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dr临床用于什么DR双能量减影技术的临床应用



DR双能量减影技术的临床应用



概念

X线直接数字摄影双能量减影技术(Dual Energy Subtraction,DES )是指应用密度不同的骨与软组织对能量不同的X线光子吸收衰减方式不同的特点,将普通X线胸片中骨或软组织的影像成分选择性减去后,生成仅有软组织或骨成分图像的技术。

原理

人体骨和软组织对X射线的吸收与X线的能谱有关,是X线能量的函数。我们把双能量分为高能量和低能量,利用物质在不同的X线能下具有不同的吸收特性进行加权减影(weightedsubtraction),从而减去另外一种物质影像并进行数字影像的后处理,获得不同能量的两幅图像。

高能量X线摄影,即是X线管上所加的电压高(110-150kVp),而低能量摄影,是X线管所加的电压低(60-80kVp).能量高低是相对而言的,2次摄影间隔200ms。探测器接受高能量摄影后获得的是高能量信号。而接受低能量摄影后获得的是低能量信号。

假设在接受低能量摄影后的骨骼和软组织对X线的吸收系数分别为4和2,在接受高能量摄影后的骨骼和软组织对X线的吸收系数分别为8和3。将低能信号上骨骼和软组织的吸收系数分别乘以2(即加权系数)后吸收系数分别变成8和4,用加权后的吸收系数减去高能信号骨骼和软组织的吸收系数8和3,加权相减后软组织的吸收系数为1,骨骼的吸收系数则变成了0。此时,加权相减后消除了骨骼像,只剩下软组织像。用同样的方法改变加权系数也可消除软组织影像,而只显示骨骼像。

双能量减影示意图看出,经过加权处理,便得到单纯软组织图像和单纯骨组织图像,两者便形成不同的影像。X线穿过人体组织过程中因发生光电吸收效应和康普顿散射效应而衰减。光电吸收效应是钙或骨骼等高密度组织产生X线衰减的主要因素,而康普顿散射主要发生于软组织。普通X线摄片所得到的图像是上述两种效应的综合体现。双能量减影(DES)通过对穿透人体不同组织,经不同强度的光电吸收和康普顿效应衰减后的X线信号进行分离采集处理。从而选择性消除骨或软组织成分,得出所谓组织特性即单纯软组织或骨组织的图像。

临床应用

1、双能量减影技术软组织像提高了肺小结节的检出率

胸片是检出早期肺内小结节的主要影像手段,但常规胸片由于大量解剖结构前后重叠,容易造成漏诊。DES由于骨组织对低能量X线的吸收能力强于软组织,因此在能量减影后,骨组织像具有可去除软组织干扰、利用透明反转显示(正像)的特点。去除了软组织与骨密度的相互干扰,肺内小结节的检出率明显提高。


2、双能量减影技术提高了肺内钙化的敏感度性和准确性

胸部钙化除最常见的肋软骨钙化、胸主动脉壁钙化外,还有纵隔、肺门淋巴结钙化、肺内钙化灶、胸膜上钙化、心脏钙化灶、胸壁钙化及骨岛等。这些钙化大部分为生理性钙化,没有临床意义,但在DR阅片过程中,容易将一些重叠部位的钙化或密度不太高的钙化误诊为肺内结节,而建议患者进一步检查,增加了患者的经济负担及精神压力。因钙化和骨骼均为高密度物质,其衰减X线的方式主要是光电效应,高KV曝光减影后的骨组织像显示钙化是DES图像的明显优势。钙化在DES骨组织像上为黑影,且密度越高黑影越明显。DES骨组织像除清晰显示生理性钙化、单纯性肺及胸膜钙化、纵隔大血管壁的钙化外,对常规胸片容易误诊的骨骼重叠处钙化、密度不太高的钙化一样清晰显示,无需进一步检查。对于病灶内钙化也可以特征性显示出来。肺内结节、肿块的钙化常为错构瘤、结核球等良性或炎性病灶,因此,发现病灶内钙化对疾病的定性有一定的意义。钙化亦见于少数的肺癌、转移瘤、肉瘤等,因此,观察时要注意其他影像表现并密切结合临床。DES骨组织像有利于含钙结节及肿块的显示。


