雙源CT雙能量虛擬平掃技術(shù)在膽系疾病診斷中的價(jià)值

尹勝男 劉利 施蔣巍 沈莉★

雙源CT雙能量虛擬平掃技術(shù)在膽系疾病診斷中的價(jià)值

尹勝男 劉利 施蔣巍 沈莉★

目的探討第二代雙源CT（DSCT）雙能量虛擬平掃技術(shù)在膽系疾病診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法回顧性分析58例病理或臨床治療證實(shí)的膽系結(jié)石、息肉或腫瘤患者的DSCT影像資料。所有患者行DSCT腹部常規(guī)平掃、動(dòng)脈期雙能量掃描、門靜脈期及延遲期常規(guī)增強(qiáng)掃描后，利用Liver VNC軟件處理得到動(dòng)脈期虛擬平掃圖像，比較虛擬平掃和常規(guī)平掃的圖像質(zhì)量、病灶檢出率、平均CT值、信噪比（SNR）及輻射劑量。結(jié)果虛擬平掃圖像質(zhì)量有所下降（P＜0.05），但對(duì)于病灶的顯示仍能滿足臨床診斷要求；尤其對(duì)于陰性膽結(jié)石（病理提示為膽固醇結(jié)石或混合性結(jié)石）的顯示，反而明顯優(yōu)于常規(guī)平掃。虛擬平掃圖像的噪聲低于常規(guī)平掃，SNR明顯高于常規(guī)平掃（P＜0.05）；在陽(yáng)性結(jié)石、息肉和腫瘤等病變檢出中，結(jié)合增強(qiáng)掃描，二者的檢出率無(wú)明顯差異（分別為100%、88.9%、90.9%），在膽系陰性結(jié)石中，虛擬平掃的檢出率明顯高于常規(guī)平掃（分別為94.7%、52.6%）；虛擬平掃的總CT容積劑量指數(shù)（CTDIvol）和總劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）均低于常規(guī)平掃（P＜0.05），分別降低了39.4%、34.3%。結(jié)論DSCT動(dòng)脈期虛擬平掃具有良好的圖像質(zhì)量，對(duì)病變的檢出率高，尤其對(duì)陰性膽結(jié)石的顯示有特殊優(yōu)勢(shì)，并且降低了輻射劑量，有望取代常規(guī)平掃。

雙源CT 膽系疾病 虛擬平掃 輻射劑量

雙源CT（DSCT）具有雙球管和雙組探測(cè)器，隨著雙能量技術(shù)的發(fā)展，CT能量成像作為一項(xiàng)嶄新技術(shù)越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于臨床和科學(xué)研究[1]。雙源CT的原理是通過(guò)設(shè)置不同的管電壓進(jìn)行雙能量掃描[2]，獲得的高千伏和低千伏數(shù)據(jù)通過(guò)后處理，從增強(qiáng)軟組織中分離出對(duì)比劑的碘信號(hào)，從而產(chǎn)生虛擬平掃（VNC）圖像，這一技術(shù)有可能替代真實(shí)平掃（TNC）從而減少射線劑量[3]。本研究通過(guò)DSCT在膽道系統(tǒng)常見(jiàn)疾病的雙能量增強(qiáng)掃描，比較動(dòng)脈期虛擬平掃圖像與真實(shí)平掃圖像的差異，旨在探討虛擬平掃替代真實(shí)平掃的可能性。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2016年5月至2016年8月搜集行DSCT上腹部雙能量增強(qiáng)掃描的58例患者的病例資料，其中男25例，女33例；年齡27～82歲，平均年齡（49±16）歲；其中10例診斷為膽系陽(yáng)性結(jié)石，19例診斷為膽系陰性結(jié)石，18例診斷為膽囊息肉，11例診斷為膽系腫瘤。

