王玉鳳，石鳳祥，楊學東，史珊，馬云瑤

中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院 放射科，北京 100053

引言

雙源CT通過對兩個近似相互垂直（94°）的球管設置不同的管電壓值提供兩種不同的能量，從而產生不同的X線衰減信息，利用不同的衰減可用后處理軟件將碘劑從增強的圖像中提取出來，從而產生虛擬平掃（Virtual Noncontrast-Enhanced，VNC）的圖像，多項研究表明VNC圖像有較高的圖像質量，若VNC能替代真實平掃（True Noncontrast-Enhanced，TNC）則可省去一期平掃，將大大降低病人受輻射劑量[1-3]。本研究通過比較上腹部VNC與TNC圖像質量及輻射劑量的差異探討虛擬平掃代替常規(guī)平掃的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2020年10月至2021年1月需行腹部增強掃描患者37例。所有患者無碘對比劑過敏史，無嚴重心、肝腎功能不全，排除孕婦及兒童，經醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。其中男20例，女17例，年齡36～86歲，平均（60.27±13.24）歲，體質量指數(shù)為18.22～27.02 kg/m2，平均（23.06±2.26）kg/m2。

1.2 檢查方法與參數(shù)

所有患者均在Siemens Somatom definition flash 雙源CT上掃描?；颊哂跈z查前空腹6～8 h，檢查前喝水500 mL，仰臥在檢查床上，雙臂上舉，腳先進，檢查前叮囑患者配合吸氣憋氣，并保持呼吸幅度一致。描范圍為膈頂至肚臍，先行TNC，再應用雙能行增強掃描，采用雙筒高壓注射器（德國UIrich missouri），經肘正中靜脈以3 mL/s的速度注入碘海醇[300 mg(I)/mL]，注射量1.5 mL/kg，藥注完后以3 mL/s的速度注射生理鹽水20 mL，應用觸發(fā)模式掃描，觸發(fā)點在主動脈裂孔水平，監(jiān)測閾值100 HU，注藥10 s后開始監(jiān)測，達到閾值后7 s開始掃描，描完動脈期后延遲30 s行靜脈期掃描。真實平掃參數(shù)：管電壓：120 kV；參考管電流210 mAs；準直器寬度：128×0.6 mm；螺距0.6；卷積核B30f。雙能掃描參數(shù)：A、B球管管電壓分別為80、Sn 140 kV，參考管電流為460 mAs、178 mAs。準直器寬度：32×0.6 mm；螺距0.6；卷積核D30f。各個期相均開啟實時動態(tài)曝光劑量調節(jié)（Combined Application Reduce Exposure；CARE）Dose 4D。

1.3 圖像重建及分析

應用Liver VNC軟件，將碘對比劑的融合比率調整到0%，CT的融合比率調整到100%，得到VNC圖像和碘圖。將TNC、VNCA、VNCV三期圖像調入MMWP VE36A后處理工作站，于腹腔干起始層面在肝臟、脾實質、豎脊肌、皮下脂肪并在胰腺的胰頭、胰體、胰尾找三個不同的感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI），ROI≈0.8 cm2，利用復制粘貼，盡量保證ROI的大小和位置在三幅圖像上保持一致，記錄CT值及標準差（Standard Deviation，SD），取平均值，并計算信噪比SNR，SNR=平均CT值/SD脂肪。由兩位影像科工作5年以上的醫(yī)師對三期圖像評分，意見不一致時經協(xié)商達成一致。評分標準如下[4]：①1分，解剖結構模糊，不能診斷；②2分，解剖結構不清楚，細節(jié)不能被發(fā)現(xiàn)；③3分，大部分解剖結構可以滿足診斷，但少數(shù)圖像不能進行評價；④4分，解剖結構和細節(jié)較清楚，能夠評價但不是非常好；⑤5分，解剖細節(jié)清晰，可以簡單明了的評價。3～5分即能滿足臨床診斷需求。

1.4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 17.0軟件對上述數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料用均值±標準差（±s）表示，分別對肝、脾臟、胰腺、豎脊肌的CT、SNR、SD及劑量值進行比較，對其行單因素方差分析，有差異時進行兩兩比較；圖像評分為非正態(tài)分布的計數(shù)資料采用秩和檢驗；三組間病灶檢出率比較采用卡方檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

1.5 輻射劑量

記錄每個患者各期圖像的CT劑量指數(shù)（CT Dose Index，CTDI）和劑量長度乘積（Doselength Product，DLP），計算有效劑量（Effective Dose，ED）[5]：ED(mSv)=k×DLP；在成人腹部中k=0.015mSv/(mGy.cm)。

