第三节 非螺旋CT与螺旋CT

20世纪80年代末螺旋CT发明之前，CT的发展通常以代称呼（图1-3-1），而螺旋CT出现后，CT的改进和发展则不再以代称呼。

一、非螺旋CT

（一）第一代CT机

第一代CT机为旋转（rotation）加平移（translation）扫描方式，多属头颅专用机，由一个X线管和1个闪烁晶体探测器组成。X线管是油冷固定阳极，扫描X线束被准直成为铅笔芯粗细的笔形线束（pencil beam）。X线管与探测器连成一体，扫描时，X线管产生的射线束相对探测器环绕人体的中心做旋转和同步直线平移运动，X线管每次旋转1°，同时沿旋转反方向做直线运动扫描。下一次扫描，再旋转1°并重复前述扫描动作，直至完成180°以内的180个平行投影采样。这种CT机结构的缺点是射线利用率很低，扫描时间长，一个断面需3~5分钟，重建1幅图像的时间为5分钟。

（二）第二代CT机

第二代CT机仍为旋转加平移扫描方式。扫描X线束改为5°~20°的窄扇形线束，因此又称为小扇束CT扫描机，探测器增加到3~30个，平移扫描后的旋转角度由1°提高到扇形射线束夹角的度数，扫描的时间缩短到20~90秒。另外，第二代CT缩小了探测器的孔径、加大了矩阵和提高了采样的精确性等，改善了图像质量。这种扫描方式的主要缺点是：由于探测器排列成直线，对于扇形的射线束而言，其中心和边缘部分的测量值不相等，需要扫描后的校正，以避免出现伪影而影响图像质量。此外，由于探测器几何尺寸较大，部分X线照射在探测器间隔中而没有得到有效的利用。

（三）第三代CT机

第三代CT机改变了扫描方式，为连续旋转扫描方式，使X线管和探测器作为整体只围绕患者做旋转运动来进行数据采集。X线束是30°~45°扇形线束，因此又称为广角扇束CT扫描机，探测器数目增加到300~800个，扫描时间缩短到2~9秒或更短。探测器阵列排列成彼此无空隙的弧形，数据的采集以X线管为焦点，随着X线管的旋转得到不同方位的投影，由于排列方式使扇形线束的中心和边缘与探测器的距离相等，无须作距离测量差的校正。该扫描方式的缺点是：扫描时需要对每一个相邻探测器的灵敏度差异进行校正，这是因为一个角度的投影内相邻测量常由不同的探测器进行，在扫描期间绝大多数探测器从不曾接受过未经衰减的射线，造成在旋转轴周围出现一个同心环形伪影。

（四）第四代CT机

第四代CT机的扫描方式是探测器静止而只有X线管环绕机架的旋转，因此称为静止加旋转扫描方式。X线束的扇形角达50°~90°，因此也减少了X线管的负载，使扫描速度可达1~5秒。探测器更多达600~1 500个，全部分布在机架360°的圆周上。扫描时，没有探测器运动，只有X线管围绕患者做360°的旋转。与第三代CT机扫描不同，在第四代扫描方式中，对于每一个探测器来说所得的投影值，相当于以该探测器为焦点，由X线管旋转扫描一个扇形面而获得，故此种扫描方式也被称为反扇束扫描，这样可以有效地避免环形伪影的发生，但是这么多的探测器在扫描过程中只有扇形X线束照射部分能够使用，这就造成了探测器的浪费。

（五）第五代CT机

第五代CT机又称电子束CT，它的结构明显不同于前几代CT机（图1-3-2），采用静止加静止扫描方式，X线管和探测器都是静止的。它由一个电子束X线管、一组有864个固定探测器的阵列和一个采样、整理、数据显示的计算机系统构成。最大的差别是X线发射部分，它包括一个电子枪、偏转线圈和处于真空中的半圆形钨靶。扫描时，电子束沿X线管轴向加速，电磁线圈将电子束聚焦，并利用磁场使电子束瞬时偏转，分别轰击4个钨靶。扫描时间为30毫秒、50毫秒和100毫秒。由于探测器是排成两排216°的环形，一次扫描可得两层图像；还由于一次扫描分别轰击4个靶面，故总计一次扫描可得8个层面。由于时间分辨力高，所以具有减少运动伪影、提高对比剂的利用率和进行动态研究等特点。

