能譜CT虛擬平掃評估肺純磨玻璃結(jié)節(jié)的可行性研究

武衛(wèi)杰，岳松偉，王會(huì)霞，呂東博，高劍波

純 磨 玻 璃 結(jié) 節(jié)（pure ground－glass nodule，pGGN）是一種有著特殊影像表現(xiàn)的肺結(jié)節(jié)，在縱隔窗上不顯影，在肺窗上表現(xiàn)為局灶性密度增高影，且不掩蓋其內(nèi)走行的血管及支氣管影。pGGN病變可由多種原因引起，既可以是良性病變，如炎癥、局限性纖維化，也可以是腫瘤性病變，如原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）、微浸潤性腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）及浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IAC）［1－2］。準(zhǔn)確鑒別肺pGGN的良惡性及惡性pGGN的病理亞型對于提升臨床處理水平、改善患者預(yù)后有很大意義［3－5］。然而pGGN大多體積小、密度低，各種形態(tài)學(xué)特征尚不典型，常規(guī)CT檢查能夠提供的診斷信息有限。近年來，能譜CT作為一種功能學(xué)成像技術(shù)，以其獨(dú)特的多參數(shù)成像優(yōu)勢已經(jīng)用于多種疾病的鑒別診斷及療效評估方面［6－7］，有研究發(fā)現(xiàn)能譜CT增強(qiáng)檢查在磨玻璃密度肺腺癌的診斷及鑒別診斷方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值［8－9］，但同時(shí)也增加了患者輻射劑量。Revolution CT新推出的虛擬平掃技術(shù)（virtual un－enhanced images，VUE）能夠在主機(jī)上基于原始單能量數(shù)據(jù)通過多物質(zhì)分解技術(shù)并聯(lián)合ASIR－V迭代算法重建獲得虛擬平掃圖像。本研究旨在探討新的VUE技術(shù)重建虛擬平掃圖像代替常規(guī)平掃（true unenhanced images，TUE）評估肺pGGN的可行性。

材料與方法

1．研究對象

前瞻性搜集2018年2月－2019年5月因GGN病史來本院行胸部平掃聯(lián)合增強(qiáng)檢查的患者，排除標(biāo)準(zhǔn)：①肺內(nèi)多發(fā)GGN或者為mGGN；②有碘相關(guān)過敏史、嚴(yán)重肝腎功能不全。最終45例患者納入了研究，男20例，女25例，年齡23～72歲，平均（45．3±8．6）歲，體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）平均（23．25±4．83）kg／m2。其中良性病變16例（炎性病變7例，結(jié)核9例），惡性病變29例（AIS 5例，MIA 8例，IAC 16例）。病灶橫軸面最大徑5～30mm。所有患者掃描前均簽署知情同意書，并經(jīng)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。

2．掃描方法及圖像重建

所有患者均采用GE Revolution CT常規(guī)掃描模式行胸部平掃，采用GSI Assist掃描模式行胸部能譜增強(qiáng)掃描。常規(guī)胸部平掃參數(shù)：管電壓120kVp，自動(dòng)管電流技術(shù)（100～600mAs）；能譜增強(qiáng)掃描參數(shù)：80kVp與140kVp瞬時(shí)切換，智能匹配管電流水平技術(shù)（200～500mAs），噪聲指數(shù)均為13，探測器寬度80mm，旋轉(zhuǎn)速度0．5s，掃描層厚和層間距5mm，螺距0．992∶1。掃描范圍自胸廓入口處至肺底層面。對比劑濃度350mg I／mL，用量為400mg I／kg，注射時(shí)間均為25s，注射流率根據(jù)對比劑用量設(shè)定［10］。注射對比劑后25s、50s分別行動(dòng)脈期、靜脈期能譜增強(qiáng)掃描。

