者中使用双源光子计数探测器CT（PCD-CT）的超高分辨率冠状动脉计算机断层扫描（CCTA）的可行性和图像质量，为临床更加准确、安全的诊断提供了技术支持。

本项研究对20名患者（6名女性；平均年龄，79±10岁；平均体重指数，25.6±4.3kg/m²）进行了超高分辨率模式下的PCD-CCTA扫描。超高分辨率CCTA是在心电门控双源螺旋模式下获得的，管电压为120kV，准直度为120✖0.2mm。视野（FOV）和矩阵大小根据各个重建核的分辨率特性进行调整，分别使用200✖200mm²或150✖150mm²的FOV和512✖512像素或1024✖1024像素的矩阵大小。使用8个清晰度级别的血管核（Bv40、Bv44、Bv56、Bv60、Bv64、Bv72、Bv80和Bv89）重建图像，并使用量子迭代重建（QIR）、强度级别为4、层厚为0.2毫米。以Bv40核、QIR强度为4、层厚为0.6mm的图像作为参考。对图像噪声、信噪比（SNR）、对比度-噪声比（CNR）、血管清晰度和膨胀伪影进行量化。对于主观图像质量，2名阅读者使用5分离散视觉量表评估了图像噪声和冠状动脉斑块和邻近血管腔的划分。通过计算每个重建核的噪声功率谱，用模型扫描来描述图像噪声纹理。

使用Bv40-Bv64内核的重建，最大空间频率（fpeak）逐渐转移到更高的值（0.15至0.56mm^-1），但使用Bv72至Bv89内核的重建则没有。超高分辨率CCTA在所有患者中都是可行的（中位钙质评分，479）。在患者中，使用Bv40核和切片厚度为0.6mm的重建显示出最大的膨胀伪影（55.2%±9.8%）和最低的血管清晰度（477.1±73.6 ΔHU/mm），同时达到最高的信噪比（27.4±5.6）和CNR（32.9±6.6）以及最低的噪声（17.1±2.2 HU）。考虑到层厚为0.2毫米的重建，图像噪声、信噪比、CNR、血管清晰度和绽放伪影在不同的核之间有明显的差异（所有P's < 0.001）。随着内核清晰度的提高，信噪比和CNR不断下降，而图像噪声和血管清晰度则不断上升，Bv89内核的清晰度最高（2383.4 ± 787.1 ΔHU/mm）。使用Bv40（切片厚度，0.2毫米；52.8%±9.2%）到Bv72核（39.7%±9.1%）进行重建时，绽放伪影持续减少。两位阅读者都认为主观噪音与客观测量结果一致。考虑到冠状动脉斑块和血管腔的划分，使用Bv64和Bv72内核的重建（两者的中位数为5）受到阅读者的青睐，提供了出色的斑块特征和血管腔的解剖学划分。

图 该患者为88岁的男性，有严重的主动脉狭窄，超高分辨率CCTA(层厚0.2mm)和PCD-CT的左前降支动脉电影效果图(A)和弧形平面重建图(B)。请注意，所有重建的二阶小冠状动脉血管都有很好的可视化

研究表明，在PCD-CT上可实现超高分辨率CCTA成像，使用专用的锐利血管卷积核可以使钙化的冠状动脉在空间分辨率上有很好的显示。使用Bv64核、FOV为200✖200 mm²、矩阵大小为512✖512像素，可以获得最佳质量的冠状动脉斑块特征和邻近血管腔的划分。

原文出处：

Victor Mergen,Thomas Sartoretti,Matthias Baer-Beck,et al.Ultra-High-Resolution Coronary CT Angiography With Photon-Counting Detector CT: Feasibility and Image Characterization.DOI:10.1097/RLI.0000000000000897