單源雙能CT單能量圖像顯示直腸癌腹膜返折的價值

田士峰，劉愛連，汪禾青，劉靜紅，孫美玉，馬春梅，鞠燁，劉義軍

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧大連116011）

單源雙能CT單能量圖像顯示直腸癌腹膜返折的價值

田士峰，劉愛連，汪禾青，劉靜紅，孫美玉，馬春梅，鞠燁，劉義軍

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧大連116011）

目的：探討單源雙能CT單能量圖像顯示直腸癌腹膜返折的價值。方法：回顧性分析105例行單源雙能CT掃描并經手術病理證實的直腸癌患者資料，由兩位觀察者對混合能量圖像和40～140 keV每間隔10 keV而得到的11組單能量圖像中腹膜返折的顯示情況進行主觀評分，對兩位觀察者各組評分結果的一致性進行Kappa檢驗；采用Mann-Whitney U檢驗將11組單能量圖像的主觀評分結果分別與混合能量圖像進行比較；將混合能量圖像與單能量評分最高組圖像中直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見進行對照，應用卡方檢驗比較兩組圖像對腫瘤位置判斷的符合率。結果：兩位觀察者對各組圖像質量評分的一致性較好或一般。50～80 keV圖像質量評分高于混合能量圖像，差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0．05），其中60 keV圖像評分最高?；旌夏芰繄D像與60 keV圖像對直腸癌與腹膜返折位置關系的判斷符合率分別為80．95％、89．52％，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0．05）。結論：單源雙能CT 50～80 keV圖像顯示腹膜返折的圖像質量優(yōu)于混合能量圖像，以60 keV圖像最佳，其對腹膜返折與直腸癌位置關系的判斷符合率高于混合能量圖像，具有一定臨床價值。

直腸腫瘤；體層攝影術，螺旋計算機

不同位置的直腸癌在治療方案與預后判斷方面均存在差異[1]，腹膜返折是判定直腸癌病灶位于腹膜腔內外的重要標記[2]，可以對直腸癌的術前評估提供有效參考。CT現已逐步成為直腸癌術前的常規(guī)檢查，可以提供腫瘤浸潤深度、范圍及有無轉移等重要信息。許多研究已經證實單源雙能CT單能量成像技術可以改善圖像質量，提高目標組織對比度，可用于韌帶等低對比度組織結構的顯示[3-4]，但尚無該技術對腹膜返折顯示程度進行評判的研究。本研究擬探討單源雙能CT單能量成像技術對直腸癌腹膜返折顯示程度。

1 材料與方法

1．1 研究對象

回顧性分析2012年6月—2014年12月在我院行單源雙能CT掃描的105例患者資料，入組標準為：①CT檢查前均未行放、化療，CT檢查后兩周內得到手術證實；②無腹部手術史；③無腹腔、盆腔炎癥史；④無碘對比劑使用禁忌證。本研究經我院倫理委員會審批同意，所有患者檢查前均簽署知情同意書。入組病例均經手術及病理證實為直腸癌，其中男67例，女38例，年齡33～89歲，平均（64±11）歲。

1．2 CT檢查方法

所有檢查者檢查前3日進低渣飲食，檢查前日晚口服瀉藥清潔腸道，檢查當日禁食、禁水。采用單源雙能CT機（Discovery CT 750 HD，GE Healthcare，Milwaukee，USA），行全腹平掃及三期動態(tài)增強掃描，掃描范圍自膈頂至恥骨聯(lián)合下緣。管電壓為140 kVp和80 kVp的瞬時（0．5 ms）切換，自動毫安調制，螺距1．375。增強掃描采用雙筒高壓注射器經肘前靜脈注射對比劑碘海醇（濃度300 mgI/mL，通用電氣藥業(yè)，中國上海）80～100 mL，注射流率3．0～3．5 mL/s。采用對比劑智能跟蹤技術（Smart Prep），感興趣區(qū)（ROI）置于右腎門水平的腹主動脈，注射對比劑10 s后開始監(jiān)測，CT值達到150 HU后自動觸發(fā)動脈期掃描。靜脈期與動脈期延遲間隔30 s，平衡期與靜脈期延遲間隔120 s。采用標準算法重建，重建層厚為1．25 mm。

