灌注CT診斷胰島素瘤最佳融合期相數(shù)目

李 娟，陳新月，徐 凱，何 銘，孫 婷，朱 亮，薛華丹，金征宇

1中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京 100730 2西門子醫(yī)療有限公司CT科研合作部，成都 610041

胰島素瘤是最常見的功能性胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤[1]，其診斷主要依靠臨床癥狀及實(shí)驗(yàn)室檢查，影像學(xué)檢查最主要的目的是提供腫瘤定位[1- 2]。CT是診斷胰島素瘤的一線檢查，但常規(guī)增強(qiáng)CT會漏診一過性高強(qiáng)化[3]及等強(qiáng)化[4]的病變。灌注CT通過多期動態(tài)掃描可提高胰島素瘤診斷的敏感性[5]。目前臨床上的灌注CT多采用低劑量灌注CT聯(lián)合常規(guī)雙期的掃描方式，其缺點(diǎn)是輻射劑量增加、對比劑用量增多、掃描時間延長[6]。自定義容積成像可通過降低噪聲，改善圖像質(zhì)量。既往有研究發(fā)現(xiàn)灌注CT經(jīng)過此軟件處理后得到的自定義容積圖像無論是圖像質(zhì)量還是疾病診斷方面都不劣于甚至優(yōu)于常規(guī)雙期，因此低劑量灌注CT有望取代常規(guī)雙期單獨(dú)使用[6]。目前文獻(xiàn)中融合期相的數(shù)目差異較大[7- 9]，對于最佳融合期相仍無定論。本研究擬比較不同期相數(shù)目融合得出的自定義容積圖像，找到灌注CT診斷胰島素瘤的最佳融合期相數(shù)目。

資料和方法

資料來源2015 年1 月至2018 年4 月在北京協(xié)和醫(yī)院因懷疑胰島素瘤行胰腺增強(qiáng)CT+灌注檢查患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)病理證實(shí)有胰島素瘤；排除標(biāo)準(zhǔn)：掃描方案不統(tǒng)一。共有39 例患者入組，其中，男15 例，女24 例，平均年齡(47.3±14.6)歲(22～83 歲)。39 例患者共經(jīng)病理確診40 個胰島素瘤(1例有2 個腫瘤)，其中，G1期25個，G2期14個，G3期1個。本研究經(jīng)北京協(xié)和醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均豁免知情同意。

胰腺增強(qiáng)CT+灌注檢查采用二代雙源CT(Siemens Somatom Definition Flash，with Stellar Detector，Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim，Germany)，首先進(jìn)行定位相及平掃，之后患者經(jīng)肘靜脈以4 ml/s速度注入56 ml非離子型對比劑優(yōu)維顯370 mg/ml(Ultravist 370，Bayer，Berlin，Germany)，然后以相同速度追加50 ml生理鹽水，動脈期在主動脈CT值達(dá)100 HU后延遲5 s 采集，門脈期在動脈期結(jié)束后20 s開始，動脈期管電壓為80 kV/Sn140 kV，管電流為自動調(diào)節(jié)，門脈期管電壓為100 kV，管電流為自動調(diào)節(jié)。增強(qiáng)掃描結(jié)束8 min 后進(jìn)行灌注掃描。對比劑注射速度是6 ml/s，用量為48 ml，隨后以相同速度追加54 ml生理鹽水。灌注掃描在對比劑開始注射后延遲5 s開始掃描，每1.5 s 掃描1期，共掃描25 期，總體持續(xù)時間為36.5 s。Z軸長度為155 mm。灌注管電壓為80 kV，管電流為120 mAs。

數(shù)據(jù)后處理及圖像分析

圖像后處理：將數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理工作站(SyngoVia，Siemens Healthcare Sector，F(xiàn)orchheim，Germany)，1名具有3 年經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用圖像融合軟件Dynamic Angio對灌注圖像進(jìn)行處理得到自定義容積圖像。首先在腹主動脈畫取感興趣區(qū)(region of interest，ROI)得到時間-密度曲線，之后選取腹主動脈CT值峰值及其附近兩點(diǎn)這3 期圖像進(jìn)行融合，得到相應(yīng)的容積圖像，然后依次在上次基礎(chǔ)上增加2 點(diǎn)，分別得到5、7、9、11 期相應(yīng)的容積圖像。

