基于光譜CT的腹部實質器官碘濃度測量的可重復性分析

孟慶林，許 歡，宗林雄，劉夢琦，2，陳志曄

1中國人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院放射科，海南三亞 572013 2中國人民解放軍總醫(yī)院第一醫(yī)學中心放射科，北京 100853

隨著光譜CT發(fā)展和應用的普及，相較于傳統CT，光譜CT具有物質分離和提取碘的功能，使得一次掃描可獲取除常規(guī)CT圖像外更多的功能信息，如碘定量、單能量圖像、虛擬平掃等[1- 2]，因而在臨床上得到廣泛關注和研究，目前已有多數研究報道應用碘濃度定量鑒別炎癥性病變與腫瘤性病變、腫瘤良惡性的鑒別、腫瘤分化級別評估、腫瘤治療后評估、肺血管結構評估及肺灌注定性定量等[1- 6]。光譜CT生成無水碘圖定量測量碘濃度具有很高的準確性和可重復性，已有研究通過實驗模型證實[7- 11]，但在體內關于碘濃度的可重復性研究報道較少[9]。本研究通過測量腹部實質器官靜脈期的無水碘圖碘濃度值，利用組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)及Bland-Altman法[12]對碘濃度測量的可重復性進行分析評估。

資料和方法

資料來源2019年5月至11月在中國人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院放射科行腹部CT增強檢查的患者50例，其中，女20例，男30例，平均年齡(51.64±14.49)歲(23～78歲)。入組標準：(1)腹部實質器官均無腫瘤性病變；(2)腹部實質器官無腫瘤介入治療或手術史；(3)靜脈期圖像無偽影干擾。本研究經中國人民解放軍總醫(yī)院海南醫(yī)院倫理委員會批準(301HNFY倫審第32號)，所有患者均豁免知情同意。

掃描方法受試者均采用光譜CT(Philips IQon Spectral CT)行腹部增強檢查，檢查前常規(guī)空腹4～6 h，飲水1000 ml左右，平臥于檢查床上，掃描參數：管電壓為120 kVp，管電流采用智能調控技術，調控指數(Reduce Dose)為 22，轉速為0.75 s/r，螺距為0.984，采用128排雙層探測器采集數據，掃描范圍為膈頂至腎下極。以1.2 ml/kg體質量的劑量一次性注射非離子型對比劑(碘佛醇320 mgI/ml)，速度3.0 ml/s，隨后立即以相同的速率注射生理鹽水20 ml。靜脈期開始掃描的時間大約在對比劑開始注射后70 s，掃描完成后重建層厚1 mm、層間距1 mm的能譜基礎圖像(spectral base image，SBI)，從能譜基礎圖像中可獲得無水碘圖。

圖像分析 所有CT數據均傳輸至飛利浦星云能譜工作站(Intelli Space Portal V6.5)，并由1名具有4年工作年限的技師測量2次(2次間隔1周)，由1名具有2年工作年限的技師測量1次。測量步驟如下：(1)將腹部靜脈期能譜數據導入Spectral CT View軟件并生成無水碘圖。(2)在經過肝尾狀葉層面，放置相同大小的感興趣區(qū)(90～110 mm2)于肝左葉、肝右葉、肝尾狀葉及脾臟，測量其碘濃度值(mg/ml)；在經過胰腺體部層面，放置大小約50～70 mm2感興趣區(qū)于胰腺體部測量其碘濃度值；在經過腎門水平，放置相同大小的感興趣區(qū)(15～25 mm2)于腎臟中部，測量其碘濃度值(圖1)。(3)每個部位測量3次，取平均值為最終測量值。

圖1 采用感興趣法測量肝左葉、肝右葉、肝尾狀葉、脾臟、胰腺體部及雙腎靜脈期碘濃度值

統計學處理采用MedCalc(V19.0.4)(www.medcalc.org)進行統計分析，符合正態(tài)分布的計量資料以均數±標準差表示，對觀察者內及觀察者間所獲取的肝左葉、肝右葉、肝尾狀葉、脾臟、胰腺及雙腎皮質碘濃度值進行ICC分析及一致性Bland-Altman分析；ICC分析的評價標準為：ICC<0.4為相關性差，0.40～0.59為相關性中等，0.60～0.74為相關性良好，>0.74為相關性優(yōu)[13]；Bland-Altman分析的評價標準為至少95%的差值應位于一致性界限(兩次差值的95%分布范圍)內，即圖形中95%以上的點位于一致性界限內[14]。

結 果

觀察者內可重復性同一名觀察者兩次測量腹部實質器官碘濃度值，肝左葉、肝右葉、肝尾狀葉、脾臟、胰腺、左腎及右腎的ICC值分別為0.938(0.894，0.965)、0.932(0.884，0.961)、0.939(0.895，0.965)、0.947(0.909，0.970)、0.912(0.851，0.949)、0.946(0.906，0.969)和0.907(0.842，0.946)，可重復性等級均為優(yōu)(表1)。

表1 觀察者內腹部實質器官兩次測量碘濃度值

觀察者內肝左葉、肝右葉兩次碘濃度測量值差值點3/50(6%)位于95%一致性界限之外，肝尾狀葉、脾臟、胰腺及雙腎兩次測量差值點均超過95%位于一致性界限內(圖2)。