1.2 檢查方法 掃描前準(zhǔn)備：患者禁食8～12h，去除腹部的金屬物品。常規(guī)訓(xùn)練深吸氣屏氣，并告知患者在掃描過(guò)程中盡量配合。行碘過(guò)敏試驗(yàn)排除碘過(guò)敏者。CT掃描方案：采用Siemens Somatom Definition Flash 2代DSCT掃描儀進(jìn)行檢查。先行上腹部常規(guī)平掃、然后利用高壓注射器以3.5ml/s的速率經(jīng)肘靜脈注射對(duì)比劑碘佛醇80ml，注射完畢后再以相同速度注射20ml生理鹽水沖洗注射器。分別于注射對(duì)比劑后28～32s動(dòng)脈期雙能量增強(qiáng)掃描，55～65s門靜脈期常規(guī)增強(qiáng)掃描，根據(jù)病情需要部分患者需延遲3～4min掃描。掃描范圍自膈頂至肝臟下緣1cm左右。其中平掃、靜脈期、延遲期采用單源掃描模式；動(dòng)脈期采用雙源雙能量掃描技術(shù)。單源模式下掃描參數(shù)：管電壓120 kV，參考管電流量350mAs，螺距0.7，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5s/周，準(zhǔn)直器層厚128×0.6，原始圖像重建層厚5mm、間隔5mm，重組圖像層厚分別為1mm、5mm，間隔分別為1mm、5mm。雙能量掃描模式下A、B兩個(gè)球管同時(shí)同層采集圖像，球管A：100kV，180mAs，視野50cm×50cm；球管B：Sn 140kV（附加0.5mm錫板濾過(guò)），139mAs，視野33cm×33cm，螺距0.6；2個(gè)球管夾角94°。開(kāi)啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)（combined ap2p lication reduce exposure，CARE Dose 4D）技術(shù)實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)毫安量，根據(jù)患者體厚和密度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)管電流量，球管旋轉(zhuǎn)1周時(shí)間0.33s，層厚5mm，層間距5mm。在動(dòng)脈期雙能量增強(qiáng)掃描后，將獲得100kV、Sn 140kV以及兩者大約各50%的加權(quán)融合120kV圖像[4]。圖像評(píng)價(jià)和質(zhì)量評(píng)分：將掃描所得圖像傳輸至Siemens Syngo MMWP VE36A 工作站，用Dual-Energy軟件中的liver VNC程序處理動(dòng)脈期雙能量圖像，得到動(dòng)脈期虛擬平掃圖像（層厚5mm、層間距5mm）。將常規(guī)平掃和虛擬平掃兩組圖像一同傳輸至Viewing軟件中，采用雙盲法由兩名具有＞20年影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立對(duì)VNC組與TNC組圖像清晰度及診斷接受度等級(jí)評(píng)分，圖像瀏覽窗采用多平面重組（MPR）及曲面重組（CPR），觀察并記錄病灶顯示情況及病灶特點(diǎn)（包括密度、大小、部位和數(shù)目）。將常規(guī)平掃圖像清晰完整顯示病灶作為標(biāo)準(zhǔn)，虛擬平掃對(duì)相應(yīng)的病灶的顯示能力和診斷接受度進(jìn)行5分制評(píng)分：1分，病灶完全未顯示，不能用于診斷；2分，病灶部分顯示，解剖結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)欠清，診斷價(jià)值有限；3分，病灶顯示較清晰，大部分解剖結(jié)構(gòu)可以滿足診斷；4分，病灶清晰顯示，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)較清楚，可用于診斷；5分，圖像質(zhì)量非常好，解剖細(xì)節(jié)清晰。將同一研究者采集所得兩組圖像的臟器感興趣區(qū)ROI（包括平均CT值、背景SD、輻射劑量等數(shù)值）進(jìn)行對(duì)比，ROI設(shè)置1.5cm2左右，采集部位包括肝實(shí)質(zhì)左葉一個(gè)、右葉兩個(gè)，脾臟實(shí)質(zhì)一個(gè)，同層面腹主動(dòng)脈一個(gè)，腰大肌一個(gè)。采集時(shí)應(yīng)注意盡量選擇同一層面，ROI盡量等大。采集完成后以ROI平均CT值/SD作為圖像SNR。

1.3 輻射劑量評(píng)估 TNC組的總輻射劑量設(shè)定為平掃加常規(guī)動(dòng)、靜脈期、延遲期增強(qiáng)劑量之和，VNC組檢查總劑量則為雙能動(dòng)脈期+常規(guī)靜脈期、延遲期劑量之和。記錄機(jī)器自動(dòng)生成的每例患者各期掃描的CT劑量指數(shù)（CTDI）和劑量長(zhǎng)度乘積（DLP），并按照公式計(jì)算TNC與VNC組有效劑量（ED）：ED（mSv）=k×DLP，其中，成人k=0.015mSv/（mGy·cm）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS l3.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以（±s）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)及病灶檢出率 與常規(guī)平掃圖像相比，由liver VNC程序處理所得的虛擬平掃圖像顆粒感略粗，但未見(jiàn)有明顯偽影，符合臨床診斷要求。本課題2名評(píng)價(jià)者對(duì)常規(guī)平掃和虛擬平掃的圖像質(zhì)量評(píng)分一致性較好，虛擬平掃圖像質(zhì)量評(píng)分稍低于常規(guī)平掃（P＜0.05）。虛擬平掃和常規(guī)平掃對(duì)膽系陽(yáng)性結(jié)石（圖1）、膽囊息肉、膽系腫瘤的檢出率一致，對(duì)膽系陰性結(jié)石（見(jiàn)圖2）的檢出率明顯高于常規(guī)平掃（見(jiàn)表1）。

