Chụp CT hai mức năng lượng: nguyên lý và ứng dụng lâm sàng

ÑIEÄN QUANG VIEÄT NAM Số 33 - 03/201968
CHỤP CT HAI MỨC NĂNG LƯỢNG: 
NGUYÊN LÝ VÀ ỨNG DỤNG LÂM SÀNG 
Dual energy computed tomography: basic principles 
and applications
Lê Văn Phước* 
* Khoa Chẩn đoán hình ảnh bv Chợ Rẫy
MỞ ĐẦU
CT hai mức năng lượng (DECT) là kỹ thuật rất mới, 
hiện đang phát triển. Từ thập niên 1970, người ta đã cố 
gắng nghiên cứu các thông tin về phổ năng lượng dùng 
trong chẩn đoán của CT với các nguồn phát tia có điện 
thế khác nhau. Để đạt được điều đó, cần thu đồng thời 
2 bộ dữ liệu của cùng vùng một chụp, ở hai mức năng 
lượng khác nhau. Với các hệ thống máy CT trước đây, ở 
các bộ phận tương đối di động thì hầu như rất khó hoặc 
không thể thực hiện. Ngày nay, với sự phát triển các hệ 
thống máy CT mới, tiến bộ phần cứng và các kỹ thuật xử 
lý hình, khả năng khảo sát DECT đã được thực hiện rộng 
rãi và một số kỹ thuật đã trở nên thường qui trong thực 
hành lâm sàng. 
NGUYÊN LÝ CƠ BẢN
Tạo hai mức năng lượng
DECT sử dụng bộ dữ liệu thu được ở hai mức năng 
lượng, thường là 80 kVp và 140 kVp. Để tạo nguồn phát 
ở hai mức năng lượng về phần cứng máy có các loại máy 
sau: dùng hai đầu đèn phát tia X đồng thời ở hai mức 
năng lượng khác nhau 
(Siemens), dùng một đầu đèn nhưng thay đổi rất 
nhanh phát ở hai mức năng lượng (GE), dùng một đầu 
đèn nhưng có hai lớp đầu thu để tạo ra hai mức năng 
lượng (Philips), hoặc dùng bộ lọc ở ngay phía sau đầu 
đèn để tạo hai mức năng lượng (Siemens). 
Hai mức năng lượng
Tương tác chủ yếu của tia X với vật chất để tạo 
ảnh chẩn đoán chủ yếu nhờ vào hiệu ứng quang điện và 
tán xạ Compton. Hiệu ứng quang điện liên quan phóng 
thích năng lượng của điện tử tầng ngoài khi vào tầng 
trong cùng hay lớp K. Năng lượng liên kết điện tử tầng K 
còn gọi là năng lượng ‘mức K’. Năng lượng mức K đặc 
trưng cho mỗi chất, ở đây có sự gia tăng đột ngột hấp 
thụ ở mức năng lượng này. Hầu hết các cấu trúc cơ thể 
có năng lượng mức K thấp. Khác với các cấu trúc khác, 
năng lượng mức K của iode (33,2 keV) và canxi (4,0 keV) 
cao. Idoe có mức năng lượng K gần với mức 80 kVp do 
đó mức độ hấp thụ tia X ở 80 kVp sẽ lớn hơn so với mức 
140 kVp. Mức 80 kVp, mô chứa iode sẽ có đậm độ cao 
hơn so với mô không chứa iode và tương phản này rõ 
hơn nhiều so với mức 140 kVp. Do vậy, có thể phân biệt 
các chất nhờ khác biệt mức K ở các mức năng lượng 
khác nhau giữa 80 kVp và 140 kVp. 