3、双能量减影技术在气胸诊断中的应用

x线胸片检查是诊断气胸的首选方法。DR系统可直接把x线信息转化为数字图像,影像分辨率明显提高。但胸部常规DR平片图像重叠的特点,使得肺部病变的检查易受到肋骨、纵隔等遮盖,对影像诊断产生一定的影响,目前x线检查中20%~40%的误诊漏诊是由于骨骼的遮挡造成的。故常规DR胸片对少量气胸显示假阴性率仍较高,特别是当肺压缩边与肋骨重叠时的少量气胸的诊断。而DR双能量减影技术作为一种简便、快捷的检查方法,通过一次曝光获得一张普通x线平片和两张减影片,具有信息量大,图像清晰,能有效去除常规DR胸片上骨骼对气胸观察的影响,加上DR强大的图像后处理功能,如灰阶变换、黑白反转等,可大大减少在影像上因胸部骨性组织重叠和遮挡造成的误诊漏诊率,而且在骨组织像上,骨骼显示的信息增多,利用黑白反转有利于观察骨性胸廓的分布,增加了气胸伴存肋骨骨折的显示率,大大地增加了气胸的可视性,提高气胸及其并发症的诊断效果,故DES在气胸诊断中有着重要的应用价值,提高急诊胸部创伤早期准确的诊断,指导临床诊治。而且每次双能量技术检查均可生成普通DR像、单纯软组织像、单纯骨组织像三张图像,综合起来分析能更好地了解气胸。故双能量减影技术的应用将造福患者和增强胸部平片检查的临床应用价值。

对于少量气胸,气胸线位于肺尖,肺压缩小于20%的患者,运用双能量减影技术,在肺部影像中去除了肋骨及锁骨、肩胛骨等重叠影像,得到单纯软组织的图像,对气胸的显示较通平片好,特别是能增加少量气胸的被压缩肺边缘线显示率,故对于少量气胸,DES能100%显示,提高了气胸自检出率,在气胸的诊断上有较高的临床应用价值。DES技术减除胸部骨组织的重叠影响后,能更好地显示气胸情况。在软组织像上,气胸的被压缩肺边缘线的细节显示得更清晰,尤其是移除肋骨后,与肋骨重叠的被压缩肺边缘线可清晰显示。外伤性气胸的病人往往会伴存肋骨骨折,而肋骨由于形态的弯曲,加上前后肺组织的重叠,常常漏诊。双能量骨组织减影像上骨骼显示非常清晰,对肋骨骨折的显示明显优于DR胸片,对结构重叠较多部位的肋骨骨折显示尤佳,尤其是细小肋骨骨折的检出率大大增加。因此,对气胸伴存肋骨骨折,DES优于常规DR胸片。


4、双能量减影技术在肋骨骨折诊断中的应用

肋骨骨折为胸部外伤常见病,病因大多为交通创伤,其次为高处坠落伤。DR因其辐射剂量低、成像速度快、图像质量高而广泛应用于临床。DR标准胸片密度分辨率高、图像清晰,因而成为胸部外伤的首选。然而,对无明显移位的肋骨骨折,隐匿或重叠部位如腋段、膈下、心后的肋骨骨折,容易漏诊。检测结果易受到角度、重合等因素的影响,对于一些较为隐匿、细微的骨折出现漏诊的可能,从而影响患者的治疗和预后效果。

DR双能量骨组织像去除了胸部及上腹部软组织影的重叠,也去除了肺纹理的影响,它能更好、更清晰地显示肋骨的细小病变,对标准胸片难以发现的膈下肋骨骨折、腋段肋骨骨折、心后肋骨骨折均能较好地显示,明显提高了细小肋骨骨折和多发性肋骨骨折的检出率。


5、双能量减影技术在气道病变中的应用

气道狭窄性病变最佳的影像学检查方法是MRI,其次是CT。它不仅可明确狭窄部位、性质,还可利用计算机软件测量狭窄区域的截面积,在症(呼吸暂停综合征)患者的诊断和手术治疗时已广泛应用。但两项检查费用高,不适于临床筛查。DE技术对气道狭窄的观察也可作为一种补充或辅助手段。鼻咽部气道低密度气体的衬托下,肥大的腺体、扁桃体等较大的鼻咽病变,从DE技术得出的单纯软组织图像,并通过DR强大的后处理技术,能有效地去除了上颌骨、下颌骨、牙齿等高密度组织造成的影响,使气道显示清晰,对气道狭窄情况作出了一种简单快捷诊断检查。

DE技术软组织窗中98%的大气管会显示比较清楚,可观察气管的腔内异常;有利于观察气管、支气管的解剖变异、异物、肿瘤、息肉。颈段气管软组织的遮盖影响比胸段气管少,所以DE软组织像中的显示会比胸段好,DE对气管及支气管开口显示比常规DR片平片要好,易于观察气管的病变。在诊断气管及主支气管的疾病时,因其以恶性比良性多见,只有在管腔被阻塞50%以上时,才出现严重通气障碍,误诊率达74%。目前气管、主支气管占位病变以纤支镜诊断为主,辅加MRI、CT影像学检查。但DE在气管及主支气管病变诊断作为简便检查、筛查,比常规DR检查有一定的临床应用价值。