掃描結(jié)束采用40%ASIR－V迭代技術(shù)重建獲得常規(guī)平掃圖像（TUE）及雙期能譜增強(qiáng)圖像。在主機(jī)上基于能譜原始數(shù)據(jù)，采用VUE技術(shù)聯(lián)合40%ASIR－V迭代水平重建雙期虛擬平掃圖像：動(dòng)脈期VUE（APVUE）、靜脈期VUE（VP－VUE）。所有圖像重建層厚及層間距均為1．25mm。

3．?dāng)?shù)據(jù)及圖像分析

①圖像質(zhì)量客觀評價(jià)指標(biāo)：將常規(guī)平掃圖像、動(dòng)靜脈期虛擬平掃圖像及動(dòng)靜脈期增強(qiáng)圖像導(dǎo)入GE HealthCare ADW4．7工作站進(jìn)行分析及測量。所有興趣區(qū)（ROI）均測量3次并取平均值，采用compare功能保證ROI形狀、大小及位置一致。

將ROI置于肺動(dòng)脈分叉上下層面分別測量常規(guī)平掃圖像、動(dòng)靜脈期虛擬平掃圖像肺動(dòng)脈主干、胸主動(dòng)脈、豎脊肌CT值，置于胸壁脂肪測其CT值、SD值［11］，計(jì)算肺動(dòng)脈及胸主動(dòng)脈對比噪聲比（CNR），CNR＝（CT1－CT2）／SD，其中CT1為待測組織CT值，CT2為豎脊肌CT值，SD值采用胸壁脂肪SD值。

將興趣區(qū)（ROI）置于病灶最大層面分別測量常規(guī)平掃圖像、動(dòng)靜脈期虛擬平掃圖像及動(dòng)靜脈期增強(qiáng)圖像病灶CT值，ROI的面積大于病灶最大橫截面積的2／3，盡量避開血管、支氣管成分，分別計(jì)算病灶動(dòng)靜脈期相對于常規(guī)平掃圖像及動(dòng)靜脈期虛擬平掃圖像的CT凈增值。

②圖像質(zhì)量主觀評分：由兩名具有10年以上豐富胸部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用盲法對TUE及雙期VUE圖像單獨(dú)閱片，對所有圖像采用5分制進(jìn)行主觀評分。評分標(biāo)準(zhǔn)如下［10］：5分，圖像解剖細(xì)節(jié)清晰，無明顯噪聲和偽影；4分，圖像解剖細(xì)節(jié)較清晰，噪聲稍增多，略有偽影；3分，圖像解剖細(xì)節(jié)欠清晰，噪聲和偽影較明顯，但大部分解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)可以滿足診斷；2分，圖像解剖細(xì)節(jié)辨識(shí)困難，噪聲和偽影很明顯，嚴(yán)重影響圖像診斷；1分，圖像解剖細(xì)節(jié)無法辨識(shí)，噪聲和偽影極明顯，無法用于診斷。3分以上者可滿足診斷要求。

③病灶的CT征象顯示情況：分別統(tǒng)計(jì)45名患者TUE及雙期VUE圖像中病灶的各CT征象總數(shù)（包括邊緣、形狀及內(nèi)部征象和鄰近情況）。

④輻射劑量：記錄所有患者平掃及增強(qiáng)掃描劑量長度乘積（dose－length product，DLP），利用公式計(jì)算有效 輻 射 劑 量（effective dose，ED），ED＝DLP×0．014［12］。

4．統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22．0統(tǒng)計(jì)分析軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以中位數(shù)（上、下四分位數(shù)）［M（Q1，Q3）］表示。各客觀評價(jià)指標(biāo)如符合正態(tài)分布，采用方差分析進(jìn)行比較，并采用LSD－t檢驗(yàn)兩兩比較；如符合偏態(tài)分布采用Kruskal－Wallis H法進(jìn)行比較，并采用Mann－Whitney U法兩兩比較。采用Kruskal－Wallis H法比較圖像主觀評分，并采用Mann－Whitney U法兩兩比較。采用t檢驗(yàn)比較TUE加上增強(qiáng)掃描總ED值與省去TUE只有增強(qiáng)掃描總ED值的差異。以P＜0．05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1．客觀圖像質(zhì)量比較

