光子计数探测器CT（PCD-CT）作为CT成像领域的创新技术，正逐渐改变心脏成像的格局。它在技术原理上与传统能量积分探测器CT（EID-CT）存在显著差异，为心脏疾病的诊断和评估带来了新的可能。

 

PCD-CT的核心技术优势在于其探测器。相比EID-CT，PCD-CT使用更小的探测器元件，能实现更高的空间分辨率，扫描层厚可达0.2mm，有助于更清晰地观察心脏结构和病变 。同时，PCD-CT具备独特的光谱成像能力，可对单个入射光子进行计数和能量测量，将其分类到不同能量区间，这不仅提高了对组织类型和物质的区分能力，还能实现多种高级图像重建，如虚拟去碘（VNI）图像、虚拟去钙图像和虚拟单色图像（VMI） 。目前，各大设备厂商都在积极研发PCD-CT系统，部分已应用于临床，但仅有西门子的NAEOTOM Alpha系统实现商业化。

 

在冠状动脉疾病诊断方面，PCD-CT展现出了巨大的潜力。冠状动脉钙化评分是评估心血管疾病风险的重要指标，传统依靠非增强CT扫描和Agatston方法进行评分。PCD-CT虽能凭借高分辨率更好地检测微小钙化并精确估计钙化体积，但在利用VNC和VNI图像替代传统非对比扫描计算钙化积分时，存在结果不准确的问题，目前尚未能完全取代传统方法 。在冠状动脉评估中，CCTA是诊断冠心病的重要手段，但冠状动脉钙化会导致blooming伪影，影响狭窄程度的准确判断。PCD-CT的超高分辨率模式和光谱成像功能，可有效减少伪影，提高冠状动脉狭窄评估的准确性。研究显示，其在检测冠状动脉狭窄时具有较高的灵敏度、特异性和准确性，有望降低冠心病诊断的假阳性率，减少不必要的有创冠状动脉造影（ICA）和重复扫描 。此外，结合CT衍生的血流储备分数（FFRCT），PCD-CT能为冠状动脉狭窄的功能评估提供更准确的依据，优化患者管理策略，减少对脆弱患者（如TAVR患者）的侵入性操作。对于支架成像，传统CT受blooming和线束硬化伪影影响，难以准确评估支架内再狭窄。PCD-CT通过选择合适的采集和重建参数，特别是超高分辨率成像结合特定内核，可提高对支架内再狭窄评估的准确性，但目前还不能完全替代ICA作为评估金标准 。

 

 

使用PCD-CT进行的冠状动脉疾病高级评估。a 使用PCD-CT在增强、真实平扫、虚拟去碘和虚拟平扫图像上进行冠状动脉钙化评分。与真实平扫图像相比，左前降支（LAD）动脉中的钙化斑块在虚拟去碘图像上显得更明显，在虚拟平扫图像上则不太明显。b 对一名患有稳定型心绞痛且存在多种危险因素的66岁男性进行冠状动脉超高分辨率成像。（a）LAD的多平面重建（MPR）图像，显示血管壁广泛钙化。MPR和横断面视图显示LAD近端和中段无明显狭窄。（b）LAD的MPR图像及横断面视图显示，LAD从中段到远端的过渡段管腔明显变窄。（c）有创冠状动脉造影证实LAD中/远端存在明显狭窄。c 使用超高分辨率PCD-CT进行支架成像。对一名有典型胸痛症状的67岁男性患者采用超高分辨率模式的PCD-CT进行冠状动脉CT血管造影。该患者有LAD和左旋支（LCX）动脉支架置入史。多平面重建图像显示LCX支架通畅。然而，LAD支架内远端存在再狭窄迹象。三维容积重建清晰显示LAD和LCX中的支架。相应的有创冠状动脉造影证实LAD存在支架内再狭窄，LCX支架通畅。   

 