DE技术也有局限性,如心脏搏动,曝光时呼吸,患者的移动等也影响图像质量,图像的密度分辨率还有待提高。能对病变部位大小、管腔狭窄程度、管壁增厚等情况作初步估计,但对气道内肿块很小或管壁增厚不明显的病变尚不能作出诊断。鼻咽癌及喉癌浸润侵犯鼻咽部气道的病变边缘显示并不十分清楚。目前正提倡低剂量检查,以尽量减少对病人的辐射,有专家并不提倡将“DE”检查技术作为常规检查要求,但对于临床症状典型气道病变病例应用此项新检查技术,为临床提供更丰富的诊断信息,可作为一种诊断新思路,并结合其它检查综合运用。


6、双能量减影技术在泌尿系统造影的应用

在静脉尿路造影检查过程中会导致摄片效果欠佳、影响诊断的因素主要有以下几种:

①检查前肠道清洁不佳,有大量内容物或肠腔气体与输尿管、肾区重叠,以至无法辨认造影剂。

②因骨组织影、淋巴结钙化及盆腔内静脉石与肾区、输尿管、膀胱区重叠而影响诊断。

③因肾积水致肾盏、肾盂显影较淡而影响病变观察。在以往工作中,如遇到上述情况,一般会建议患者行CT、MRI 等进一步检查以确定诊断,不仅增加了患者的痛苦,也增加了患者的经济负担。

在静脉尿路造影中应用数字减影技术,其优势在于去除了重叠的肠气及内容物的干扰,最大限度克服上述因素对造影检查结果的影响,通过后处理增加了组织的空间分辨力及对微小病灶的显示能力。常规片上造影剂显示模糊而减影后造影剂能清楚显示,从而使获得的图像更清晰、完整,使诊断变得更明确、可靠。

在实际工作中如果同时进行常规片及减影检查会使患者接受的X线剂量增加,建议对肠道准备欠佳或肾显影差的患者进行减影检查以提高诊断率。


7、双能量减影技术在下肢静脉造影的应用

下肢静脉疾病在临床上十分常见,其中静脉曲张占60%~70%,较严重者为下肢深静脉血栓形成,国内外报道80%~90%肺栓塞患者栓子来源于下肢深静脉。而急性肺栓塞是猝死的常见原因之一。因此,早期诊断成为治疗本病和预防并发症的关键。

下肢静脉疾病主要包括有静脉曲张及下肢深静脉血栓。临床上常用的检查方法包括顺行性静脉造影、CTV、MRV、彩色多普勒及DSA等。静脉造影一直是诊断下肢深静脉病变的金标准,可有效判断有无血栓以及血栓的位置、范围、形态和侧支循环情况,常用来评价其它检查的价值。但当患者肢体有广泛的浅静脉曲张时,深静脉内因对比剂量少而充盈不良,无法准确判断静脉病变后血流动力学改变的严重程度,影响了对瓣膜功能不全的诊断准确性,使假阳性率升高。且常规的静脉造影对既往有肢体血栓史的患者诊断特异性不高。CTV对下肢深部静脉及盆腔静脉血栓的诊断有较高的敏感性和特异性,可同时进行双侧扫描分别成像,还可行三维图像重组;缺点是难以准确把握静脉扫描的时间,对设备要求较高、费用昂贵,放射剂量较大,特别是不能评价静脉瓣的情况,对于准确定位阻塞部位尚有不足。MRV所示静脉轮廓清晰,伪影少,图像质量满意;然而其空间分辨力不足,目前无法清晰显示静脉瓣;而且因成像时间较长,导致血管被饱和及对比丢失,易误诊为静脉狭窄。CDFI是目前较佳的无创诊断方法,对近端DVT的诊断敏感性和特异性均较高,并可了解管腔再通及侧支循环状况。其局限性是如血管位置太深或超声仪灵敏度差,穿透力不够,易造成假阴性,判断静脉瓣数目及位置不及血管造影,操作时声束与血流方向呈90°时则无血流信号,易造成假阳性;且CDFI技术受操作者主观因素影响较大,血流受增益影响,且不能提供静脉整体图像。

双能量摄影技术以其高对比度使得在对比剂浓度不足时仍能获得满意的图像。此摄片技术能有效地消除软组织影像干扰,两种组织间的边缘更加锐利,下肢深静脉血管影及股深静脉瓣显示清晰。尤其是在实验组注射对比剂4分钟后,由于血管内聚积了一定浓度的对比剂,软组织与血管间的灰度差加大,其减影后骨像上示的灰度差值更大,显影更清晰。

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