圖像分析：包含2個部分：(1)客觀圖像質(zhì)量評估，由同一名3 年經(jīng)驗(yàn)放射科醫(yī)師完成，具體操作如下：在胰頭水平豎脊肌畫取ROI取其CT值的SD值代表圖像噪聲，之后在胰頭、胰體、胰尾分別畫取ROI，計(jì)算平均值得到胰腺信噪比(signal to noise ratio，SNR)，SNR=CTmean/CTSD，最后在腫瘤最大截面畫取ROI，計(jì)算腫瘤的對比度及對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)，對比度=CTmean腫瘤-CTmean胰腺，CNR=(CTmean腫瘤-CTmean胰腺)/CTSD胰腺，ROI畫取時盡量避開周圍的鈣化、血管、脂肪及腫瘤壞死區(qū)域，測量時5 組容積圖像的ROI大小及位置均保持一致。(2)主觀圖像質(zhì)量評估，由另外2名放射科醫(yī)師(分別為10 年及5 年以上經(jīng)驗(yàn))完成，有爭議時經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。首先，依據(jù)圖像噪聲、銳利度及對比度對圖像的總體圖像質(zhì)量進(jìn)行評估，評分采取4 分值：1 分表示圖像質(zhì)量差；2 分表示圖像質(zhì)量可；3 分表示圖像質(zhì)量好；4 分表示圖像質(zhì)量極佳。之后對5 組容積圖像對胰島素瘤的顯示進(jìn)行評分，評分采取3 分制：1 分表示腫瘤與周圍胰腺實(shí)質(zhì)對比差異較小，容易漏診；2 分表示腫瘤與周圍胰腺實(shí)質(zhì)對比差異可；3 分表示腫瘤與周圍胰腺實(shí)質(zhì)對比差異佳[10]。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件，正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(Q1，Q3)表示；客觀圖像質(zhì)量比較采用單因素重復(fù)測量方差分析及Friedman M秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析；主觀圖像質(zhì)量比較采用Friedman M秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析；P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。觀察者間一致性用Kappa值表示：0～0.20一致性極低，0.21～0.40一致性一般，0.41～0.60一致性中等，0.61- 0.80一致性較高，0.81～1.00一致性高[11]。

結(jié) 果

客觀圖像質(zhì)量比較5 組間圖像噪聲[F(1.224，46.510)=279.959，P<0.001]、胰腺SNR[F(1.171，44.501)=159.244，P<0.001]、腫瘤對比度[F(1.090，42.523)=30.503，P<0.001]及胰島素瘤CNR(χ2=14.732，P=0.005)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。隨著融合期相數(shù)目增多，圖像噪聲逐漸減低，胰腺SNR逐漸增加，胰島素瘤對比度逐漸減低。采用Bonferroni法矯正顯著性水平后，比較各組間差異，結(jié)果顯示：11 期融合圖像噪聲為10.95±2.45，顯著低于其他各組噪聲(P均<0.001)；11 期融合圖像SNR值為10.32±3.74，顯著高于其他各組(P均<0.001)；3 期融合圖像胰島素瘤對比度為72.77±45.25，與5 期相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.103)，兩者胰島素瘤對比度均顯著高于其他各組(P均≤0.001)；7 期融合圖像胰島素瘤CNR值傾向于最高，但除與3 期融合圖像相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外(P=0.037)，與其他各組相比差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)(表1)。