M1：第1次測量；M2：第2次測量；+1.96SD及- 1.96SD為差值均值的95%一致性界限

根據評價標準，肝尾狀葉、脾臟、胰腺及雙腎碘濃度測量值具有較好的可重復性。

觀察者間可重復性觀察者間測量腹部實質器官的碘濃度，肝左葉、肝右葉、肝尾狀葉、脾臟、胰腺、左腎及右腎的ICC值分別為0.947(0.909，0.970)、0.927(0.875，0.958)、0.943(0.902，0.968)、0.956(0.924，0.975)、0.934(0.887，0.962)、0.927(0.875，0.958)及0.892(0.818，0.937)，可重復性等級均為優(yōu)(表2)。

表2 觀察者間腹部實質器官兩次測量碘濃度值Table 2 ICC of inter-observer iodine concentrations of abdominal parenchymal

觀察者間肝左葉、肝右葉、胰腺及左腎兩次碘濃度測量值差值點3/50(6%)位于95%一致性界限之外，肝尾狀葉、脾臟及右腎兩次測量差值點均超過95%位于一致性界限內(圖3)。

圖3 不同觀察者兩次測量腹部實質器官碘濃度的Bland-Altman圖，肝左葉、肝右葉、胰腺及左腎兩次碘濃度差值點47/50(94%)位于95%一致性界限之外，其余測量部位參數差值(>95%)均位于95%一致性界限之內

根據評價標準，肝尾狀葉、脾臟及右腎觀察者間碘濃度測量值具有較好的可重復性。

討 論

光譜CT是基于探測器實現能譜技術，其128排雙層探測器能分別接收不同能級的光子，上層探測器接收低能級光子，下層探測器接收高能級光子，不同于其他能譜CT，其射線源為與傳統CT的混合X線束相同，因此不需要預先設定雙能模式掃描，并可回顧性進行光譜分離[1，7，10- 11]。鑒于光譜CT能提供完美的時間和空間一致性，應用基于投射空間的物質分解，使其能更準確進行物質鑒定并整合硬束效應[10，15]。

物質的衰減系數是其固有屬性，不會因射線能級不同而改變，由于物質的衰減具有能級依賴性，光譜CT可通過2種基物質(通常是水和碘)分解算法，對高、低能級光譜下基物質不同衰減進行數學轉換，從而量化某種物質[9]。根據碘濃度與衰減的線性關系，通過提取出含碘的體素重建出無水碘圖，即每一體素內為含碘物質，碘濃度不小于0.5 mg/ml，而小于0.5 mg/ml的物質被視為水樣物質受到抑制[8]。研究表明，光譜CT通過無水碘圖能準確碘定量[7]，并通過碘濃度定量用反映病灶的血供、診斷和評估改變局部血流的疾病[1- 3，5- 6]，因此碘濃度可反映組織的血管密度和血容量[3]。正常人體中，大部分碘存在于甲狀腺內，在腹部實質器官碘含量低且分布不同[16]，不能通過CT測出，因此，我們認為測量靜脈期無水碘圖的碘濃度可間接反映腹部實質器官某一時刻的灌注情況，當然這需要對其可重復性進行研究。

組內相關分析是目前較通用的可重復性評估方法[17]，可對分類資料及定量資料進行評估；Bland-Altman法是通過圖形分析定量資料一致性的方差齊性檢驗方法[14]；兩種方法都兼顧了系統誤差及隨機誤差對實驗結果造成的影響，故評價結果可認為是可靠的[18]。

相較于Grosse Hokamp等[9]在人體肝臟碘定量可重復性的研究，通過分別在肝實質及門靜脈兩個感興趣區(qū)測定碘濃度，結果發(fā)現肝實質碘濃度的變異系數約20%，導致結果偏倚較大的原因被認為是生物系統的變化。本研究通過組內相關分析證實腹部實質器官的碘濃度在觀察者內及觀察者間的ICC值均大于0.8，根據評價標準可認為具有良好的可重復性；同時，結合Bland-Altman圖，觀察者內肝尾狀葉、脾臟、胰腺及雙腎差值點均位于95%一致性界限內，觀察者間肝尾狀葉、脾臟及右腎差值點均位于95%一致性界限內，這提示肝尾狀葉、脾臟及右腎的碘濃度在觀察者內及觀察者間具有穩(wěn)健的可重復性。由于我們僅測量靜脈期的碘濃度值，并非每個時間節(jié)點，僅代表腹部實質器官內碘濃度在此時的靜態(tài)測量值[19]，這可能是本研究結果與Grosse Hokamp等[9]不同的原因。

標準化碘濃度通常為所測病變的碘濃度與同層面大動脈同時相碘濃度的比值[20]，目的是減少掃描參數、對比劑注射及患者個體差異等對結果所造成的影響，如甲狀腺良惡性病變的診斷[20]、聲帶良惡性病變的鑒別診斷[21]、主動脈粥樣硬化非鈣化性斑塊評估[22]等。因此，一般對于病變的鑒別診斷可以采用標準化碘濃度比值進行評估。而本研究主要是對碘濃度的絕對定量值進行可重復性分析，不涉及到疾病診斷方面，因此，本研究沒有進行標準化碘濃度分析。

本研究的不足之處包括：(1)盡管本研究受試者腹部實質器官均無腫瘤性病變，但相關生化指標是否正常未納入入選標準，器官功能狀態(tài)可能為影響因素之一；(2)有報道受試者的體型大小會影響碘定量的準確性[11，23]，根據受試者體型分組研究需日后進行；(3)本研究采用局部感興趣區(qū)測量法，僅代表測量范圍內所有體素的碘濃度均值，并不能反映整體容積內的碘濃度均值。

綜上，本研究結果顯示，基于光譜CT測量的肝尾狀葉、脾臟及右腎的碘濃度具有良好及穩(wěn)健的可重復性。