楊 雯 榮 萍 辛小燕 邵明冉 陳杏彪 張 冰

多排螺旋CT在肺癌的篩查、診斷和療效評(píng)估中發(fā)揮了重要的作用，但是同時(shí)受檢者的輻射劑量也越來越受到關(guān)注。研究報(bào)道能譜CT的虛擬平掃(virtual non-contrast,VNC)圖像，將增強(qiáng)圖像中的碘物質(zhì)識(shí)別移除，從而獲得無碘對(duì)比劑圖像，代替常規(guī)平掃，可避免重復(fù)掃描，減少患者受輻射劑量[1-4]。本研究旨在利用雙層光譜探測器CT獲得VNC圖像，對(duì)肺部占位性病變的VNC和常規(guī)CT平掃圖像質(zhì)量進(jìn)行對(duì)比評(píng)估，探討VNC圖像在肺部占位性病變中替代常規(guī)CT平掃的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年3月至2020年2月南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院經(jīng)Philip IQon spectral 能譜CT檢查的30例肺部占位性病變的患者，其中男性22例，平均年齡 (64.71±8.9)歲；女性8例，平均年齡(63.17±8.1)歲。

1.2 能譜CT掃描方法

采用Philip Healthcare IQon spectral CT。掃描范圍自胸廓入口至膈肌下方，水平定位線位于腋中線，采用能譜CT掃描模式行胸部單期增強(qiáng)掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kv，管電流30 mA，螺旋掃描速度0.5 s/周。單期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)采用雙筒高壓注射器(德國拜耳)經(jīng)肘正中靜脈注射非離子型碘對(duì)比劑，劑量1.5 ml/kg，注射速度3 ml/s，注射對(duì)比劑后30 s行動(dòng)脈期掃描。

1.3 客觀評(píng)價(jià)

在Intellispace portal 9.0后處理工作站使用(spectral base image，SBI)序列獲得VNC圖像，同一患者在常規(guī)平掃(true non-contrast,TNC)和VNC圖像上選取相同病灶位置，ROI面積為50 mm2，以復(fù)制方式保證ROI大小一致。放置ROI避開血管、鈣化、空腔或液化壞死等區(qū)域，測量病灶TNC和VNC圖像的CT值大小，以標(biāo)準(zhǔn)差(SD)值作為背景噪聲，對(duì)比計(jì)算不同患者病灶的CT值、信噪比(signal noise ratio,SNR)、對(duì)比噪聲比(contrast noise ratio,CNR)等參數(shù)。SNR=CT值病灶/SD值病灶；CNR=(CT值病灶-CT值豎脊肌)/SD值豎脊肌。

1.4 主觀評(píng)價(jià)

由2名具有3年以上胸部專科影像診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生對(duì)圖像進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)，采用5分法，其中5分為優(yōu)秀，無明顯噪聲、偽影，解剖細(xì)節(jié)顯示清晰；4分為良好，有輕微噪聲、偽影，病灶細(xì)節(jié)顯示較好，影響診斷；3分為中等，有部分噪聲、偽影，病灶細(xì)節(jié)顯示尚可，大部分部位可診斷；2分為差，嚴(yán)重噪聲、偽影，病灶細(xì)節(jié)顯示差，多數(shù)部位不可診斷；1分為無法診斷。用此評(píng)價(jià)2名醫(yī)生的一致性，并由二人協(xié)商達(dá)成的一致意見作為最終結(jié)果做進(jìn)一步分析。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量主觀評(píng)分

2名醫(yī)生對(duì)TNC、VNC圖像主觀評(píng)分的一致性較好。Kappa值分別為0.733、0.753。 TNC、VNC圖像的主觀評(píng)分分別為4.03、4.08分，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

2.2 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

VNC圖像噪聲(14.35)與TNC圖像噪聲(14.20)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。VNC圖像CT值(35.60±6.87)與TNC圖像CT值(35.96±7.03)相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。VNC圖像SNR(2.65±0.64)高于TNC圖像SNR(2.28±0.54)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；VNC圖像CNR(0.73±0.51)與TNC圖像CNR(0.74±0.46)相比，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)(表1)。

表1 TNC、VNC分析指標(biāo)平均數(shù)及比較

2.3 VNC與TNC圖像中病灶CT值的一致性分析

病灶的TNC與VNC差值在LoA界限外的數(shù)據(jù)點(diǎn)比例為10%，在一致性界限為5、10、15 Hu時(shí)界外數(shù)據(jù)點(diǎn)比例均為0.00%；豎脊肌TNC與VNC差值在4組界限外數(shù)據(jù)點(diǎn)比例均小于4%(表2，圖1)。