二、螺旋CT

（一）单层螺旋CT

与非螺旋CT相比，单层螺旋CT设备结构主要是利用了滑环技术，去除了CT球管与机架相连的电缆，球管探测器系统可连续旋转，并改变了以往非螺旋CT的馈电和数据传导方式，使CT扫描摆脱了逐层扫描的模式，从而提高了CT扫描和检查的速度。由于螺旋CT扫描时检查床连续单向运动，球管焦点围绕患者旋转的轨迹类似一个螺旋管形，故称为螺旋扫描。

在螺旋式扫描方式中，有两个基本概念是必须提及的，即螺距和重建增量。

螺距（pitch）是螺旋CT扫描方式特有的、与图像质量相关的参数。它的含义是扫描旋转架旋转一周期间检查床运行的距离与层厚或准直宽度的比值，是一个无量纲的量，是检查床运动距离和层面曝光的百分比。根据国际电工委员会（international electro-technical commission，IEC）说明，螺距的定义由公式1-3-1表示：

式中TF（table feed）是扫描旋转架旋转一周期间检查床运行的距离，单位为mm；W是层厚或射线束准直的宽度，单位也是mm。

重建增量（reconstruction increment）的定义是：被重建图像长轴方向的间距。重建增量有时也被称为“重建间隔”（reconstruction interval）或“重建间距”（reconstruction space）。

螺旋CT与非螺旋CT的一个重大区别是区段采集和逐层采集，由于螺旋CT采集的数据是连续的，所以可以在扫描区间任意位置重建图像。通过采用不同的重建增量，可确定相邻被重建图像的间隔或层面重叠的程度。重建增量与被重建图像的质量有关，即不同程度的重叠重建，可使三维等后处理图像的质量改善。

（二）4层螺旋CT

单层螺旋CT的探测器阵列与非螺旋CT相比基本没有变化。4层螺旋CT于1998年由4家CT设备制造商同时推出。与单层螺旋CT相比，其硬件方面的主要改进是探测器阵列排数和数据采集通道有所增加，使CT扫描机架一次旋转可同时得到4层图像，并且扫描覆盖范围也相应增加。

1.4层螺旋CT的探测器

与单层螺旋CT不同，4层螺旋CT的探测器材料采用了辐射转换效率高的稀土陶瓷闪烁晶体组成，与光电二极管一起共同组成探测器阵列。以前固体探测器材料的辐射总转换效率是50%~60%，而改用稀土陶瓷材料后，辐射的总转换效率可达到99%。

各厂商设计的4层螺旋CT探测器排数各不相同，不仅影响了层厚的大小和组合，也影响了螺旋CT扫描重要技术参数螺旋的计算表达方式，目前4层螺旋CT的探测器排列有以下组合：

（1）34排探测器：

其中0.5mm 4排，1.0mm 30排，机架旋转一周最大覆盖范围为32mm。

（2）16排1.25mm的等宽探测器：

机架旋转一周最大覆盖范围为20mm。

（3）8排1~5mm的探测器：

包括4对1mm、1.5mm、2.5mm、5mm的探测器，机架旋转一周最大覆盖范围为20mm。

根据探测器的排列方式，4层螺旋CT大致可分为两种类型：等宽型和不等宽型探测器阵列。两类不同排列组合的探测器阵列各有利弊。等宽型探测器排列的层厚组合较为灵活，但是外周的四排探测器只能组合成一个宽探测器阵列使用，并且过多的探测器排间隔会造成有效信息的丢失。不等宽型探测器的优点是在使用宽层厚时，探测器的间隙较少，射线的利用率较高，因为无法产生数据的探测器间隙只有7个，缺点是层厚组合不如等宽型探测器灵活。

