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目的：双能CT (Dual Energy Computed Tomography, DECT)可获得不同能量的虚拟单能谱图像(virtual monochromatic spectral, VMS)。本实验对虚拟单能谱图像成像质量及相关因素进行定量分析。方法：采用CTU-41型头颈躯干仿真体模,行DECT虚拟单能谱和常规CT成像,联合Safire(3)禾口FBP重建算法得到70 keV/FBP、70 keV/Safire(3)、120 kVp/FBP、 120 kVp/Safire(3)共4组图像,按部位采用配对t检验比较各组织和器官CT值和噪声。将12只5 ml针筒装含碘15 mg/ml对比剂和12只5 ml装生理盐水(碘水对)分别放置于仿真体模头、胸、腹部的上、下、左、右4个方位。对仿真体模分别行双源CT和能谱CT扫描,在相同剂量下(容积CT剂量指数为6.52 mGy)经后处理分别获得40-140 keV共7个能级虚拟单能谱图像(VMS双源和VMS管电压)；测量不同能级VMS双源和VMS管电压图像的碘CT值、背景噪声、碘信噪比(SNR)和碘对比噪声比(CNR)；采用配对t检验比较相同能级VMS双源和VMS管电压的碘CT值、背景噪声、碘SNR和碘CNR,采用单因素方差分析比较同一成像方式相同能级不同部位上述参数的差异。结果：丘脑、颅骨外空气、胆囊、肝实质、脾脏、前列腺在70 keV与120 kVp图像上CT值的差异均无统计学意义(P均>0.0083)；70 keV图像上侧脑室、小脑、胸腺、心脏、肺、胃泡和直肠肠管内空气的CT值低于120 kVp图像,下颌骨、胸椎、腰椎、股骨头中央部70 keV图像CT值高于120 kVp图像,差异均有统计学意义(P<0.006)；Safire(3)与FBP算法的70 keV单能谱图像、120 kVp图像CT值的差异无统计学意义(P均>0.0083)。70 keV图像与120 kVp图像噪声的差异无统计学意义(P均>0.0083)；Safire(3)算法单能谱70 keV图像、常规CT120kVp图像与其FBP重建算法相比较,噪声降低约25.29±9.39%和27.93±8.39%(P均<0.0083)。VMS双源和VMS管电压图像的碘CT值均随着能级升高逐渐下降,且各部位各能级的VMS双源图像碘CT值均高于VMS管电压图像,差异有统计学意义(P<0.05)。VMS管电压的CT值在低于100 keV时从头、胸、腹部依次降低,而VMS双源多数能级的CT值在胸部较高,差异有统计学意义(P<0.05)。VMS管电压和VMS双源图像的背景噪声均在40 keV时最高,在头、胸、腹部各能级均依次升高。VMS管电压背景噪声随着能级增高逐渐降低,在70 keV达低点后,80 keV有所升高,而后继续降低；VMS双源背景噪声在70或80 keV降至低点后,而后逐渐升高。除头部40、100 keV和胸部100 keV的VMS管电压和VMS双源背景噪声差异无统计学意义外,其余差异均有统计学意义,且在低于100keV时VMS双源背景噪声低于VMS管电压,高于100keV时VMS双源背景噪声低于VMS管电压(P<0.05)。VMS管电压和VMS双源的碘SNR在40或60 keV最高,除40 keV头、腹部外,VMS双源的碘SNR均高于VMS管电压,差异有统计学意义(P<0.05)。VMS管电压和VMS双源的碘CNR均在60 keV最高,除40 keV头部和120、140 keV腹部外,VMS双源的碘CNR均高于VMS管电压,差异有统计学意义(P<0.05)。SNR和CNR在各能级从头、胸、腹部均依次降低。结论：70 keV与120 kVp图像的CT值在部分组织器官是不等效的；70 keV与120 kVp图像的噪声水平无明显差异；迭代算法对DECT单能谱成像和常规CT成像均能明显降低图像噪声,提高图像质量。VMS管电压和VMS双源两种双能CT技术VMS图像噪声指标在不同能级、部位表现各不相同,但二者均可在约70 keV获得较低噪声的图像,在60 keV获得最佳SNR和CNR的图像。