表1 常規(guī)平掃和虛擬平掃圖像對(duì)病灶的檢出率[n（%）]

圖1 女，42歲，膽囊陽(yáng)性結(jié)石。A、B分別為常規(guī)平掃和虛擬平掃圖像，均可清晰顯示膽囊結(jié)石

圖2 男，50歲，膽囊陰性結(jié)石。A～C分別為常規(guī)平掃、MRCP、虛擬平掃圖像，虛擬平掃圖像（C）相對(duì)于常規(guī)平掃（A）能更清晰地顯示膽囊陰性結(jié)石

2.2 常規(guī)平掃和虛擬平掃CT值及圖像信噪比結(jié)果比較 見(jiàn)表2。

表2 常規(guī)平掃和虛擬平掃CT值及圖像信噪比結(jié)果比較[HU，（±s）]

表2 常規(guī)平掃和虛擬平掃CT值及圖像信噪比結(jié)果比較[HU，（±s）]

掃描方式肝實(shí)質(zhì)CT值脾臟CT值腹主動(dòng)脈CT值腰大肌CT值圖像信噪比TNC58.3±1.4763.9±1.7845.6±0.9658.8±1.289.29±1.97 VNC67.3±1.9376.6±2.1653.4±1.1860.1±1.3710.97±2.53 t值-3.841-4.078-2.879-0.705-4.960 P值＜0.010＜0.010＜0.0100.468＜0.010

2.3 兩組總輻射劑量和有效劑量結(jié)果比較 見(jiàn)表3。

表3 兩組總輻射劑量和有效劑量結(jié)果比較（±s）

表3 兩組總輻射劑量和有效劑量結(jié)果比較（±s）

注：CTDIvol：容積CT劑量指數(shù)；DLP：劑量長(zhǎng)度乘積

掃描方式CTDIvol總量（mGy）DLP總量（mGy×cm）有效劑量（mSv）TNC組23.54±4.98618.73±108.399.03±1.67 VNC組14.27±3.25406.28±83.715.85±1.26 t值0.3051.3470.992 P值＜0.010＜0.010＜0.010

3 討論

膽系結(jié)石、腫瘤及膽囊息肉是臨床較常見(jiàn)的疾病，對(duì)陽(yáng)性結(jié)石及部分陰性結(jié)石，超聲因檢出率較高、無(wú)電離輻射而作為首選檢查方法，但對(duì)息肉樣病變、部分陰性結(jié)石及腫瘤等細(xì)微結(jié)構(gòu)顯示欠佳，且受操作者技術(shù)水平、胃腸道氣體等因素影響較大。ERCP、PTC的優(yōu)勢(shì)是顯示膽管內(nèi)和梗阻端情況較為清晰，且方便進(jìn)行組織病理檢查，因而被視為診斷胰膽管梗阻的金標(biāo)準(zhǔn)；但其屬于有創(chuàng)檢查。目前，臨床普遍認(rèn)為MRI腹部平掃結(jié)合MRCP對(duì)于膽道梗阻性疾病的診斷準(zhǔn)確率高，但磁共振檢查的禁忌癥較多，且用時(shí)長(zhǎng)，空間分辨率較低。DSCT可以準(zhǔn)確顯示膽道系統(tǒng)常見(jiàn)病變的位置、形態(tài)、大小、密度以及相鄰組織結(jié)構(gòu)，對(duì)此類疾病定位、定性及治療方案的選擇具有突出價(jià)值。所以在某些情況下，上腹部增強(qiáng)CT掃描常被作為膽道系統(tǒng)常見(jiàn)疾病的輔助檢查手段之一。

CT圖像質(zhì)量與人體X線吸收劑量之間存在相關(guān)性，高質(zhì)量的CT圖像需要一定劑量的X線。有文獻(xiàn)報(bào)道，超過(guò)5～100mSv的X線吸收劑量被證明與癌癥的發(fā)生有直接關(guān)聯(lián)[5]。因此，在保證CT圖像質(zhì)量的前提下，盡可能降低患者的x線吸收劑量的觀點(diǎn)正逐漸被大家所接受。虛擬平掃不同于常規(guī)平掃，其是在雙能量（100KV，140KV）掃描的基礎(chǔ)上，利用不同能態(tài)下碘的X線衰減系數(shù)的變化率與周圍高密度組織不同，達(dá)到在像素水平上去除碘的效果，從而獲得類似常規(guī)平掃的圖像。第二代DSCT利用錫過(guò)濾板技術(shù)，通過(guò)提高射線的利用率顯著提高碘成分的區(qū)分能力；此外，第二代DSCT B球管直徑增加至33cm（第一代26cm），因此能更大范圍、更加全面的覆蓋腹盆部臟器，這些特性均為高質(zhì)量虛擬平掃圖像的產(chǎn)生提供了理論上的可能性。

