近年来，基于光子计数探测器（PCD）的能谱CT技术日渐成熟，并逐渐应用于临床实践中。PCD-CT较传统CT具有能量和物质识别优势，且能在保持图像质量的同时明显降低图像噪声和扫描剂量。因此，笔者重点对PCD-CT在人体各系统应用的进展进行综述，旨在为PCD-CT的临床发展提供参考，并对可能的应用情景进行阐述和探讨。

光子计数CT是近十年来CT成像领域的重大技术突破，改进了传统CT的成像方式。以半导体探测器为特征的光子计数CT优点突出，可去除电子（本底）噪声，提高X线光子的利用效率，增强碘信号的强度，去除探测器前用于防止荧光串扰（cross-talk）的隔膜（septa），像素可以更小，空间分辨率更高；特别是X线光子可以被计数，可以分成4个或以上单独的能量级别“箱”（bin），实现了真正意义上的多能谱成像，使CT检查更准确、更安全，拓宽了CT临床应用。已有研究显示光子计数CT可提高多个系统的诊断性能和准确性。

近年来，泌尿系结石疾病发病率和复发率居高不下，结石成分分析对进一步了解泌尿系结石的病理生理过程、制订有效的预防策略和精准的治疗方案有重要意义。影像学评估是术前结石分析的主要方法，双能CT检查在对结石主要成分识别方面表现出应用潜力，光子计数能谱CT检查则有望实现像素级的结石成分精准化分析。术中结石成分分析主要依靠内窥镜下图像的自动化识别，利用机器学习算法可对常见结石成分进行较可信的预测，引入形态结构分类法(MCC)和术中肾乳头病变的观察和描述是对结石成分分析及代谢成因评估的重要补充。本文对术前、术中结石成分分析的研究进展进行综述，以提高临床医生对结石成分分析重要性的认识，为进一步开展相关临床研究提供方向。

光子计数探测器(PCD)是一种用于检测X射线光子的装置,能够将光子能量直接转化为电信号,从而实现对光子的计数和测量.基于PCD的能谱CT技术(PCD-CT)可以提供额外的能谱成像信息,改善成像质量,同时降低辐射剂量.相较于能量积分探测器(EID),PCD具有能量转换效率高、成像质量好、结构设计精巧、应用范围广等优势,在超低剂量CT、特定病症检验及工业检测中具有广阔的应用前景.综述PCD-CT在能谱CT成像中的应用,为其在临床医疗诊断与工业应用提供有益参考.

痛风是一种单钠尿酸盐(monosodium urate,MSU)沉积在关节所致的关节病变,其与高尿酸血症直接相关,属于代谢性风湿病的一种.在全球范围内,欧洲的痛风患病率为0.9%～2.5%,美国的患病率2007年至2010年为3.76%.在我国,关于痛风的流线病学报告都是地区性的,目前还没有研究对全国患病情况进行过调查.根据不同地区、不同年代的调查表明,目前我国痛风的患病率为1%～3%,并呈逐年上升趋势.我国的痛风患者虽然并不少见,但其规范化诊断与监测依然欠缺.随着影像学技术的不断发展,不同的影像学检查对于痛风疾病的诊断、监测的研究也愈发深入,关节X线平片摄影可以观察到关节软骨下骨质破坏,操作简单,价格便宜,适合基层医疗机构对于疾病的诊治;超声检查对慢性痛风石关节炎患者的诊断也有很高的特异度,可以诊断尿酸沉积.近年来,双能CT技术越来越普及,其识别尿酸盐结晶具有非常高的特异性,三维重建技术也在痛风结石的可视化成像上得以应用,成为临床上重要的诊断技术;光子计数探测器CT(photon-counting detector CT,PCD-CT)是近年来CT领域最新的突破性技术,具有多能谱采集、辐射剂量极低的特点,对于痛风结石在关节沉积的显示、疾病的检测都有非常大的潜力.本文论述近年来国内外多种影像学技术在痛风诊断中研究的进展,对各种影像学检查的特异度和灵敏度进行了总结,并对光子技术探测器CT技术在痛风领域的应用进行了展望.