雙期VUE圖像病灶及各部位CT值、肺動(dòng)脈及胸主動(dòng)脈CNR值、胸部脂肪SD值與TUE圖像間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0．05，表1，圖1）。病灶動(dòng)靜脈期相對于雙期VUE圖像的CT凈增值與病灶動(dòng)靜脈期相對于TUE圖像的CT凈增值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0．05，表2）。

2．主觀質(zhì)量評分比較

AP－VUE總體主觀質(zhì)量評分低于TUE，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z＝4．636，P＜0．01），VP－VUE主觀評分與TUE無明顯差異（Z＝1．259，P＞0．05，表1）。

3．病灶的CT征象顯示情況

雙期VUE圖像病灶的各CT征象顯示情況與TUE圖像無差異（表3，圖1）。

4．輻射劑量比較情況

常規(guī)平掃加上雙期增強(qiáng)的總DLP為（867．36±90．87）mGy·cm，ED為（12．14±1．27）mSv，省去常規(guī)平掃后雙期增強(qiáng)的總DLP為（627．57±86．57）mGy·cm，ED為（8．78±1．27）mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t＝12．816，P＜0．01）；省去常規(guī)平掃環(huán)節(jié)后輻射劑量降低27．68%（表4）。

表1 TUE及雙期VUE圖像分析指標(biāo)

表2 病灶動(dòng)靜脈期相對于TUE及雙期VUE圖像CT凈增值 （HU）

圖1 女，47歲，左肺下葉pGGN，病理證實(shí)為浸潤性腺癌。a）TUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－607．7HU；b）AP－VUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－611．5HU；c）VP－VUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－611．2HU；d）TUE縱隔窗圖像，測得肺動(dòng)脈平均CT值為40．3HU，胸主動(dòng)脈平均CT值為52．2HU，豎脊肌平均CT值為43．9HU，脂肪平均CT值為－103．8HU，脂肪SD值為12．4；e）AP－VUE縱隔窗圖像，測得肺動(dòng)脈平均CT值為41．0HU，胸主動(dòng)脈平均CT值為54．3HU，豎脊肌平均CT值為42．4HU，脂肪平均CT值為－103．5HU，脂肪SD值為12．2，存在上腔靜脈硬化偽影（箭）；f）VP－VUE縱隔窗圖像，測得肺動(dòng)脈平均CT值為40．7HU，胸主動(dòng)脈平均CT值為50．4HU，豎脊肌平均CT值為45．4HU，脂肪平均CT值為－102．3HU，脂肪SD值為11．9；g）TUE肺窗放大圖像，病灶邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細(xì)小血管影穿行其中；h）AP－VUE肺窗放大圖像，病灶顯示清晰，邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細(xì)小血管影穿行其中；i）VP－VUE肺窗放大圖像，病灶顯示清晰，邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細(xì)小血管影穿行其中。

表3 病灶TUE及雙期VUE CT征象顯示情況

討 論

隨著越來越多的肺pGGN被外科手術(shù)證實(shí)為早期肺腺癌［13－15］，這種有著特殊影像表現(xiàn)的肺結(jié)節(jié)不斷受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。能譜CT成像作為一種新興技術(shù)，通過多參數(shù)定量分析有望提高純磨玻璃密度肺腺癌的診斷及鑒別診斷，但同時(shí)也增加了患者輻射劑量。能譜CT的虛擬平掃功能可以在增強(qiáng)圖像的基礎(chǔ)上得到虛擬平掃圖像，有望使患者免去平掃環(huán)節(jié)，降低輻射劑量。

