黃 勁，王曉璇

（1 中山大學(xué)腫瘤防治中心影像科 廣東 廣州 510000）

（2 廣州市第八人民醫(yī)院放射科 廣東 廣州 510000）

CT 是臨床常用的影像學(xué)檢查手段，得益于此近年來(lái)CT 軟硬件得到了飛速的發(fā)展，其中能譜CT 也成為研究熱點(diǎn)。2008 年出現(xiàn)的雙源CT 由90°垂直的兩組X 線球管和兩組探測(cè)器系統(tǒng)構(gòu)成，兩套系統(tǒng)相互獨(dú)立也可以協(xié)同使用，其可以產(chǎn)生一致的管電壓管電流，分開(kāi)重建時(shí)可獲得更高的時(shí)間分辨率，也可以整合重建以獲得更高質(zhì)量圖像；也可以產(chǎn)生不同的管電壓管電流，來(lái)獲得雙能量信息，產(chǎn)生多種能譜定量數(shù)據(jù)[1]。2009 年推出的寶石能譜CT 使用單一球管和單一探測(cè)器，其X 線球管高壓部分能瞬時(shí)完成切換（0.5 ms 內(nèi)）80 kVp 與140 kVp 的高低能量從而獲得時(shí)間和空間上近乎完全匹配的雙能量數(shù)據(jù)，可同時(shí)重建出混合能量常規(guī)圖像、40 ～140 keV共101 個(gè)虛擬單能級(jí)圖像和其他能譜定量數(shù)據(jù)[2]。而2018 年正式應(yīng)用于臨床的雙層探測(cè)器光譜CT 其探測(cè)器上層吸收低能X 線，下層吸收高能X 線，從探測(cè)器角度實(shí)現(xiàn)高低能量分離[3]，實(shí)現(xiàn)了“同時(shí)、同源、同向”的能譜成像，雙層探測(cè)器采集的高、低能數(shù)據(jù)在投影數(shù)據(jù)域內(nèi)時(shí)間和空間上完全匹配的前提下進(jìn)行解析，在降低圖像噪聲，改善圖像質(zhì)量等方面更具有優(yōu)勢(shì)[4]。本文通過(guò)比較雙層探測(cè)器光譜CT 70 keV 單能量與常規(guī)圖像的成像質(zhì)量，初步探討70 keV 單能量的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性整理2021 年10 月—2022 年1 月在中山大學(xué)腫瘤防治中心雙層探測(cè)器光譜CT 上完成胸腹部增強(qiáng)掃描的病例35 例，其中男19 例，女16 例，年齡27 ～90 歲，平均（56.89±14.74）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：需含有完整胸腹部增強(qiáng)圖像。排除標(biāo)準(zhǔn)：①憋氣配合欠佳者；②有運(yùn)動(dòng)或異物偽影，偽影較多影響圖像質(zhì)量評(píng)估。

1.2 方法

采用飛利浦雙層探測(cè)器光譜CT（Philips IQon Spectral CT）進(jìn)行胸腹部平掃、動(dòng)脈期和靜脈期掃描?；颊呷⊙雠P位，雙臂上舉過(guò)頭頂，腳先進(jìn)，掃描范圍胸廓入口至肝下緣，掃描時(shí)囑深吸氣后屏氣一次屏氣完成一期掃描。掃描參數(shù)：管電壓120 kVp，采用自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)，準(zhǔn)直寬度64×0.625，螺距1，球管轉(zhuǎn)速2 r/s，矩陣512×512。對(duì)比劑注射方案：應(yīng)用雙筒高壓注射器注射對(duì)比劑碘比樂(lè)370 mgI/mL，劑量1.2 mL/kg，流速4.0 mL/s，并以相同流速注射40 mL 0.9%氯化鈉溶液。使用對(duì)比劑團(tuán)注追蹤法，設(shè)定氣管隆突水平作為監(jiān)測(cè)層面，觸發(fā)點(diǎn)為降主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值100 HU，閾值觸發(fā)后6 s、38 s、155 s 行動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期掃描。檢查結(jié)束后將胸腹部動(dòng)脈期原始數(shù)據(jù)進(jìn)行光譜重建（Spectral B、level 4），獲得光譜基數(shù)據(jù)（SBI），用軟組織算法（Standard B）重建，重建層厚1 mm，層間距0.8 mm。