近年来,泌尿系结石疾病发病率和复发率居高不下,结石成分分析对进一步了解泌尿系结石的病理生理过程、制订有效的预防策略和精准的治疗方案有重要意义.影像学评估是术前结石分析的主要方法,双能CT检查在对结石主要成分识别方面表现出应用潜力,光子计数能谱CT检查则有望实现像素级的结石成分精准化分析.术中结石成分分析主要依靠内窥镜下图像的自动化识别,利用机器学习算法可对常见结石成分进行较可信的预测,引入形态结构分类法(MCC)和术中肾乳头病变的观察和描述是对结石成分分析及代谢成因评估的重要补充.本文对术前、术中结石成分分析的研究进展进行综述,以提高临床医生对结石成分分析重要性的认识,为进一步开展相关临床研究提供方向.

目的 评价双能量能谱CT(DESCT)扫描获得的虚拟单色谱(VMS)图像联合金属伪影削减(MAR)算法在CT引导微弹簧圈定位肺结节中的应用价值.方法 选取80例CT引导微弹簧圈定位的肺结节患者,微弹簧圈置入后,对其行DESCT扫描.选择最佳光子能量水平,在最佳能量水平重建VMS图像及经MAR算法处理的VMS图像(VMS+MAR),比较VMS、VMS+ MAR图像质量主观评分的差异.结果 选择74 keV为最佳能量水平.74、90、110、140 keVVMS+ MAR图像质量优于50 keV图像(P均＜0.05);74、90、110、140 keV水平VMS+MAR图像质量评分差异均无统计学意义(P均＞0.05).74 keV VMS+MAR图像质量优于VMS图像(P＜0.05).2名观察者主观评分一致性较好(Kappa值=0.78).结论 74 keV VMS图像联合MAR算法可有效抑制微弹簧圈金属伪影,清晰显示肺结节.

在CT中,前置于患者的衰减器("Bowtie滤波器"或"Bowtie")被用来减少患者所受的辐射剂量和帮助满足探测器的动态范围,同时Bowtie也能提高CT图像质量.传统的静态滤波器对调制X射线能力有限,我们之前提出了一种能够有效调制X射线的动态Bowtie滤波器.本文使用蒙特卡罗模拟方法设计和研究提议动态Bowtie滤波器.首先,建立了一个仿真框架,包括一个目标试样和一个由反射靶生成的多能谱射线源.接着,一个设计试样被用来辅助设计针对于目标试样的动态Bowtie滤波器.最后,我们分别从没有Bowtie滤波器和带有动态Bowtie滤波器两种模式中,模拟获得两个试样的投影数据并进行分析研究.结果显示,在设计的动态Bowtie作用下,到达探测器的X射线动态范围明显减小、X射线光子通量一致性很好,并且动态Bowtie可以减小辐射剂量和提高CT图像质量.

X线CT系统球管发射宽能谱X光子,使得重建图像中出现射束硬化伪影,如杯形和条纹伪影;成像对象体内还可能存在金属植入物,使得重建图像中出现金属伪影.多种图像伪影的同时出现,势必严重退化临床诊断精度,有必要深入研究加以抑制.本文利用数据一致性条件构造目标函数;利用非线性最小二乘和交替迭代优化算法求解最优尺度因子;最终得到可同时校正杯形、条纹和金属伪影的最优骨校正方法.计算机仿真实验结果表明,该方法的确能够自适应确定出最优尺度因子,从而同时校正多种图像伪影.

随着探测器技术的发展,具有能量分辨能力的光子计数探测器在X射线能谱CT成像中应用越来越广泛.能量与阈值的对应关系对能谱CT成像具有重要意义,受到实验条件的限制,目前的光子计数探测器的能量标定方法有一定的局限性.针对光子计数探测器的单像素标定问题,本文提出一种基于X射线光机连续谱的能量标定方法,通过建立和分析X光谱模型,利用光机连续谱中高能端的能量信息,得到阈值与能量之间的关系.实验结果表明该方法操作方便,对探测器单像素标定结果较为准确,对其他类型光子计数探测器的标定具有参考意义.