在心肌纤维化评估方面，心血管磁共振成像（CMR）的钆对比剂延迟强化（LE）是当前非侵入性评估心肌梗死、瘢痕和活力的金标准 。CT的延迟强化成像（LECT）也逐渐受到关注，它可与CCTA在一次检查中完成，同时评估冠状动脉疾病和心肌强化模式，且不存在CMR的一些禁忌证 。PCD-CT凭借更高的空间分辨率和更好的对比噪声比，有望改善LECT的成像质量。研究表明，PCD-CT在细胞外容积（ECV）测量方面与CMR具有良好的相关性，可作为评估心肌纤维化的有效替代方法 。

光子计数探测器CT成像方案，可一站式完成冠状动脉评估和延迟强化成像。常规冠状动脉CT血管造影（CCTA）方案的时长约为10分钟，额外的延迟强化（LE）CT采集会使总时长延长至约15 - 20分钟。不同中心的采集时间可能有所差异。血细胞比容评估仅在注射对比剂5 - 10分钟后进行选择性细胞外容积（ECV）评估时才是必要的。平扫是可选的，因为它可以重建为虚拟去碘图像。

 

除上述应用外，PCD-CT在心脏成像领域还有更多潜在应用方向。在斑块特征定量分析方面，结合超高分辨率成像和光谱信息，PCD-CT有助于更准确地评估斑块的易损性，为患者预后和治疗策略的制定提供重要参考 。在心脏外膜脂肪组织成像中，PCD-CT可通过不同能量水平的VMI重建，更精确地评估脂肪衰减，实现对心血管风险的预测 。在心肌灌注CT中，PCD-CT有望凭借其减少伪影和提高分辨率的优势，与CCTA和LECT相结合，为冠心病患者提供一站式的综合评估 。此外，在瓣膜介入手术的术前规划和术后评估中，PCD-CT也能发挥重要作用，如帮助医生更清晰地观察解剖结构、预测预后以及鉴别术后并发症等 。同时，PCD-CT还有望降低对比剂和辐射剂量，在不影响图像质量的前提下，提高患者的安全性。

一名59岁近期被诊断为心肌梗死的女性的短轴位PCD-CT（图a和图b）和心血管磁共振图像（图c和图d）。图a展示了左心室的PCD-CT细胞外容积（ECV）图，基底部下外侧段ECV局灶性增加。图b显示了计算得到的碘图，碘呈缺血性分布模式潴留，与心血管磁共振上的延迟钆增强区域（图c）相对应。图d为（注射钆剂后的）短轴位电影图像，其中基底部下外侧段观察到信号强度增加和节段性室壁运动异常，提示心肌梗死。

 

尽管PCD-CT 在心脏成像中展现出巨大的潜力，但要广泛应用于临床仍面临诸多挑战。目前，需要开展大规模的临床试验，以明确其临床实用性和对患者预后的影响；各中心之间的成像协议和后处理技术也需要标准化，以确保结果的可重复性和可比性；PCD-CT设备的有限可用性和高昂成本也是限制其广泛应用的重要因素，随着技术的发展，成本有望降低 。此外，心血管放射科医生和影像心脏病学家之间需要加强合作，以准确识别PCD-CT的适应证、正确解读图像并制定合适的扫描方案。

 

总体而言，PCD-CT在心脏成像中已展现出显著优势，能够提高诊断准确性，为患者风险分层提供更可靠的依据。随着技术的不断发展和完善，PCD-CT有望在未来成为心脏成像的重要手段，减少侵入性操作，优化医疗资源利用，改善患者的治疗效果和预后 。

 

文献原文：Sharma SP, Lemmens MDK, Smulders MW, Budde RPJ, Hirsch A, Mihl C. Photon-counting detector computed tomography in cardiac imaging. Neth Heart J. 2024 Nov;32(11):405-416. doi: 10.1007/s12471-024-01904-5. 仅供专业人士交流目的，不用于商业用途。

 

来源：Internet

关键词： 光子计数探测器CT 心脏成像