表1 5組容積圖像客觀圖像質(zhì)量的比較

主觀圖像質(zhì)量比較兩位評估者對于5 組容積成像的主觀圖像質(zhì)量及腫瘤顯示評估有良好的一致性(κ值為0.618～0.821)。5 組容積圖像的總體圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.458，P=0.977)(圖1，表2)。5 組容積圖像對于腫瘤顯示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=52.210，P<0.001)，隨著融合期相數(shù)目增多，腫瘤顯示評分傾向于減低(圖2、3)，采用Bonferroni法矯正顯著性水平后，發(fā)現(xiàn)3 期及5 期融合圖像與11 期容積圖像間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均=0.024)，余圖像對于腫瘤顯示差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)(表2)。

圖1 5組容積成像總體圖像質(zhì)量評分分布圖

圖2 5組容積成像腫瘤顯示評分分布圖

討 論

本研究通過對同一患者的灌注圖像進(jìn)行5 組不同期相數(shù)目融合得出的自定義容積圖像進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)隨融合期相數(shù)目增多，圖像噪聲逐漸減低，胰腺實(shí)質(zhì)SNR逐漸增高，但腫瘤與胰腺實(shí)質(zhì)對比度有減低趨勢。得出的結(jié)論是灌注CT診斷胰島素瘤最佳融合期相數(shù)目為5期。

自定義容積成像通過非剛性配準(zhǔn)技術(shù)矯正運(yùn)動偽影，通過4D降噪算法來降低圖像噪聲，之后可以將灌注CT中的多期圖像根據(jù)觀察需要進(jìn)行融合，來達(dá)到診斷目的。Fischer等[7]研究表明，通過該技術(shù)得到的自定義容積成像圖像質(zhì)量及病變檢出率高于灌注原始圖像。Wang等[6]研究顯示，由該技術(shù)得到的自定義容積圖像主觀及客觀圖像質(zhì)量不劣于甚至優(yōu)于常規(guī)雙期，提示該技術(shù)有望幫助灌注CT單獨(dú)使用。Brehmer等[9]通過該技術(shù)得到了1種新型的3期動脈期掃描方案，該方案輻射劑量及對肝細(xì)胞肝癌的檢出與常規(guī)單期動脈期相當(dāng)，但圖像質(zhì)量更好，對比劑用量也減少一半以上。除腹部應(yīng)用外，該技術(shù)也應(yīng)用于心肌顯像中[8]。以上研究均表明，通過該技術(shù)得到的自定義容積成像可以提高灌注CT的圖像質(zhì)量。文獻(xiàn)中融合期相的數(shù)目差異較大，范圍為3～14期，但文獻(xiàn)中均未提到最佳融合期相的數(shù)目。

A.3期容積圖像，圖像質(zhì)量評分為4，腫瘤顯示評分為3；B.5期容積圖像，圖像質(zhì)量評分為4，腫瘤顯示評分為3；C.7期容積圖像，圖像質(zhì)量評分為4，腫瘤顯示評分為3；D.9期融合圖像，圖像質(zhì)量評分為4，腫瘤顯示評分為2；E.11期融合圖像，圖像質(zhì)量評分為4，腫瘤顯示評分為2

表2 5組容積成像主觀圖像質(zhì)量比較[n=39， M(Q1，Q3)]

本研究存在以下局限性：(1)為回顧性研究；(2)僅比較了不同融合期相數(shù)目的圖像質(zhì)量，未比較融合圖像與常規(guī)CT的圖像質(zhì)量及圖像對于胰島素瘤檢出的診斷效能，這些均有待后續(xù)研究；(3)本研究中灌注CT在常規(guī)增強(qiáng)CT檢查之后進(jìn)行，未探討灌注CT與增強(qiáng)CT的檢查順序問題對本研究的影響；(4)僅研究了灌注CT診斷胰島素瘤最佳融合期相的數(shù)目，對于其他病種診斷的最佳融合期相數(shù)目有待進(jìn)一步研究。

綜上，本研究結(jié)果顯示，5 期融合圖像擁有中等圖像噪聲及胰腺實(shí)質(zhì)SNR，胰島素瘤對比度及CNR不劣于甚至優(yōu)于其他融合圖像，因此，灌注CT診斷胰島素瘤的最佳融合期相數(shù)目為5 期。