SUMMARY
Computed tomography is a modern medical imaging with rapid development and many technical advances. Dual energy 
CT (DECT) is adevelopment that offers great promise to increase the CT potential. Conventional CT utilizes a single X ray 
beam and contrast image is generated by the differences in photon attenuation of materials. In DECT, two energy levels are 
used to acquire images.The tube potentials are mostly set to 140 and 80 kVp to obtain the largest spectral difference. DECT 
differsmaterial composition by different photon energy levels. DECT is widely indicated and some indications are routineclinical 
use. Clinical applications include, for example, the assessment of contrast enhancement in focal organ lesions, pulmonary 
perfusion, angiography with bone removal and display of plaque distribution, kidney stone differentiation, and detection of 
tophi... This article introduces some basic principles and clinical applications of DECT. 
Keywords: Dual energy CT, spectral, contrast image, attenuation, materials
DIỄN ĐÀN
MEDICAL FORUM
ÑIEÄN QUANG VIEÄT NAM Số 33 - 03/2019 69
DIỄN ĐÀN
Xử lý hình
Hình ảnh được phân tích sâu hơn với mô hình 
‘phân tách thành phần vật chất’ trong phần mềm xử 
lý. Thông tin về mức hấp thụ tia X của các chất được 
chuyển thành thông tin về lượng hay nồng độ các chất. 
Có thể dùng mô hình phân tách của mỗi 2 hoặc 3 chất 
khác nhau. Phân tách ‘2 chất’ như nước và iode hoặc ‘3 
chất’ như mỡ, iode và nhu mô. Trong mô hìnhphân tách 
3 chất của mô khảo sát, ví dụ: mỡ, mô mềm và iode ở 
gan. Khi đậm độ nhu mô gan ở 80 kVp cao hơn ở 140 
kVp, có thể là do nồng độ iode. Sự tăng quang càng 
mạnh ở mức năng lượng 80kVp so với 140 kVp, thì 
nồng độ iode càng cao. Do đó, có thể phát hiện sự hiện 
diện của iode và hiển thị được hình ảnh ‘bản đồ iode’. 
Ngoài ra, có thẩ tái tạo hình ‘không thuốc ảo’ bằng cách 
trừ hình ảnh ‘bản đồ iode’với hình CT bình thường.
Lượng bức xạ và chất lượng hình ảnh
Hai mức điện thế dùng khảo sát trong DECT là 80 
kVp và 140 kVp. Về mức độ phơi nhiễm bức xạ, DECT 
được tính toán liều xạ tương đương với các khảo sát 
thông thường. Về chất lượng hình, ở mức năng lượng 
80 kVp và 140 kVp, hình ảnh thường có độ nhiễu cao 
hơn hình CT thường qui ở 120 kVp. Tuy nhiên ở các 
hình cân bằng thì đạt chất lượng hình ảnh tương đương 
hình CT thường qui. 
ỨNG DỤNG LÂM SÀNG 
Tổn thương gan
Khả năng lập bản đồ iode ở các cơ quan mô mềm có 
thể được sử dụng để nghiên cứu sự tăng quang của các 
tổn thương khu trú ở gan khó đánh giá ngấm iode trên CT 
thường qui: kích thước nhỏ, di căn ít mạch máu phân biệt 
các nang gan, u nhỏ tăng quang trên nền xơ gan...(Hình 1)
Hình 1. Bn. NVB, nam, 1938. U gan. Hình chụp thường qui ở thì uộn có thuốc (C). Thay đổi KeVtrên DECT cho 
thấy tương phản u tốt hơn (B). Hình "không thuốc ảo" (A) dựng lại mà không cần chụp hình không thuốc thật 
sự. Hình "bản đồ iode" (D)
Tổn thương thận
Nang thận đậm độ cao với u thận tăng quang khó 
phân biệt trên CT thường qui. Trên DECT, nang thận 
đậm độ cao trên hình ‘không thuốc ảo’, nhưng không 
cao trên hình ‘bản đồ iode’. Với u thận thì sẽ cao trên 
hình ‘bản đồ iode’ do có ngấm Iode. Hình ‘không thuốc 
ảo’ còn cung cấp thông tin về xuất huyết, vôi, mỡ của 
tổn thương như hình chụp ‘không thuốc thật sự’. 