与单层螺旋CT相比，4层螺旋CT旋转一周扫描覆盖的范围有所增加，每旋转一周的扫描时间也缩短至0.5秒，纵向分辨力也有所提高，但4层螺旋CT扫描还未真正达到各向同性，根据厂商公布的数据，其平面内（横向）分辨力为0.5mm，纵向分辨力则为1.0mm。

2.4层螺旋CT的数据采集通道

单层螺旋CT或以前的非螺旋CT机，通常只有一个数据采集通道，其与模/数转换器等组合称为数据采集系统（data acquisition system，DAS），而4层螺旋CT由于需同时采集4层数据，数据采集通道增加到4个。工作时根据层厚选择的需要，通过关闭和导通位于数据采集系统上的电子开关，进行不同的组合，最后形成数据采集的输出。4层螺旋CT的DAS在工作时，长轴方向的探测器形成4个通道同时采集数据，每一个数据采集通道可只接收一排探测器阵列的扫描数据，也可以将数排探测器阵列的扫描数据叠加后等于一组数据输出，虽然各厂家探测器排数都超过4排，有的甚至达到8排，由于总共只有4个数据采集通道，其最终获得的扫描层数最多只能为4层。

3.4层螺旋CT的技术改进

4层螺旋CT的探测器由8排以上组成，其成像过程以及参数方面与单层、双层螺旋CT相比也有所不同，主要的差别有以下几个方面：准直器的使用、射线束的宽度和螺距。

X线束由前准直器准直后，经被扫描物体的衰减投射于多排探测器阵列。对单排探测器而言，其射线束的宽度等于扫描所得的层厚宽度，但在多排探测器扫描时，扫描射线束的宽度并不决定扫描后得到的层厚，其最后所得的层厚由所使用的探测器宽度决定。如一次多层螺旋扫描，采用的射线束宽度为8mm，投射到四排探测器上可以是4层2mm的层厚，或者是2层4mm、1层8mm的层厚。从理论上说，如果不考虑探测器阵列的间隙，所采用的探测器排的宽度等于扫描所得的层厚，并可以用公式1-3-2表示：

式中d是层厚或探测器的宽度，D是射线束宽度，N是所使用探测器的排数。在单层螺旋CT中射线束的宽度等于探测器的宽度，而在多层螺旋CT中探测器的宽度只等于1/N射线束的宽度，理论上这种扫描射线束的应用，增加了扫描的覆盖率。一般而言，探测器的排数越多，扫描覆盖范围越大。

由于探测器排数的增加，4层螺旋CT X线的辐射形状也必须作相应的改变。在单层螺旋扫描中，从X线管发出的射线束在z轴方向呈扇形，而垂直于z轴方向则是一个很窄的射线束（与所选层厚相等），称之为扇形束；在多层螺旋扫描中，由于z轴方向探测器排数增加，垂直于z轴方向的射线束必须增宽，以覆盖增加的探测器阵列，这种射线束形状被称为“小锥形束”。小锥形束在z轴方向增加了辐射的距离，并且射线倾斜的角度也相应增大，与单层螺旋扫描相比，图像重建的内插算法也必须相应随之改变。

4.4层和4层以上螺旋CT的螺距

在单层螺旋扫描中，螺距的计算方法较为简单、明了，即射线束宽度（或层厚）与扫描一周检查床移动距离的比值，而多层螺旋CT中由于计算方法的不同，使螺距计算的结果有所不同。4层螺旋CT问世后，曾经使用的多层螺旋CT螺距计算方法和名称有两种：准直螺距（collimation pitch）和层厚螺距（slice pitch）。

