能譜CT虛擬平掃檢測泌尿系結(jié)石的價值

孫金磊

【摘要】 目的：探討能譜CT虛擬平掃（VNCT）檢測泌尿系結(jié)石的應(yīng)用價值。方法：對260例臨床懷疑泌尿系結(jié)石患者行能譜CT尿路造影，依次進(jìn)行平掃和動脈期、實質(zhì)期及排泄期四期能譜掃描。系統(tǒng)自動生成70 keV單能量圖像，對動脈期能譜掃描圖像去碘，生成VNCT圖像。在相同窗寬、窗位下比較平掃單能量圖像（CNCT）、VNCT圖像對結(jié)石的顯示情況，并比較直徑>5 mm的結(jié)石測量中心區(qū)CT值。結(jié)果：在平掃單能量圖像上共發(fā)現(xiàn)332個結(jié)石。以此為參考標(biāo)準(zhǔn)，VNCT圖像對<2 mm結(jié)石和≥2 mm結(jié)石的檢出率分別為93.33%（84/90）和100%（242/242），差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。VNCT圖像上所測量結(jié)石平均CT值與常規(guī)平掃比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.001）。結(jié)論：能譜VNCT圖像可用于檢測泌尿系結(jié)石，特別是≥2 mm的結(jié)石，并且可以有效的降低輻射劑量。

【關(guān)鍵詞】 尿路結(jié)石； 體層攝影術(shù)； X線計算機(jī)； 能譜成像

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2016.30.027 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B 文章編號 1674-6805（2016）30-0049-02

在對泌尿系結(jié)石的檢查中，CT尿路造影已經(jīng)成為首選的檢查方法。為評價尿路梗阻和腎功能狀況，常需做多期增強(qiáng)掃描，其較高的輻射劑量一直廣受醫(yī)務(wù)工作者詬病，國內(nèi)采取各種方法以減少輻射劑量，但不可避免的出現(xiàn)造影劑用量的增加，檢查時間的延長等問題。Sarver在2012年美國腹部影像學(xué)年會上發(fā)表研究，闡述了利用能譜CT腹部掃描，患者接受的劑量要低于同等掃描范圍的傳統(tǒng)掃描[1]。能譜CT的虛擬平掃（virtual nonenhanced CT，VNCT）技術(shù)能在增強(qiáng)檢查中獲得近似普通平掃的圖像，如果應(yīng)用虛擬平掃代替?zhèn)鹘y(tǒng)平掃多期相腹部掃描的劑量可以降低30%～50%[2-4]。本研究探討VNCT與普通平掃（conventional nonenhanced CT，CNCT）在檢出泌尿系統(tǒng)結(jié)石的一致性，評估能譜CT檢測泌尿系結(jié)石的價值，以期在降低輻射劑量的同時，檢查被對比劑掩蓋的結(jié)石。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2015年4月-2016年4月因泌尿系結(jié)石而接受CT尿路造影檢查的260例患者，男103例，女157例，年齡36～75歲，平均（56.3±8.4）歲。

1.2 方法

采用美國GE Discovery CT 750 HD能譜CT機(jī)進(jìn)行檢查。掃描參數(shù)：GSI模式，螺距0.984，X線管轉(zhuǎn)速0.7 s，床速39.37 mm/rot，管電壓為高、低能量（140、80 kVp）瞬時（0.5 ms）切換，管電流為375 mA，GSI ASIR 40%，F(xiàn)OV 35 cm?；颊哐雠P位，掃描范圍從雙腎上緣至恥骨聯(lián)合水平。依次進(jìn)行平掃和動脈期、實質(zhì)期及排泄期四期能譜掃描，系統(tǒng)自動生成70 keV單能量圖像，增強(qiáng)掃描采用高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注射碘海醇（含碘300 mg/ml）70～80 ml，注射速率3.0 ml/s，動脈期掃描時間采用自動掃描觸發(fā)裝置Smart Prep技術(shù)監(jiān)測腹主動脈CT值觸發(fā)掃描，監(jiān)測閾值為100 HU，達(dá)到閾值后延遲8 s開始掃描，于動脈期30 s后行門靜脈期掃描，5～10 min后行延遲掃描。