Phân biệt các loại sỏi thận
Ba loại sỏi thận thường gặp nhất và có liên quan đến 
lâm sàng là: sỏi canxi (74%), acid uric (15%) và struvite 
(11%). Sỏi canxi và struvite chỉ có thể điều trị bằng ngoại 
khoa. Trong khi sỏi acid uric có thể được điều trị nội khoa. 
Tính chất phổ của sỏi acid uric yếu hơn so với sỏi canxi 
và struvite. Nhờ đó, DECT có thể phân biệt sỏi uric và sỏi 
canxi, struvite. Một nghiên cứu lâm sàng đã chứng minh 
độ tin cậy của DECT trong chẩn đoán phân biệt các loại 
sỏi này, giúp lập kế hoạch điều trị phù hợp. 
ÑIEÄN QUANG VIEÄT NAM Số 33 - 03/201970
DIỄN ĐÀN
Hình ảnh tưới máu phổi
Sử dụng mô hình phân tách ba loại vật chất cho 
iode, mô mềm và khí, có thể dựng được bản đồ nồng 
độ iode biểu thị tưới máu phổi. Trường hợp tắc mạch 
phổi, DECT cho thấy hình tắc mạch máu phổi đồng thời 
khiếm khuyết tưới máu nhu mô phổi ở vùng liên quan 
(Hình 2). Các nghiên cứu cho thấy có tương quan tốt 
giữa hình ảnh tưới máu trên DECT và hình tưới máu 
trên chụp nhấp nháy. Kết hợp hình ảnh tưới máu với 
hình ảnh về hình thái, cấu trúc nhu mô phổi cho phép 
DECT khảo sát hoàn chỉnh các bệnh lý phổi phức tạp. 
Chụp mạch máu
Do khác biệt tính chất phổ của iode với các cấu 
trúc khác trong chụp CT mạch máu (CTA), DECT giúp 
loại trừ xương dễ dàng trên bộ dữ liệu. Hình ảnh mạch 
máu chứa iode có thể thu được và dựng hình bằng 
kỹ thuật MIP giống như chụp MRI. Ngoài ra, các voxel 
chứa cả iode và vôi có thể được lấy ra hoặc thêm vào 
hình CTA, điều này giúp xác định chính xác hơn thành 
phần mảng xơ vữa hoặc độ hẹp lòng mạch máu.
Cơ xương khớp 
Đánh giá bệnh Gout thông qua phát hiện lắng 
đọng các tinh thể acid uric trong nốt tophi là ứng dụng 
khá quan trọng (Hình 3). Các hướng dẫn chẩn đoán 
Gout mới nhất đã đưa vào tiêu chuẩn DECT. Cơ chế 
phân tách thành phần vật chất phát hiện acid uric giống 
như phân biệt các loại sỏi hệ niệu.
Dập xương có thể đánh giá trên DECT nhờ kỹ 
thuật loại trừ xương cho thấy các vùng tăng lượng dịch. 
Kỹ thuật giúp phát hiện các trường hợp gãy xương kín 
đáo trên X quang thường qui. 
Các gân và dây chằng có đặc tính quang phổ yếu, 
do mật độ collagen dày đặc. Có thể đánh giá gân và 
dây chằng dày trên DECT. Tuy nhiên, tỷ số tín hiệu/
nhiễu thường không đủ để mô tả các dây chằng mỏng; 
do đó giá trị lâm sàng của ứng dụng này còn hạn chế.
Thần kinh
DECT dùng phân biệt hình ảnh xuất huyết thực sự 
và hình tăng đậm độ do ứ trệ thuốc cản quang iode sau 
can thiệp tái thông trong đột quị cấp. Ở xuất huyết thực 
sự không tăng quang trên hình bản đồ iode. 
Giảm xảo ảnh
CT thường qui bị ảnh hưởng nhiều bởi xảo ảnh do 
cứng hóa chùm tia hoặc dị vật kim loại. Xảo ảnh này sẽ 
giảm ở các hình với mức năng lượng cao trên DECT. 