圖1 病灶和豎脊肌TNC和VNC中CT值一致性的Bland-Altman散點(diǎn)網(wǎng)(n=30)

表2 病灶及豎脊肌TNC、VNC上測量CT值一致性的Bland-Altman分析結(jié)果(例，%)(n=30)

3 討論

3.1 能譜CT成像的優(yōu)缺點(diǎn)

能譜CT可以通過以下3種成像方式獲得：雙層探測器、雙源、高低能量瞬時(shí)切換，各有優(yōu)缺點(diǎn)[5-6]。通過雙層探測器成像的能譜CT優(yōu)點(diǎn)是高能低能成像同時(shí)完成，不需要時(shí)間切換，能夠保證較大的FOV，缺點(diǎn)是射線在2個(gè)探測系統(tǒng)之間的交叉區(qū)域無法準(zhǔn)確判斷，高低能2個(gè)探測器之間加濾波片，造成部分信息丟失。盡管存在以上缺點(diǎn)，但能譜成像能提供更多的能譜參數(shù)，對(duì)疾病的診斷提供有用的參考信息[7-8]，如VNC圖像，單能量圖像，碘密度圖像，無水碘圖像，有效原子序數(shù)圖，多模態(tài)融合圖等能譜圖像。其中，VNC圖像中除碘化組織外的所有組織均以其原始(Hounsfiled Unit,HU)值表示，碘化像素由與其無造影劑增強(qiáng)的HU值盡可能類似的虛擬HU值識(shí)別和替換，楊琰昭、潘衛(wèi)星等[9-10]已證實(shí)了VNC圖像在腹部各臟器方面的可行性。

3.2 能譜CT的VNC圖像在肺占位性病變中的應(yīng)用

由于供血?jiǎng)用}的不同，肺部良惡性占位在不同增強(qiáng)時(shí)象的強(qiáng)化程度也有差異[11]，動(dòng)脈期單期掃描已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足臨床工作的需要，肺部雙期甚至多期掃描才能更好地反映強(qiáng)化程度的差別，但同時(shí)也會(huì)增加患者的輻射劑量。本研究基于VNC圖像的可行性，肺部占位性病變患者可直接雙期或多期增強(qiáng)掃描，無需行常規(guī)平掃，既可達(dá)到良好影像診斷，又減少了患者輻射劑量。本研究的圖像質(zhì)量主要是通過醫(yī)生主觀評(píng)分、噪聲、SNR及CNR來體現(xiàn)。2名醫(yī)生的主觀評(píng)分都是4分以上，說明VNC圖像能較好地滿足診斷要求。Bland-Altman分析結(jié)果顯示，VNC圖像無論病灶或豎脊肌都與TNC圖像有較好的一致性。呂燕等[12]基于雙源能譜系統(tǒng)研究結(jié)果顯示，VNC圖像的噪聲、CNR、SNR均低于TNC，而本研究發(fā)現(xiàn)，利用雙層光譜探測器CT獲得的TNC圖像SNR低于VNC圖像，原因可能是IQon spectral CT在探測器分離高低能后，有一個(gè)反相位相關(guān)噪聲抑制技術(shù)，這一技術(shù)解決了其它機(jī)器存在的能譜數(shù)據(jù)噪聲抑制問題；而且，2組圖像CNR并無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

3.3 本研究存在的不足

本研究尚存在一定局限性:①入組患者較少，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量；②VNC圖像對(duì)顯示細(xì)小鈣化欠佳，基于VNC圖像噪聲低于TNC，我們考慮可能是在重建過程中，后處理軟件誤將這類細(xì)小的鈣化認(rèn)為是強(qiáng)化的組織，而被去掉，需要進(jìn)一步優(yōu)化后處理模型。

綜上所述，在肺部占位性病變中，基于雙層光譜探測器CT系統(tǒng)增強(qiáng)掃描獲得的VNC圖像，圖像質(zhì)量對(duì)放射醫(yī)師來說在可接受范圍內(nèi)，圖像客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)優(yōu)于TNC，能夠替代TNC圖像，且減少了患者的受輻射劑量，為進(jìn)一步開展肺腫塊的多期掃描同時(shí)減低輻射劑量奠定了可行性基礎(chǔ)。