1.3 圖像處理及分析

在美國GE Heath Care AW 4.5工作站上對圖像進(jìn)行分析。用能譜分析軟件物質(zhì)分離技術(shù)對動脈期能譜掃描圖像做出虛擬平掃圖像，確定CNCT、VNCT圖像上的結(jié)石數(shù)目、位置、大小及直徑大于5 mm結(jié)石的CT值。以CNCT圖像為參考標(biāo)準(zhǔn)，評估VNCT圖像對結(jié)石的顯示情況及結(jié)石大小有無變化。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 18.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理，采用（x±s）表示計量資料，使用t檢驗，計數(shù)資料采用率（%）表示，使用字2檢驗，P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

260例中，CNCT圖像共顯示332個結(jié)石灶，其中直徑<2 mm結(jié)石90個，≥2 mm結(jié)石242個；以CNCT圖像為參考標(biāo)準(zhǔn)，VNCT圖像對本組結(jié)石的總檢出率為98.19%（326/332），兩種檢查方法對各個部位結(jié)石的檢出率比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05）。<2 mm結(jié)石和≥2 mm結(jié)石的檢出率分別為93.33%（84/90）和100%（242/242），兩種檢查方法對腎內(nèi)、輸尿管結(jié)石的檢出率比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05），見表1、表2。CNCT圖像中泌尿系器官結(jié)石顯示為陰性的在VNCT圖像上也沒有發(fā)現(xiàn)結(jié)石。CNCT圖像中共檢出直徑>5 mm結(jié)石53個，VNCT圖像中共檢出直徑>5 mm結(jié)石53個，VNCT圖像中結(jié)石的CT值為（650.0±135.3）HU，較CNCT的（320.5±120.2）HU偏大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=14.224，P<0.001）。典型病例：男，58歲，檢查結(jié)果見圖1。

3 討論

能譜CT的概念在上世紀(jì)70年代CT誕生時即被提出，在20世紀(jì)70年代后期放射學(xué)界就開始了早期雙能量剪影的臨床研究和臨床應(yīng)用，之后由于技術(shù)的限制直到本世紀(jì)初才有了進(jìn)一步的發(fā)展。能譜CT是通過應(yīng)用單管球進(jìn)行高電壓（140 kVp）和低電壓（80 kVp）的瞬時切換，通過寶石探測器獲得“同源、同時、同向”的CT原始數(shù)據(jù)，產(chǎn)生單能量圖像，范圍（40～140 keV）[1]，其中能譜CT成像中70 keV水平時圖像噪聲最低并相對于傳統(tǒng)的混合能量圖像，單能量圖像可以減少硬化偽影[5]，且對應(yīng)了傳統(tǒng)CT腹部成像中X線管電壓為100 kVp時的平均能量[6]，因此本組病例70 keV水平的圖像相當(dāng)于傳統(tǒng)CT圖像。

物質(zhì)分離原理：在能譜成像中，任何結(jié)構(gòu)或組織能通過兩種物質(zhì)的組合產(chǎn)生相同的衰減效應(yīng)來表達(dá)，即經(jīng)過高低兩組電壓掃描的X線衰減圖像可以表達(dá)為兩種物質(zhì)的密度圖，這個過程就是物質(zhì)分離，基于投影數(shù)據(jù)空間的物質(zhì)分離是能量解析的起點，分離后的物質(zhì)密度圖像中每個體素反映了相應(yīng)的物質(zhì)密度信息。通過碘、水分離技術(shù)獲得水基圖，基于水基圖不顯示含碘成分，去除泌尿系中的含碘對比劑，特異性地顯示含水成分，這種與平掃類似的圖像被稱為虛擬平掃圖像。