准直螺距（又称螺距因子、射线束螺距）的定义是：不管是单层还是多层螺旋CT（与每次旋转产生的层数无关），螺距的计算方法是扫描时准直器打开的宽度除以所使用探测器阵列的总宽度。如16层螺旋CT每排探测器的宽度为0.75mm，当准直器宽度打开为12mm时，16排探测器全部使用，则此时的准直螺距为1（16×0.75mm=12mm，12mm/12mm=1）。又如4层螺旋CT时，准直器打开宽度为10mm，准直射线束宽度为10mm，使用两排5mm的探测器，此时螺距同样为1。上述螺距计算的特点是不考虑所使用探测器的排数和宽度，与单层螺旋CT螺距的计算概念相同，同样由于螺距变化对图像质量的影响因素也相同。

层厚螺距（又称容积螺距、探测器螺距）的定义是：扫描机架旋转一周检查床移动的距离除以扫描时所使用探测器的宽度，并且乘以所使用探测器阵列的排数。如4层螺旋CT使用2排5mm的探测器，检查床移动距离10mm，准直射线束宽度为10mm，则层厚螺距为2（10mm/10mm=1，1×2=2）。又如4层CT扫描时机架旋转一周检查床移动30mm，准直射线束宽度20mm，采用4排5mm的探测器阵列，则层厚螺距为6（30mm/20mm=1.5，1.5×4=6）。后一个例子如按照准直螺距的计算方法应该是1.5，即30mm/20mm=1.5，层厚螺距的特点是着重体现了扫描时所使用探测器的排数。

（三）16层螺旋CT

16层螺旋CT在2002年的北美放射年会上被推出，其最大的改变是探测器阵列的排数和总宽度增加，其次机架旋转一周的扫描速度也相应缩短为0.42秒，最短为0.37秒。在4层与16层之间，某些厂商还曾推出8层螺旋CT，因从技术层面的特点不明显，故此处从略。

1.16层螺旋CT的探测器

目前主流机型有两种，一种探测器阵列为不等宽型，探测器阵列中间部分由16排宽度均为0.75mm的探测器排组成，两侧各有1.5mm宽的探测器4排，总共24排探测器，探测器阵列总宽度为24mm，或一次旋转最大覆盖范围为24mm。每排探测器数量为672个，总共有探测器数量是16 128个。另一种16层CT机的探测器阵列也为不等宽型，探测器阵列中间部分为16排宽度为0.625mm的探测器，两侧各排列1.25mm宽的探测器4排，总计探测器排数也是24排，探测器阵列总宽度为20mm，一次旋转最大覆盖范围为20mm。每排的探测器数量为880个，探测器的总数为21 120个。

2.16层和16层以上螺旋CT的图像重建

由于探测器排数增加和z轴方向的宽度增加，16层和16层以上螺旋CT的图像重建与单层及4层螺旋CT差别较大，4层螺旋CT的图像重建可基本不考虑锥形束效应，而16层以上都采用将锥形束边缘部分射线一起用于成像的计算，故此处简单地介绍几种图像重建方法，以供参考。

（1）自适应多平面重建（adaptive multiple plan reconstruction，AMPR）的方法是将螺旋扫描数据中两倍的斜面图像数据分割成几个部分。重建时，各自适配螺旋的轨迹并采用240°螺旋扫描数据。经过上述的预处理后，最终图像重建的完成还需要在倾斜的、不完整的图像数据之间采用适当的内插计算。采用AMPR重建方法后其内插函数的形状、宽度均可自由选择，像4层CT中的自适应z轴内插方法一样，AMPR方法也实现了扫描螺距自由可选，并且层厚的变化与螺距无关。

（2）加权超平面重建（weighted hyperplane reconstruction）的概念有点类似AMPR的方法，但起始步骤有些不同。先将三维的扫描数据分成一个二维的系列，然后采用凸起的超平面作区域重建。如先收集全部投影数据中的1~9，然后再2~10、3~11，最后再将所有扫描数据加权平均处理。经过参数优化后，可获得良好的噪声、伪影和层厚响应曲线形状的图像。