雙能掃描模式由于省掉一期平掃劑量，其總有效劑量ED兩期= EDVNCA+EDVNCV，本研究中三期總有效劑量為：ED三期=EDTNC+EDVNCA+EDVNCV

2 結果

2.1 圖像客觀評價比較

TNC中肝、脾、胰腺、豎脊肌的CT、SNR、噪聲與VNCA、VNCV之間，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；而VNCA、VNCV之間CT值（肝P=0.151；脾P=0.644；胰腺P=0.399；豎脊肌P=0.558）、SNR（肝P=0.568；脾P=0.922；胰腺P=0.628；豎脊肌P=0.745）、噪聲（肝P=0.856；脾P=0.983；胰腺P=0.515；豎脊肌P=0.745），差異無統(tǒng)計學意義；肝、脾、胰腺、豎脊肌的SNR值在VNC圖像上顯著高于TNC（表1）。

表1 TNC、VNCA、VNCV三期圖像質量比較（±s）

表1 TNC、VNCA、VNCV三期圖像質量比較（±s）

項目 內容 TNC VNCA VNCV F值 P值肝 CT 57.62±5.60 65.98±6.43 68.11±6.92 28.264<0.001 SNR 3.74±1.02 5.58±1.23 5.75±1.51 28.644<0.001噪聲 17.99±3.30 13.63±1.71 13.53±1.57 44.185<0.001脾 CT 46.64±3.16 60.53±5.08 61.01±5.05 120.494<0.001 SNR 3.01±0.72 5.12±1.07 5.14±1.28 50.162<0.001噪聲 17.93±2.86 13.12±1.79 13.14±1.74 59.137<0.001胰腺CT 44.27±2.94 47.32±4.24 46.47±5.4 4.932 0.009 SNR 2.87±0.72 4.01±0.90 3.91±0.98 19.197<0.001噪聲 19.76±3.32 14.78±2.53 14.37±2.21 44.828<0.001 CT 50.47±4.81 54.10±6.52 54.90±6.08 6.002 0.003 SNR 3.25±0.79 4.54±0.87 4.61±1.17 23.717<0.001噪聲 18.78±3.33 14.17±1.95 13.94±1.63 47.316<0.001豎脊肌

2.2 輻射劑量比較

TNC的有效輻射劑量與VNCA、VNCV差異無統(tǒng)計學意義（P=0.286）（ 表2），ED三期、ED兩期分別為12.21±2.27、7.98±1.53，兩者比較，差異有統(tǒng)計學意義（F=88.166，P<0.001），VNC較TNC掃描減少約34.6%的輻射劑量。

表2 TNC、VNCA、VNCV三期圖像輻射劑量比較（±s）

表2 TNC、VNCA、VNCV三期圖像輻射劑量比較（±s）

組別 CTDI vol/mGy DLP/mGy·cm ED/mSv TNC 10.04±1.17 282.24±50.53 4.23±0.76 VNCA 9.46±1.22 266.00±51.11 3.99±0.77 VNCV 9.45±1.22 265.10±51.32 3.99±0.77 F值 2.921 1.324 1.266 P值 0.058 0.270 0.286

2.3 圖像主觀評價

TNC、VNCA、VNCV三期圖像評分均≥3分，差異無統(tǒng)計學意義（χ2=0.710，P=0.701）。經兩名放射科醫(yī)生共同協(xié)商發(fā)現(xiàn)常規(guī)平掃結合兩期增強掃描共檢出病變146個，TNC、VNCA、VNCV分別檢出病變120、119、118個，其中3位病人肝上有鈣化點，兩位病人鈣化點在三期圖像上都顯示，另一位病人在TNC顯示在VNCA、VNCV未顯示；7位病人有膽囊結石其中3位病人三期均清楚顯示，另外4位病人結石均能顯示，但在VNCA、VNCV上密度降低，體積減小（圖1）；還有一位病人肝S7段病變在TNC、VNCA顯示，在VNCV未顯示（圖2）。χ2檢驗結果顯示，三期圖像病變檢出率分別為82.2%、81.5%、80.8%，差異無統(tǒng)計學意義（Chi-square=0.091，P=0.956）。