本研究顯示VNCT與CNCT對泌尿系結(jié)石檢出的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，在本組病例中VNCT共有6個腎實質(zhì)內(nèi)結(jié)石未檢出，回顧性觀察其中4個可見較淡的略高密度影，另外2個直徑則完全沒有發(fā)現(xiàn)，原因可能是：（1）虛擬平掃的平均噪聲明顯大于常規(guī)平掃[7]，80 kVp條件下圖像的噪聲較大，尤其對于體型較肥胖的患者，使得虛擬平掃圖像的質(zhì)量受到影響，結(jié)石的檢出率也會降低；（2）虛擬平掃的空間分辨率有所降低[8]；（3）與CNCT掃描圖像顯示的結(jié)石相比，大多數(shù)結(jié)石在VNCT圖像上的徑線稍有減小，可能由于增強(qiáng)后結(jié)石周圍腎組織出現(xiàn)強(qiáng)化，結(jié)石與碘對比劑緊密相鄰，在生成VNCT圖像時，將結(jié)石邊緣部分誤認(rèn)為碘劑而被去掉所致。在本組中觀察了部分結(jié)石，發(fā)現(xiàn)結(jié)石越小，VNCT圖像上結(jié)石的減小效應(yīng)相對越明顯。但這6個結(jié)石直徑均在1 mm左右，從臨床治療的角度來說可能意義不是太大，說明VNCT完全可以用于泌尿系結(jié)石的檢查。這與Moon等[9]認(rèn)為的VNCT影像對于最大徑為1～3 mm的結(jié)石的檢出存在一定局限性有一定出入，本研究認(rèn)為是能譜掃描及后處理技術(shù)的整體發(fā)展使得VNCT更精確。

在VNCT圖像中結(jié)石的CT值較CNCT明顯偏大，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），但對結(jié)石的診斷沒有影響，VNCT圖像中組織的CT值是否也較CNCT偏大，有待進(jìn)一步研究。

總之，在應(yīng)用于泌尿系結(jié)石的檢查中，VNCT圖像質(zhì)量近似于常規(guī)平掃圖像質(zhì)量[10]，不僅能夠有效檢測出泌尿系結(jié)石，更可以有效降低掃描過程中的輻射劑量，符合現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的要求，并使CT掃描方案得以簡化、優(yōu)化，為CT“一站式”檢查開辟了新途徑。

參考文獻(xiàn)

[1] Morgan D E.Dual-energy CT of the abdomen[J].Abdom Imanging，2014，39（1）：108-134.

[2] De Cecco C N，Buffa V，F(xiàn)edeli S，et al. Dual energy CT（DECT） of the liver conventional versus virtual unenhanced images[J]. Eur Radiol，2010，20（12）：2870-2875.

[3] Ascenti G， Mileto A， Gaeta M， et al. Single-phase dual-energy CT urography in the evaluation of haematuria [J]. Clin Radiol，2013，68（2）：e87-e94.

[4] Mileto A， Mazziotti S， Gaeta M， et al. Pancreatic dual-source dual-energy CT： is it time to discard unenhanced imaging[J]. Clin Radiol，2012，67（4）：334-339.

[5] Jung D C，Oh Y T，Kim M D，et al. Usefulness of the virtual monochromatic image in dual-energy spectral CT for decreasing renal cyst pseudoenhancement ： a phantom study[J]. AJR Am J Roentgenol， 2012，199（6）：1316-1319.

[6] Matsumoto K，Jinzaki M，Tanami Y，et al.Virtual monochromatic spectral imaging with fast kilovoltage switching： improved image quality as compared with that obtained with conventional 120-kVp CT[J].Radiology，2011，259（1）：257-262.

[7]潘衛(wèi)星，米玉成，樊樹峰.肝臟能譜CT虛擬平掃成像替代傳統(tǒng)CT平掃成像可行性研究[J].醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2013，23（7）：1041-1048.

[8]周長圣，鄭玲，張龍江，等.雙源CT尿路造影中雙能量虛擬平掃檢查尿路結(jié)石[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2009，25（5）：853-855.

[9] Moon J W，Park B K，Kim C K，et al.Evaluation of virtual unenhanced CT obtained from dual-energy CT urography for detecting urinary stones[J].Br J Radiol，2012，85（1014）：176-181.

[10] Scheffel H，Stolzmann P，F(xiàn)rauenfelder T，et al.Dual-energy contrast-enhanced computed tomography for the detection of urinary stone disease[J].Invest Radiol，2007，42（12）：823-829.

（收稿日期：2016-06-30）