第一代光子计数探测器 CT 与第三代能量积分探测器 CT 在晚期外周动脉疾病成像中的对决：谁更胜一筹？

为评估第一代双源光子计数探测器 CT（PCD-CT）和第三代双源能量积分探测器 CT（EID-CT）在晚期外周动脉疾病（ASPAD）成像中的性能，德国维尔茨堡大学医院的研究人员开展相关研究。结果显示 PCD-CT 成像质量更高，有辐射剂量和对比剂用量节省潜力，对评估治疗方案和患者预后有重要意义。

　　外周动脉疾病（PAD）就像隐藏在人体血管中的 “定时炸弹”，时刻威胁着公众健康。它发病率高，却常常被漏诊。而在诊断 PAD 的过程中，计算机断层扫描（CT）虽至关重要，但它带来的辐射暴露也成了一大隐患。尤其是在评估下肢 PAD 进行血管介入手术规划时，CT 发挥着关键作用，不过也让患者承受了不少辐射。

为了更精准地评估病情，选择合适的治疗方案，CT 血管造影（CTA）成为评估 PAD，特别是股动脉流出道病变的常用诊断方法。然而，在晚期 PAD 阶段，严重的动脉钙化和支架的存在就像 “捣乱分子”，干扰着 CTA 的准确性，使得血管腔显示不清，影响医生对血管内治疗和搭桥手术的决策。

传统的能量积分探测器 CT（EID-CT）在面对小血管、显著钙化和支架管腔时，就像 “近视眼看东西”，存在明显局限性。而光子计数探测器 CT（PCD-CT）技术的出现，就像给医学成像带来了新希望，它有望提高剂量效率，显著改善图像质量。但这两种技术在晚期 PAD 成像中的实际表现究竟如何呢？为了解开这些谜团，德国维尔茨堡大学医院（University Hospital Würzburg）的 Viktor Hartung 等人开展了一项研究，旨在探索 PCD-CT 和 EID-CT 在诊断晚期 PAD 方面的能力和局限性，并进行直接比较。该研究成果发表于《Scientific Reports》杂志。

研究人员首先准备了一具患有晚期股浅动脉 PAD 的人体尸体，通过外科手术建立了右大腿的体外连续灌注模型。在已有的一枚支架基础上，又在严重钙化和狭窄部位植入了三枚支架，模拟出 13 种不同的晚期 PAD 场景。

接着，研究人员使用第一代双源 PCD-CT（Naeotom Alpha）和第三代双源 EID-CT（Somatom Force）进行 CTA 扫描。扫描设置了不同的辐射剂量（为 10、5、3 mGy），并匹配了相应的卷积核。扫描完成后，对原始数据进行重建，采用相同的几何设置，使用相似的迭代重建算法。之后，通过测量支架管腔可见性、管腔衰减和计算信噪比（SNR）等指标，对图像进行客观分析，并进行统计分析 。

研究结果

1. 灌注模型应用情况：灌注模型虽成功建立，但由于严重钙化，流入和流出引入部位出现渗漏，不过这并未影响 CTA 和后续图像分析，也不影响血管造影成像和支架置入，且能准确创建不同的 ASPAD 场景。
2. 支架管腔可见性：辐射剂量对管腔可见性无显著影响。PCD-CT 使用超锐利 BV76 卷积核重建的图像，支架管腔可见性优于 EID-CT 使用最锐利适用卷积核 BV59 的结果（97±2% 对 88±6%；span data-custom-copy-text="\(p0.001\)"）。EID-CT 使用 BV40 卷积核重建的图像平均管腔可见性最低，为 77 ± 5%。严重支架扩张不全导致的管腔可见性最低，仅 66.7%。
3. 信噪比和分辨率：在严重支架扩张不全的动脉段，由于伪影干扰，排除该场景进行 SNR 比较。PCD-CT（BV40）在 10 mGy 时获得最高 SNR，为 16.3 ± 7.2。PCD-CT（BV60）在 3 mGy 时的 SNR 与 EID-CT（BV59）在 10 mGy 时相当（8.3+2.0 对 9.9+2.1；）。只有 PCD-CT 使用超锐利 BV76 卷积核重建的扫描，SNR 随剂量增加而增加。
4. 管腔衰减：无论何种情况，PCD-CT 的绝对管腔衰减均高于 EID-CT。PCD-CT（BV60）在 10 mGy 和 PCD-CT（BV76）在 5 mGy 时测量到最高衰减值，而 EID-CT（BV59）在 5 mGy 时衰减值不超过 329 ± 12 HU。多数场景下，支架内和相邻未支架段的管腔衰减变化不显著，但严重支架扩张不全场景除外。

研究结论与讨论

该研究表明，PCD-CT 在图像质量的多个关键方面，如支架管腔可见性和管腔对比衰减，表现明显优于 EID-CT。较小的残余管腔直径对管腔显示的影响比广泛钙化、高支架支柱密度或多层支架更大。在动脉直径大于 4 mm 时，两种 CT 扫描技术都有助于检测临床相关狭窄，但对于直径小于 2 mm 的血管和支架支柱明显收缩的情况，两种技术都存在局限性，不过 PCD-CT 在 2 - 4 mm 管腔范围内可能更具优势。

此外，PCD-CT 在达到相同图像质量时，相比 EID-CT 有显著的剂量降低潜力，使用不到三分之一的辐射剂量就能获得与高剂量 EID-CT 协议相同的 SNR。这不仅有助于减少患者辐射暴露，还可能减少对比剂用量，对肾功能受损的患者意义重大。

基于研究结果，对于 ASPAD 患者，推荐使用低剂量 PCD-CT 并采用锐利的 BV76 卷积核进行图像重建；对于 EID-CT，建议使用可用的最锐利卷积核（如 BV59）并在合法允许的剂量参考值内进行高剂量扫描，同时使用较小视野分别对每条腿进行重建，以充分发挥扫描仪的分辨率潜力。

虽然该研究存在一些局限性，如样本量小、实验设置无法评估某些情况等，但它仍为 PCD-CT 和 EID-CT 在晚期 PAD 成像中的应用提供了重要参考，有助于医生选择更合适的成像技术，为患者制定更精准的治疗方案，对改善患者的治疗效果和预后具有重要意义。