本研究對TUE、雙期VUE圖像的各項(xiàng)客觀指標(biāo)進(jìn)行分析對比，發(fā)現(xiàn)雙期VUE各部位CT值、肺動(dòng)脈及胸主動(dòng)脈CNR值及胸部脂肪SD值與TUE間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而以往研究［16－19］發(fā)現(xiàn)虛擬平掃圖像對圖像噪聲、部分組織CT值均有一定影響，分析原因可能為既往虛擬平掃技術(shù)如雙源雙能CT虛擬平掃圖（virtual non－contrast，VNC）、寶 石CT物 質(zhì) 壓 碘 圖（material suppressed iodine images，MSI）均基于重建后圖像抑碘，在重建過程中易造成抑碘不足、抑碘不準(zhǔn)確以及部分?jǐn)?shù)據(jù)丟失或未被利用等情況，導(dǎo)致圖像空間分辨力低，組織CT值不準(zhǔn)確，圖像質(zhì)量下降。而Revolution CT最新采用的VUE技術(shù)則基于原始能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行抑碘，從原始數(shù)據(jù)中提取碘物質(zhì)并進(jìn)行抑制，中間消除了圖像重建對原始數(shù)據(jù)的處理過程，抑碘更加準(zhǔn)確，所獲得的組織CT值更加接近TUE圖像，能夠獲得較好的圖像質(zhì)量。對TUE、雙期VUE圖像的主觀圖像質(zhì)量進(jìn)行分析，本研究結(jié)果顯示AP－VUE主觀評分低于TUE，VP－VUE主觀評分與TUE間無明顯差異，考慮原因?yàn)锳P－VUE上腔靜脈碘對比劑殘留較VP－VUE多，局部線束硬化偽影較明顯，圖像質(zhì)量相對較差，與以往研究［20－21］大致相同。

表4 省去TUE前后的掃描輻射劑量比較

在TUE、雙期VUE圖像上對病灶進(jìn)行分析，本研究顯示病灶雙期VUE圖像CT值與TUE圖像間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，病灶動(dòng)靜脈期相對于雙期VUE圖像強(qiáng)化值與其相對于TUE圖像強(qiáng)化值相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明雙期VUE圖像可以獲得相對可靠的CT值，對病灶的定量指標(biāo)測量準(zhǔn)確度較高，可以滿足臨床診斷要求。對病灶的CT征象顯示情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，本研究發(fā)現(xiàn)雙期VUE圖像對病灶各種CT征象檢出率均與TUE圖像具有較好的一致性，而呂燕等［21］研究發(fā)現(xiàn)能譜CT虛擬平掃技術(shù)在肺結(jié)節(jié)或腫塊的細(xì)微CT征象如毛刺征、衛(wèi)星征、兔耳征、鈣化灶顯示方面，除病灶內(nèi)部細(xì)小鈣化灶顯示欠佳外，余細(xì)微CT征象檢出率為100%，但其研究針對的病灶均為肺內(nèi)實(shí)性病變，而本研究所分析的病灶均為pGGN病變，體積小，密度低，鈣化率極低，所以采用VUE技術(shù)可以真實(shí)地還原其影像學(xué)特征，在形態(tài)學(xué)分析上有代替TUE的潛能，具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。

本研究的局限性：①本研究樣本數(shù)量較少，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量。②本研究分析的病例只局限于pGGN病變，未將mGGN病變納入研究，有待于今后進(jìn)一步探討。③本研究只評價(jià)了VUE圖像，未與以往虛擬平掃技術(shù)進(jìn)行分析比較，需要今后進(jìn)一步深入研究。

綜上，在肺內(nèi)pGGN病變中，VUE技術(shù)在降低掃描輻射劑量的同時(shí)能夠提供病灶以及各部位較準(zhǔn)確的CT值，真實(shí)地還原病灶的影像學(xué)特征，獲得較好的圖像質(zhì)量，具有代替TUE圖像的潛能。