1．3 圖像分析

掃描結束后，將原始圖像傳至AW4．5工作站，對40～140 keV能量水平的平掃單能量圖像，每間隔10 keV獲得一組，最終獲得11組單能量圖像。對12組圖像（11組單能量及1組混合能量）進行層厚為1．25 mm的矢狀位重建（圖1，2）。在矢狀位圖像上，腹膜返折表現為稍高密度線樣結構，男性在膀胱后方與直腸相延續(xù)，女性的腹膜返折沿子宮后緣與直腸相延續(xù)[5]。觀察并記錄腫瘤大小、生長方式等一般情況。腹膜返折應與周圍細小血管相鑒別，細小血管由近端向遠端逐漸變細且強化程度較高。

由兩位CT讀片經驗為6年和8年的放射科醫(yī)生（觀察者1，2）分別對12組圖像腹膜返折的顯示情況進行5分制評分，具體標準為[3]：5分，顯示清晰的延續(xù)的線性結構；4分，顯示模糊的延續(xù)的線性結構；3分，顯示模糊的不延續(xù)的線性結構；2分，線性結構顯示不確切；1分，未顯示線性結構。評分≥3分時認為腹膜返折顯示滿足診斷要求。

對混合能量圖像和評分最高的一組單能量圖像，由觀察者1在不參考臨床資料的前提下，參考增強掃描所顯示腫瘤范圍，對腹膜返折與直腸癌病灶的位置關系進行判斷，并與患者的術中所見進行對照。所有的術中所見由外科手術醫(yī)師單獨記錄。腫瘤與腹膜返折的位置關系分為：腹膜返折之上、腹膜返折處和腹膜返折之下。同時記錄直腸癌的病理類型。

1．4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17．0軟件對數據進行統(tǒng)計學分析。①對兩位觀察者各組圖像質量評分結果的一致性進行Kappa檢驗，Kappa值＜0．20為一致性很差，0．21～0．40為一致性較差，0．41～0．60為一致性一般，0．61～0．80為一致性較好，0．81～1．00為一致性很好，取二者平均值進行分析。②采用Mann-Whitney U檢驗將11組單能量圖像的主觀評分結果分別與混合能量圖像進行比較。③將混合能量與單能量評分最高組圖像所判斷的直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見進行對照，采用卡方檢驗比較兩組圖像對腫瘤位置判斷的準確性。P＜0．05時為差異具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

圖1 56歲，男，直腸癌。圖1a～1k：40～140 keV圖像；圖1l：該患者混合能量圖像，所示50～80 keV圖像顯示腹膜返折較清晰，病灶位于腹膜返折之上。Figure 1.Male,56 years old,rectal cancer．Figure 1a～1k:40～140 keV images．Figure 1l:Mixed energy image,the peritoneal reflection is showed clear on 50～80 keV images,the lesion is located on the peritoneal reflection．

術中所見記錄腫瘤位于腹膜返折上30例，腹膜返折處24例，腹膜返折下51例。術后病理證實為直腸鋸齒狀腺癌1例，管狀腺癌82例，管狀腺癌伴乳頭狀腺癌3例，管狀腺癌伴黏液腺癌15例，黏液腺癌1例，黏液腺癌伴印戒細胞癌1例，黏液腺癌伴乳頭狀腺癌2例。88例表現為腸壁不均勻增厚，最厚處約0．8～2．6 cm；17例表現為腫塊，腫塊最大截面約6．0～18．0 cm2，其中15例為腔內生長，2例表現為腔外生長，并侵及腹膜返折。