（3）Feldkamp重建算法是一种近似序列扫描三维卷积反投影的重建方法。该方法是沿着扫描测量的射线，将所有的测量射线反投影到一个三维容积，以此计算锥形束扫描的射线。三维反投影方法对计算机的要求较高，需配置专用的硬件设备来满足重建速度的要求。

3.迭代重建技术

2009年的北美放射年会后，一些高端CT制造商相继推出了新的图像重建方法——迭代重建。迭代重建算法在CT发明初期曾经用过，由于该重建算法计算复杂，反复迭代需采用数学模型，并需要运算速度快的计算机支持，最终未投入市场使用。由于近年来计算机技术的迅速发展，以及多层螺旋CT应用辐射剂量较高的原因，CT生产厂商纷纷推出了经过改良的迭代重建算法，并应用于各自新开发的CT上。迭代重建的最大优点是，通过反复多次的迭代可降低辐射剂量并可相应减少伪影，根据不同的应用一般可降低辐射剂量30%~70%。迭代算法的名称有自适应统计迭代重建（adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR）、基于模型的迭代重建（MBIR）、图像空间迭代重建（iterative reconstruction in image space，IRIS）、原始数据域迭代重建（SAFIRE）、自适应低剂量迭代（adaptive dose reduction iterative，ADIR）及iDose。

（四）64层及以上螺旋CT

2003年后各大CT机生产厂商相继推出了64层螺旋CT产品，与16层螺旋CT比较，技术层面尤其是硬件技术的改进不是很多，其间还包括了32层和40层多层螺旋CT。64层多层螺旋CT的主要变化是滑环旋转一周的速度提高（最短0.33秒），一次扫描层数增加和覆盖范围加大，另外图像质量和各向同性的分辨力也有提高，x轴、y轴和z轴分别达到0.3、0.3和0.4，其主要的技术参数改变见表1-3-1。

64层螺旋CT的探测器阵列在大部分产品都排列为64排，但也有例外，如某64层螺旋CT（图1-3-3），其探测器阵列为40排，中间部分的32排每排探测器的宽度为0.6mm，两侧各4排，每排探测器的宽度为1.2mm。扫描时采用z轴飞焦点双倍采样技术（图1-3-4），使用探测器阵列中间的32排探测器，曝光的同时在两个焦点之间瞬间变换，结果一次采样同时获得两组扫描原始数据，最终使一周旋转得到64层图像。

（五）能量CT

能量CT（energy computed tomography，energy CT）是利用不同能量X线在同种组织中衰减系数的差异来提供比常规CT更多的影像信息的一种成像手段。能量CT成像的概念在20世纪70年代CT诞生时就被提出。从70年代到80年代能量CT的物理基础得到很好的研究。在80年代就已有早期双能量成像的临床研究报道，之后由于成像技术限制的原因沉寂了多年。近十几年来随着CT技术在硬件和软件上整体发展和临床需求的增加，能量CT重新成为研究的热点。2000年中期出现的双能量成像使得CT能够实现基本的物质分离，随着研究的不断深入，能量CT成像为物质分离提供了定量分析、单能量成像和能谱曲线分析等功能，为临床应用和研究提供了更为先进的手段和工具，能量CT成像是CT发展的一个历史趋势。

能量CT成像的发展到目前为止经历了双能量成像（dual energy imaging）和能谱成像（spectral imaging）2个阶段。根据成像方法能量CT成像大致可分为以下几种：①单球管高低电压两次扫描以实现的双能量成像；②双球管高低电压扫描以实现双能量成像；③单球管双能瞬时切换以实现能谱成像。本章节重点讲述双球管的双能量成像和单球管瞬时切换的能谱成像。

