В обычной КТ единственным способом оценки вещества является его плотность, выражаемая значением КТ. Известно, что два разных вещества, например, бутылка соленой воды и бутылка сахарной воды, могут быть измерены с совершенно одинаковым значением КТ, что не может показать разницу в их составе. При обычных обследованиях единственным способом различить разные вещества с одинаковым значением КТ является дорогостоящая магнитно-резонансная томография. При прохождении через определенный объект его значение КТ регулярно меняется по мере увеличения или уменьшения энергии рентгеновского луча, образуя характерную спектральную линию, которая связана только с природой самого вещества и часто отличается от вещества к веществу. На основании этого открытия, если построить кривую энергетического спектра интересующего вещества, а затем сравнить ее с кривой энергетического спектра известного вещества, можно понять состав вещества. Другими словами, КТ энергетического спектра выходит за рамки ограничения описания вещества по одному лишь значению КТ, и начинает определять его точный состав и повышать уровень дифференциальной диагностики, поэтому некоторые люди также называют его химической КТ и патологической КТ. В Discovery CT 750 HD был усовершенствован основной компонент — детектор, в качестве основного материала использован гранат, разработан детектор драгоценных камней, что позволило улучшить такие ключевые показатели, как скорость отклика и эффект послесвечения в 4 раза и даже в тысячи раз, отсюда и название Gemstone CT, а название визуализации — GSI (Gemstone Spectral Imaging). Ключом к построению кривой энергетического спектра является наличие рентгеновского излучения одной энергии для обнаружения объекта. На практике рентгеновские лучи представляют собой смешанные энергетические изображения, состоящие из фотонов различных энергий, и невозможно преследовать рентгеновские лучи одной энергии. Реализация КТ с энергетическим спектром изображения драгоценных камней основывается, во-первых, на прочной физической теоретической базе. КТ формирует изображение путем измерения поглощения рентгеновских лучей в объектах, а поглощение веществ меняется в зависимости от энергии рентгеновских лучей, например, мягкие ткани и кровь не сильно меняются в зависимости от энергии; напротив, вещества с высоким атомным весом, такие как кость и контрастные вещества, используемые в КТ (в основном йод), меняются сильнее. Во-вторых, любое вещество имеет соответствующую характерную кривую поглощения, и эта кривая поглощения может быть полностью выражена двумя энергетическими точками. Поэтому, когда один и тот же объект изображается с помощью рентгеновских лучей двух различных энергий, можно определить кривую поглощения и, таким образом, найти вещество, соответствующее этой кривой поглощения. Именно это изменение в зависимости от энергии позволяет различать различные вещества методом энергетической КТ-визуализации. Гем КТ имеет мгновенное переключение высокого и низкого напряжения двухэнергетической лампы, что позволяет двум наборам рентгеновских лучей разной энергии проникнуть в тело в течение 0,5 мс путем мгновенного переключения генератора высокого напряжения, получения двух наборов данных, а затем путем сложных математических операций можно получить 101 набор изображений одной энергии при разных энергиях рентгеновского излучения и рассчитать кривую энергетического спектра сканируемого объекта, что остроумно решает эту проблему. kVp: kilovolt peak киловольт пик (единица выходной мощности рентгеновского оборудования); KeV: 1000 электрон-вольт, это энергия, необходимая для ускорения электронов через разность напряжений 1000 v. Физические эксперименты показали, что поглощение рентгеновских лучей любым одним веществом может быть выражено через поглощение любыми двумя другими веществами (парами базовых веществ), точно так же, как любая точка на карте может быть выражена через координаты X-Y. Поскольку коэффициент поглощения рентгеновских лучей любым веществом может быть определен коэффициентами поглощения рентгеновских лучей любыми двумя базовыми веществами, ослабление одного вещества может быть преобразовано в плотность двух веществ, дающих одинаковое ослабление, что позволяет разделить анализ состава вещества и разделение веществ. В качестве пары базовых веществ обычно выбирают воду и йод, поскольку они ближе к распространенным в медицинской визуализации контрастным веществам мягких тканей и йоду, что облегчит анализ и понимание. Конечно, можно выбрать любую пару веществ в качестве пары базовых веществ, и на самом деле для некоторых конкретных клинических применений хотелось бы использовать пару базовых веществ, отличную от воды и йода, чтобы более интуитивно и количественно отразить состав тканей неизвестного объекта. Преимущества Gemini Spectral CT: 1. Мы знаем, что для того, чтобы отделить поражение от окружающей ткани, эффект различных рентгеновских энергий различен, например, маммография может использовать только рентгеновское излучение низкой энергии, генерируемое молибденовой мишенью, но не обычной энергии. Теперь мы можем получить 101 группу моноэнергетических изображений различной энергии за одно сканирование, и мы можем выбрать лучшее изображение для наблюдения за конкретным поражением по своему усмотрению, что позволяет не только более четко рассмотреть детали поражения, но и найти поражение, которое невозможно обнаружить при обычном обследовании. Предварительные исследования показали весьма удовлетворительные результаты в улучшении показателей обнаружения малоконтрастных паренхимальных органов, таких как печень и поджелудочная железа. 2.Устранение склероза и металлических артефактов. Вышеуказанные артефакты были непреодолимы с момента появления КТ, которые в основном связаны со смешанной энергией рентгеновского излучения, а при получении моноэнергетических изображений эта проблема может быть в значительной степени решена. Наибольшую клиническую пользу принесет обзор различных типов размещения металлических конструкций в ортопедии. Ранее артефакты КТ были очевидны и влияли на наблюдение, рентгеновские изображения накладывались друг на друга и детали были ограничены, при МРТ необходимо убедиться, что металлические объекты не магнитятся, а КТ с драгоценными камнями может хорошо реализовать свои преимущества тонкого слоя и реконструкции после устранения этих помех.