2．1 各組圖像評分結果一致性檢驗

兩位觀察者對12組圖像的評分結果及一致性檢驗結果見表1。

圖2 81歲，男，直腸癌。圖2a～2k：40～140 keV圖像；圖2l：該患者混合能量圖像，所示50～80 keV圖像顯示腹膜返折較清晰，病灶位于腹膜返折之下。Figure 2.Male,81 years old,rectal cancer．Figure 2a～2k:40～140 keV images．Figure 2l:Mixed energy image,the peritoneal reflection is showed clear on 50～80 keV images,the lesion is located under the peritoneal reflection．

表1 兩位觀察者對12組圖像的評分結果及一致性檢驗（n=105）

兩位觀察者對混合能量圖像、40～90 keV及130～140 keV圖像的評分結果一致性較好，對100～120 keV圖像的評分結果一致性一般。

2．2 各單能量圖像與混合能量圖像評分結果比較

各組圖像主觀質量評分結果及各單能量圖像與混合能量圖像評分比較結果見表2。

表2 各組圖像主觀質量評分結果及各單能量圖像與混合能量圖像評分比較結果（n=105）

50～80 keV圖像質量評分高于混合能量圖像（P＜0．05），其中60 keV圖像評分最高；40、90、100 keV圖像與混合能量圖像質量評分間無差異（P＞0．05）；110～140 keV圖像質量評分低于混合能量圖像（P＜0．05）。

2．3 混合能量圖像與60keV圖像顯示直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見對照

混合能量與60 keV圖像顯示直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見比較結果見表3、4。

直腸癌與腹膜返折位置關系的判斷符合率，混合能量圖像為80．95％（85/105），60 keV圖像為89．52％（94/105），差異具有統(tǒng)計學意義（χ2=4．101，P=0．043）。

表3 混合能量圖像顯示直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見比較（n=105）

表4 60keV圖像顯示直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見比較（n=105）

3 討論

外科學上將直腸分為上、中、下三段，不同位置的直腸癌治療方案不同，術前正確評價直腸癌位置可以有效指導治療方案的選擇。臨床上通常將腫瘤與肛緣上方間的距離作為測量目標對直腸癌位置進行劃分，但由于患者身高、體重、性別等因素存在差異，這些劃分往往缺乏準確性[6]。上段直腸在前方和側方有腹膜覆蓋，中段直腸僅在前方有腹膜覆蓋，而下段直腸位于腹膜返折下方，沒有腹膜覆蓋。中段和下段直腸一般以腹膜返折處為界限[7]。腹膜返折以上直腸癌通常行Dixon手術，而腹膜以下直腸癌則依據保肛與否選用Dixon或Miles手術[8]。以腹膜返折為標記，將直腸分為上部和下部，其淋巴引流和靜脈回流區(qū)域各不相同[9]。此外，由于腹膜返折以下直腸癌因周圍結締組織疏松，更易受腫瘤細胞浸潤，且血供豐富，淋巴引流復雜，腫瘤更易蔓延[10]，導致腹膜返折下方的直腸癌通常惡性度更高，侵襲性更強。因此，腫瘤與腹膜返折的位置關系也是判斷腫瘤預后的關鍵因素。

直腸癌術前評估方法主要包括超聲內鏡、CT、MR等影像學檢查。超聲內鏡可利用高頻探頭對腫瘤進行分期，但對腸腔狹窄及高位腫瘤患者檢查受限[11]。MR對腹膜返折的顯示具有一定優(yōu)勢，但其掃描時間長，禁忌證相對較多。CT檢查方便快捷，利于臨床普及。常規(guī)CT采用混合能量X射線源，顯示的圖像代表的是平均能量水平，因此導致組織的對比度較低[12]，對于腹膜返折等低對比的薄膜結構顯示困難[3]。單源雙能CT通過高低兩種能量的瞬時切換，在同時相、同角度獲得兩種能量X線采樣數據，并以此確定體素在40～140 keV能量范圍內的衰減系數，進而得到101組單能量圖像[13]。單能量圖像有效避免了平均衰減效應的影響，大大提高了組織間的對比度。Tang等[3]已經證實，單源雙能CT的單能量成像技術可以提高胃結腸韌帶的顯示程度。