Kết hợp thay đổi mức năng lượng trên DECT với các 
phần mềm làm giảm xảo ảnh rất nhiều. Điều này có giá 
trị trong khảo sát các bệnh lý vùng chậu, khớp có dụng 
cụ kim loại chỉnh hình, khớp giả
Hình 2. Bn BPKD., nữ, 1973. Thuyên tắc phổi. Hình 
DECT cho thấy huyết khối ở động mạch phổi (mũi 
tên) và vùng khiếm khuyết tưới máu nhu mô (hình 
tròn).
Hình 3. Bn.PQH., nam, 1960. Bệnh Gout với nồng độ 
acid uric máu: 13 mg/ml. DECT cho thấy vị trí, kích 
thước các nốt tophi (màu xanh lục) (mũi tên)
ÑIEÄN QUANG VIEÄT NAM Số 33 - 03/2019 71
DIỄN ĐÀN
KẾT LUẬN
Chụp CT hai mức năng lượng là kỹ thuật mới ứng 
dụng đặc tính phân biệt các thành phần vật chất dựa 
vào sự khác biệt hai mức năng lượng. Các ứng dụng 
lâm sàng nổi bật là: gia tăng khả năng phát hiện, mô tả 
đặc tính tổn thương, phân biệt sỏi hệ niệu, phát hiện 
nốt tophi, đánh giá tưới máu phổi, loại trừ xương chụp 
mạch máu, giảm xảo ảnh kim loạiCác ứng dụng trên 
ngày càng được chứng minh có giá trị lâm sàng. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Cynthia H. McCollough, Dual- and Multi-Energy CT: Principles, Technical Approaches, and Clinical Applications, 
Radiographics, 2015 
2. DeCecco CN, Darnell A, Rengo M, et al. Dual-energy CT: oncologic applications. AJR Am J Roentgenol, 2012
3. Hyun Woo Goo,Dual-Energy CT: New Horizon in Medical Imaging, Korean J Radiol 2017
4. Johnson TR, Dual-energy CT: general principles, AJR Am J Roentgenol, 2012 
6. Joseph R. Grajo, Dual energy CT in practice: Basic principles and applications, Applied Radiology, 2016
7. McCollough CH, Dual- and multienergy CT: principles, technical approaches, and clinical applications, 
Radiology, 2015
8. Shima Aran, Applications of Dual-Energy CT in Emergency Radiology, AJR, 2014
9. Silva AC, Morse BG, Hara AK, et al. Dual-energy (spectral) CT: applications in abdominal imaging. Radiographics, 
2011
TÓM TẮT
Chụp cắt lớp vi tính là ngành hình ảnh y học hiện đại phát triển rất nhanh với nhiều tiến bộ kỹ thuật. CT hai 
mức năng lượng (DECT) là sự phát triển mới mang lại rất nhiều hứa hẹn gia tăng khả năng hoạt động của CT. CT 
thường qui dùng một chùm tia và hình ảnh tạo ra đơn thuần do khác biệt hấp thụ tia X. Ở DECT hình ảnh được tạo 
ra từ hai mức năng lượng. Hai mức điện thế đặt thông thường là 80 và 140 kVp để tạo ra khác biệt về phổ lớn nhất. 
DECT phân biệt các thành phần của vật chất bởi khác biệt các mức năng lượng. Hiện nay DECT được chỉ định rộng 
rãi, và một số sử dụng thường qui lâm sàng. Các ứng dụng bao gồm: đánh giá tăng quang các tổn thương khu trú, 
tưới máu phổi, loại trừ xương trong chụp mạch, hiển thị mảng xơ vữa, phân biệt sỏi thận, phát hiện nốt tophi Bài 
viết giới thiệu một số nguyên lý và ứng dụng lâm sàng cơ bản của DECT. 
Từ khóa: CT hai mức năng lượng, phổ, tương phản hình ảnh, hấp thụ, vật chất
Ngày nhận bài: 20/12/2018. Ngày chấp nhận đăng: 20/2/2019
Người liên hệ: Lê Văn Phước, Khoa CĐHA bệnh viện Chợ Rẫy, email [email protected]