本資料發(fā)現(xiàn)虛擬平掃相對(duì)于常規(guī)平掃并未降低診斷準(zhǔn)確率，且其圖像噪聲低于常規(guī)平掃，這可能是由于生成虛擬平掃圖像的后處理算法中包含過(guò)濾和平滑的成分所致。雖然虛擬平掃的圖像質(zhì)量略低于常規(guī)平掃，但并不影響其對(duì)膽系疾病病灶的檢出。結(jié)果顯示：兩者對(duì)膽系陽(yáng)性結(jié)石、膽囊息肉、膽系腫瘤的檢出率一致；對(duì)于膽系陰性結(jié)石，虛擬平掃比常規(guī)平掃能更加敏感檢出、明確顯示病灶，為膽系陰性結(jié)石的確切診斷提供了有力依據(jù)。膽系陰性結(jié)石多為膽固醇類結(jié)石，在傳統(tǒng)CT上可呈等密度或低密度（結(jié)石密度與膽固醇含量呈反比），與膽汁密度接近或相等，難以發(fā)現(xiàn)，常造成漏診。而膽囊結(jié)石多會(huì)引起膽囊炎，嚴(yán)重時(shí)可以累及肝臟、胰腺等周圍臟器，甚至可能出現(xiàn)膽囊穿孔、腹膜炎等并發(fā)癥；且部分膽囊結(jié)石患者伴發(fā)膽囊腫瘤等非炎性病變，經(jīng)其他檢查（如B超等）更加難以明確病灶性質(zhì)，此時(shí)增強(qiáng)CT掃描可以提供更多有效的影像信息，尤其是利用雙源CT虛擬平掃技術(shù)后處理出的圖像，對(duì)于陰性膽結(jié)石的顯示有突出優(yōu)勢(shì)。因此，對(duì)于膽道系統(tǒng)常見(jiàn)疾病，利用雙源CT虛擬平掃技術(shù)不僅可以大幅度減少患者X線輻射劑量，同時(shí)可以有效提高部分病灶的檢出率，有助于膽系陰性結(jié)石與腫瘤性病變的定性與鑒別診斷。

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ObjectiveTo assess the value of the virtual non-contrast （VNC） of the second-generation dual-source computed tomo-graphy（DSCT） in the diagnosis of biliary tract disease.MethodsThe image data of 58 patients proved biliary tract disease by pathology or clinical treatment were analyzed in the study. The true non-contrast CT （TNC），the venous phase and the delay phase were scanned in a single-energy acquisition mode and the arterial phase was scanned in a dual-energy acquisition mode.The VNC images were derived from the arterial phase data by the liver virtual non-contrast software.The image quality，the lesion detection sensitivity，the mean CT values，the signal noise ratio，the radiation dose of volume CT dose index （CTDIvol） and the dose length product （DLP） were compared between the TNC and VNC.ResultsCompared with the TNC，the image quality scores of VNC was poorer，which could meet the diagnostic requirements in clinical. The VNC image had the higher sensitivity for the detection of cholesterol gallstone to our surprise. The image noise of VNC was lower than TNC，and the SNR of VNC was higher than TNC （P＜0.05）.The TNC and VNC image had the same sensitivity for the detection of cholochrome cholelith，polyp of gallbladder and biliary tract tumor （100%，88.9%，90.9%，respectively），but the VNC image was more sensitive for the detection of cholesterol gallstone than TNC（94.7%，52.6%，respectively）. The total radiation dose of VNC was lower than TNC （P＜0.05）. Compared with TNC，the value of total CTDIvol and DLP in VNC were signi fi cantly reduced by 39.4% and 34.3%，respectively.ConclusionThe VNC images derived from the arterial phase has the advantages of good image quality，high detection sensitivity，and low scanning dose，which may replace the TNC in the future.

Dual energy CT Biliary tract disease Virtual non-contrast Radiation dosage

215200 江蘇省蘇州市吳江區(qū)第一人民醫(yī)院

*通信作者