本研究結果顯示，在40 keV低能量水平，腹膜返折顯示程度較差，這是由于低能量水平圖像噪聲增高而導致的[14]。隨著能量水平的提高，在50～80 keV水平時腹膜返折顯示程度評分較高，且均高于混合能量圖像，較為清晰的顯示腹膜返折結構，此時的單能量圖像在提高顯示相鄰組織間對比度差異的同時兼顧了圖像噪聲[15]，且在60 keV時顯示程度達最高。在50～80 keV范圍內，兩位觀察者對圖像質量評分一致性也是較高的。單能量水平繼續(xù)增高時，腹膜返折的顯示程度開始下降，在110～140 keV范圍內時已低于混合能量圖像，這是由于高能量水平時組織間的對比度減弱[16]。該研究同時發(fā)現，60 keV圖像所顯示的直腸癌與腹膜返折位置關系與術中所見符合率高于混合能量圖像，由于60 keV圖像上腹膜返折顯示更加清晰、完全，更利于觀察其與病灶間的關系，而混合能量圖像腹膜返折較為模糊，易發(fā)生腹膜返折與病灶間關系的誤判。本研究中有2例腫瘤向外侵及腹膜返折，在各組圖像上均未顯示腹膜返折結構，提示CT圖像對腹膜返折的顯示受病變生長方式及其是否受侵的影響。

本研究具有一定局限性。首先，根據位置（膀胱或子宮與直腸之間）和形態(tài)（不同于血管的線性結構）來判斷腹膜返折的存在，而缺乏解剖對照；其次，腹膜返折為薄膜結構而無法放置ROI，不能計算對比噪聲比等定量指標，從而無法對不同組圖像進行更為客觀精確的量化評估。

綜上所述，單源雙能CT 50～80 keV圖像對腹膜返折的顯示優(yōu)于混合能量圖像，以60 keV圖像最佳，且其對腹膜返折與直腸癌位置關系判斷的符合率高于混合能量圖像，具有一定的臨床價值。

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The value of single source dual-energy CT monochromatic images in showing the rectal cancer peritoneal reflection

TIAN Shi-feng,LIU Ai-lian,WANG He-qing,LIU Jing-hong,SUN Mei-yu,MA Chun-mei,JU Ye,LIU Yi-jun
(Department of Radiology,the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning 116011,China)

Objective:To investigate the value of single source dual-energy CT monochromatic images in showing the rectal cancer peritoneal reflection．Methods:One hundred and five cases of rectal cancer patients with single source dual-energy CT scan and confirmed by pathology were retrospectively analyzed,the appearance of the peritoneal reflection on mixed energy image and 11 groups of monochromatic images(40～140 keV at intervals of 10 keV)were scored by two observers,the Kappa test was used to check the consistency of the score．The Mann-Whitney U test was used to compare the scores of mixed energy image and each monochromatic image．The relationship between rectal cancer and peritoneal reflection on mixed energy image and the highest score monochromatic image were compared with the surgery record,the Chi square test was used to compare the compliance rate．Results:The consistency of the image quality scores by the two observers were better or common．The 50～80keV images’quality scores were higher than mixed energy image(P＜0．05),the 60keV image score was the highest．The coincidence rate of the relationship between rectal cancer and peritoneal reflection on mixed energy image and 60 keV image were 80．95％,89．52％,with significant difference(P＜0．05)．Conclusion:Single source dual-energy CT of 50～80 keV images displayed peritoneal reflection are better than mixed energy image,the best is 60keV image,and it has certain clinical value．

Rectal neoplasms;Tomography,spiral computed

R735．37；R814．42

A

1008－1062（2016）09－0644－05

2016-01-14；

2016-02-27

田士峰（1987-），男，遼寧大連人，醫(yī)師。E-mail：TSF253356@163．com

劉愛連，大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，116011。E-mail：cjr．liuailian@vip．163．com