圖1 直腸癌術后AFP升高影像圖片

圖2 B超提示肝實質內圓形混合回聲團塊

3 討論

診斷用X線與物質相互作用主要發(fā)生光電效應和康普頓散射效應，光電效應的強度與物質的原子序數(shù)及光子的能量有關，高原子序數(shù)的物質（如碘、鈣等）的CT值更容易受X線光子能量變化影響，從而可以用不同能量的X線穿過不同組織產生不同CT值，得到組織特性圖像[5]，而低原子序數(shù)的物質（如軟組織）隨光子能量的變化，其產生的CT值變化較小，利用這一特點可以將碘劑與軟組織區(qū)分出來，得到虛擬平掃圖像；而鈣原子在不同能級下衰減系數(shù)變化較碘原子小[6]，依據(jù)此特性可以將鈣和碘區(qū)分開來。

本研究中VNC圖像中各個器官的CT值要高于常規(guī)平掃，與王慧慧等[7]研究結果一致，這可能與雙源CT去除碘劑不完全有關，Borriello等[8]研究指出，碘濃度較高的區(qū)域有可能影響碘對比劑的去除，本研究中也存在這樣的問題（如VNCA圖像上心包內碘造影劑殘留更為明顯），這可能是導致VNC圖像上各個器官CT值要高于TNC圖像的原因之一；另外本研究雙能掃描采用80 kV/Sn140 kV按照0.5的融合比率融合而成，CT值為一個相對值[9]，即使同一器官也會隨管電壓的變化而變化。VNC圖像上SNR值要明顯高于TNC圖像，與袁元等[10]研究結果一致，而SD值要比TNC圖像低，可能是由于雙能掃描圖像重建采用D卷積核，有學者指出“D”卷積核能夠提高物質特性，同時降低噪聲，相應的會使圖像的模糊度增加[11]；另外二代雙源采用能譜濾波技術[12]，在高能球管上添加了錫濾過板[13]，能使低能普成分從高能譜射線中去除，從而使高能普射線得到純化，提高區(qū)分碘的能力；此外其后處理算法采用光滑處理，能夠降低背景噪聲。

本研究中三期圖像評分均≥3分，均能滿足診斷要求，而且三期圖像評分及病灶檢出率差異無統(tǒng)計學意義，但發(fā)現(xiàn)部分肝臟鈣化灶和膽囊結石在VNC圖像中密度降低和體積減小，還有一例病人肝臟鈣化灶在VNC中未檢出，這可能與VNC技術還存在一定缺陷有關[14]，主要是對軟組織、碘和脂肪三種物質分離，未包含鈣，所以有可能將鈣去掉；也有可能是高低能譜重疊，降低了其區(qū)分碘和鈣的能力[15]。王新輝等[16]對縱隔淋巴結的鈣化研究顯示，VNCv的鈣化檢出率為67.1%；楊誠等[17]發(fā)現(xiàn)VNC圖像對≥3 mm結石的檢出率為100%，而對1～2 mm的結石檢出率為84.21%，因此VNC對<3 mm的結石有一定的局限性；另有學者指出VNC更適合應用于腹部較大臟器的研究，對較小臟器如腎上腺等有局限性[18]。筆者認為雖然VNC在小結石和小的臟器的檢出上有一定局限，但對于隨訪病人有前期傳統(tǒng)掃描做比照不會對診斷結果產生太大影響。

應用VNC可以省掉常規(guī)平掃的劑量，所以受檢者接受的總輻射劑量為VNCA的輻射劑量+VNCV的輻射劑量，而傳統(tǒng)腹部增強的輻射劑量為常規(guī)平掃+動脈期+靜脈期三者之和，TNC與VNC有效劑量差異無統(tǒng)計學意義，常規(guī)增強的總有效劑量約等于ED三期，因此常規(guī)腹部增強的總劑量要遠遠高于應用雙能虛擬平掃的劑量。本研究中省掉TNC大約能省掉34.6%的輻射劑量，與楊琰昭等[19]研究一致。而VNC圖像有較高的圖像質量，并且與TNC有相似的病灶檢出率，因此對腹部增強應用虛擬平掃具有很大的臨床意義，特別是對一些需要長期隨訪的病人，如一些腫瘤患者，在做腹部增強時常常需要做平掃期、動脈期、門脈期還需要做延遲期，應用VNC直接減少一期平掃劑量，顯著降低患者的輻射劑量，又縮短了檢查時間，提高了檢查效率。

本研究也存在一些局限性：① 樣本量太少，下一步可以加大樣本量驗證；② 未對病變做詳細分類，只是統(tǒng)計了病變個數(shù)，未對結石大小分類；③ 本研究的雙能掃描采用0.5的融合比率，未對不同融合比率做研究。

綜上所述，VNC具有較高的圖像質量，又降低了受檢者的輻射劑量，雖然在顯示結石和鈣化方面存在一定局限性，但可以把這種掃描方式推廣到隨訪病人的檢查中。