1.双能量成像

双源CT的基本结构秉承了64层CT的设计，仅在X线管和探测器系统作了大胆的创新，由一个X线管、一组探测器系统，改变成了双X线管和双探测器系统，使CT的检查无论从扫描的速度和扫描仪的功能定位（可利用两种不同的辐射能作一些功能性的检查，以往CT基本只能作形态学的检查）都大大前进了一步。以双源CT为代表的双能量成像是指在扫描机架内安装两套X线管和两套探测器系统。两套系统成90°或94°放置，因受机架内空间限制，一套探测器系统覆盖50cm的全部扫描视野，另一套探测器系统覆盖26或33.2的扫描中心视野，两套系统分别调节管电压和管电流，可以同时采集图像或者单套系统采集图像，从而提高时间分辨力，两套X线管分别采用不同的能级，可以是80kV和140kV，或者100kV和140kV，在一次扫描中获得两套成像数据，把两套数据进行运算从而获得双能量数据。

双源CT的X线管仍采用电子束X线管（straton tube），单个X线管的功率为80kW。常用部位的扫描速度为0.33秒，一次连续曝光螺旋扫描的最大扫描范围（采集范围）为200cm。扫描机架孔径为78cm（通常为70cm），各向同性的空间分辨力≤0.4mm，使用高分辨力技术时极限空间分辨力可达到0.24mm。

双源CT的两个X线管既可同时工作，也可分别使用。进行心脏成像、双能减影和全身大范围扫描时，可采用两个X线管同时工作，而一般的扫描只用一组X线管探测器系统工作。

双源CT在用于心脏成像时可比64层CT减少一半的扫描时间。64层CT的心脏成像基本采用180°的扫描数据重建算法（单扇区重建），即如果机架旋转一周时间为0.33秒，则心脏成像的时间分辨力可达165毫秒（0.165秒）。在双源CT中，由于两个X线管可同时工作，其实际扫描时间又可减少一半达83毫秒（双源CT旋转一周为0.33秒）。另外，在心脏图像重建的方法中，除降低机械扫描时间外还可采用多扇区重建方法提高时间分辨力。

双源CT的另一个性能特点是可利用两个X线管发射不同的能量（即设置不同的千伏值，如140kV和80kV）。两种不同的能量对不同的物体衰减不相同，如在80kV时，骨骼的CT值为670HU，对比剂为296HU；当能量提高为140kV时，骨骼的CT值降低为450HU，而对比剂降低为144HU。利用两种不同的能量，根据目前临床试验的研究结果，它的临床意义主要表现在以下几个方面：

（1）识别某些物质，如钙、碘、尿酸等。

（2）在血管CT成像中自动去骨，去除血管壁上的钙化，显示血管的真实管径。

（3）在使用对比剂的情况下，调整千伏值使某些组织的显示效果提高。

（4）去除金属伪影。

在新一代双源CT中，另一个X线管的扫描野改为了35cm，并且在所有的扫描部位和各种检查方式中，两个X线管都能同时使用。在冠状动脉和心脏的检查中。最短扫描旋转时间也缩短为0.28秒，通过使用z轴飞焦点扫描机架旋转一周，可获得128层图像。在双能成像时，对高能X线束使用锡滤过，使两个能谱分离度提高，可以提高物质的检出效率。

2.CT能谱成像

CT能谱成像（spectral CT imaging）是指通过单球管高低双能（80kVp和140kVp）的瞬时切换（<0.5毫秒能量时间分辨力）获得时空上匹配的双能量数据，在原始数据空间实现能谱解析。

能谱CT采用几乎同时同角度进行的高低能量数据进行采样，可以克服人体器官的运动；通过单源瞬时同向双能采集获得的双能数据实现数据空间能量解析，不仅能够消除射线硬化效应伪影带来的CT值“漂移”，还能够根据X线在物质中的衰减系数转变为相应的图像，有利于特异性的组织鉴别。高能和低能采集所使用的剂量均在美国放射学会（ACR）推荐的剂量安全范围内，保证患者能够在最低的剂量下完成扫描。通过应用能谱成像的重建/后处理引擎与宝石能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）浏览器，能谱CT可以为用户提供多参数成像：常规的混合能量图像（polychromatic energy image）（单位为kVp）、基物质图像（material decomposition image）、单能量图像（monochromatic energy image）（单位为keV）及有效原子序数图像。GSI浏览器还能为临床医生提供许多可视化的分析工具，为进一步提高准确定性，快速诊断提供更多的信息，其临床意义主要表现在以下几个方面：

（1）单能量成像：

单能量成像功能等同地实现了物体在同步辐射单能的情况下可能获得的图像。单能量图像可以消除射线硬化效应伪影，改善传统CT的CT值漂移并得到准确的CT值。不同组织随着X线束能量的变化，衰减特性会发生相应变化。较低的单能量水平可以提高图像的密度分辨力，与传统CT图像相比，单能量图像具有更高的图像质量、信噪比和对比噪声比，有助于病灶的显示；较高的单能量水平会降低图像的对比度，但是可以去除射线硬化效应伪影，并兼容去金属伪影算法。

（2）能谱曲线：

能谱曲线是物质的衰减（即CT值）随X线能量变化的曲线，从能谱曲线上可以得到40~140keV每个能量点的平均CT值和标准差。能谱曲线反映了物质的能量衰减特性，从物理学角度看，每一种物质都有其特有的能谱曲线。在一个有限的疾病分型中，传统CT单用一个CT值很难区分病变时，能谱曲线可以通过不同能量段的CT值的差异展现病灶之间的差异，能谱曲线的应用可推广到肿瘤来源的鉴别、良恶性肿瘤的鉴别、恶性肿瘤的分级等方面。

（3）基物质图像：

根据不同的诊断目的进行基物质对的选择，在医学上最为常用的物质对是碘和水、羟基磷灰石（HAP）和水、钙和碘、尿酸和钙。碘浓度或标化碘浓度（NIC）可以提高良恶性肿瘤的鉴别能力、更好地评估肿瘤治疗效果和疗效预测能力、通过显示肺灌注缺损区而提高肺栓塞的诊断。动脉碘分数（AIF）可以评估肝脏血流动力学变化，进而准确进行肝硬化分级。水/碘基图鉴别尿酸（水基图高密度、碘基图等密度）和非尿酸（碘/水基图均为高密度）结石的特异度和灵敏度可达100%，远高于CT值的诊断能力（特异度69%，灵敏度71%）。能谱测得的HAP浓度和骨密度仪（骨密度测量“金标准”）测量的骨密度（BMD）有非常好的相关性，对于椎体压缩性骨折导致的骨髓水肿有重要应用。

（4）有效原子序数：

利用X线的衰减可以对未知元素的原子序数进行推算，基于此原理，对于化合物或混合物如果其衰减的效果等同于某元素，则该元素的原子序数被称为该化合物或混合物的有效原子序数。目前常见应用于结石成分的分析和放疗剂量分布的精准计算，另外也会作为参数之一用于多参数联合诊断。

（5）虚拟平扫图像（virtual unenhanced images，VUE）：

基于多物质分离技术，识别能谱增强图像中的碘，将碘移出，并用血液代替，生成虚拟平扫图像，在此图像上可以测量CT值。这项技术在某些临床场景下可以用于替代传统CT平扫，进而减少辐射剂量，保护患者。

（6）脂肪体积分数（fat volume fraction，FVF）：

利用多物质分离技术，实现脂肪体积分数图像重建，得到脂肪体积百分比，即脂肪体积分数。比如，对于非酒精性脂肪肝，可以利用肝组织、血液和脂肪三种物质进行多物质分离，得到肝脏FVF。

（高剑波　徐红卫　梁　盼）