1.3 圖像分析

將數(shù)據(jù)傳到飛利浦星云工作站（Philips IntelliSpace Portal）上進(jìn)行后處理，用動(dòng)脈期的SBI 數(shù)據(jù)重建出常規(guī)圖像（CI）為CI 組及70 keV 虛擬單能量（VMI）圖像為VMI 組。分別于CI 組及VMI 組圖像氣管隆突水平層面測(cè)量降主動(dòng)脈、肺組織、豎脊肌、脂肪、空氣的平均CT 值及標(biāo)準(zhǔn)差（SD），保證同一患者在兩組圖像中的感興趣區(qū)（ROI）位置及面積一致，ROI 面積大小約為50 mm2，不同組織的ROI 應(yīng)用工作站中的復(fù)制粘貼功能，保證各個(gè)ROI 面積一致。測(cè)量血管ROI 時(shí)避開(kāi)血管壁、粥樣斑塊等，測(cè)量脂肪時(shí)避開(kāi)皮膚、肌肉等，測(cè)量肌肉及肺組織時(shí)避開(kāi)脂肪、血管及病灶等。每種組織在左右兩側(cè)各取一個(gè)ROI，計(jì)算平均值記錄，計(jì)算各ROI 的SNR、CNR，計(jì)算公式：各個(gè)ROI 的SNR=CT同一ROI/噪聲同一ROI；CNR 肺組織=（CT 肺組織-CT 脂肪）/噪聲脂肪；CNR 降主動(dòng)脈=（CT 降主動(dòng)脈-CT 脂肪）/噪聲脂肪；CNR 豎脊肌=（CT 豎脊肌-CT 脂肪）/噪聲脂肪；CNR 空氣=（CT 空氣-CT 脂肪）/噪聲脂肪；CNR 脂肪=（CT 脂肪-CT 豎脊?。?噪聲脂肪。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS 24.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。使用Shapiro-Wilk 檢驗(yàn)對(duì)計(jì)量資料進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（± s）表示，運(yùn)用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)對(duì)兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。偏態(tài)分布計(jì)量資料以中位數(shù)表示，采用Wilcoxon 符號(hào)秩檢驗(yàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

VMI 組降主動(dòng)脈CT 值顯著高于CI 組（P＜0.05）；VMI 組肺組織、豎脊肌、脂肪CT 值顯著低于CI 組（P＜0.05）；VMI 組與CI 組空氣CT 值無(wú)顯著差異（P=0.567＞0.05）；VMI 組SD 除空氣外都比CI 組低，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；VMI 組空氣SD 顯著高于CI組（P＜0.05）；VMI 組SNR 除空氣外都比CI 組高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；VMI 組空氣SNR 顯著低于CI 組（P＜0.05）；70 keV VMI 組CNR 都比CI 組高，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（見(jiàn)圖1、表1）。

表1 CI 組和70 keV VMI 組圖像測(cè)量參數(shù)比較結(jié)果（± s）

表1 CI 組和70 keV VMI 組圖像測(cè)量參數(shù)比較結(jié)果（± s）

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圖1 常規(guī)圖像與70 keV 虛擬單能量圖像對(duì)比

3 討論

根據(jù)實(shí)現(xiàn)能量成像技術(shù)的不同[5]，可分為基于發(fā)射端既能量源（雙源、單源kVp 瞬時(shí)切換、單源kVp 旋轉(zhuǎn)切換、濾片分離技術(shù)等）和基于探測(cè)器（雙層探測(cè)器）兩種方式；雙層探測(cè)器光譜CT 基于雙層探測(cè)器，其球管與常規(guī)CT 類似，因此常規(guī)掃描中同步進(jìn)行高、低能量信息的采集，不用預(yù)設(shè)能譜掃描模式，在不額外增加劑量的前提下可同時(shí)獲得常規(guī)數(shù)據(jù)和能譜數(shù)據(jù)，可在檢查后根據(jù)診斷需要隨時(shí)進(jìn)行回顧性重建多達(dá)161 個(gè)能級(jí)的單能量圖像及多種能譜圖像數(shù)據(jù)，這種方式大大地方便了臨床的應(yīng)用和推廣，讓各種能譜圖像數(shù)據(jù)發(fā)揮積極的作用，讓70 keV VMI 等能譜圖像的代替?zhèn)鹘y(tǒng)圖像應(yīng)用于臨床成為可能[6]。杜華陽(yáng)等[7]探討了雙層探測(cè)器光譜CT 70 keV 單能量圖像提高LDCT 圖像質(zhì)量方面的應(yīng)用，結(jié)果顯示平掃時(shí)70 keV VMI 肺組織、縱隔軟組織的CT 值與CI 的差異不明顯，而圖像噪聲明顯降低，圖像質(zhì)量得到了優(yōu)化。王世偉等[8]通過(guò)40 ～70 keV VMI 與CI 的對(duì)比來(lái)研究虛擬單能量?jī)?yōu)化圖像質(zhì)量的價(jià)值，結(jié)果顯示40 keV 時(shí)其CT 值較CI 增加129%，噪聲降低9%，SNR、CNR 均顯著增加，而70 keV 時(shí)CT 值較CI 無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，噪聲較CI 下降16%，SNR、CNR 均有提升，數(shù)據(jù)表明40 keV 更適用于顯示門靜脈圖像而70 keV 圖像近似CI 但圖像質(zhì)量更優(yōu)。既往研究[6,9-10]比較了雙層探測(cè)器光譜CT 門靜脈期70 keV 與CI 的圖像質(zhì)量，結(jié)果顯示70 keV VMI 噪聲比CI 低，SNR、CNR 比CI 高。本研究以35 個(gè)病例作為研究對(duì)象，比較了雙層探測(cè)器光譜CT 單能量成像在胸部動(dòng)脈期70 keV VMI 和CI 圖像的質(zhì)量，與上述研究結(jié)果相似，VMI 組降主動(dòng)脈CT 值顯著高于CI 組（P＜0.005）；VMI 組肺組織、豎脊肌、脂肪CT 值顯著低于CI 組（P＜0.05）；VMI 組與CI 組空氣CT 值無(wú)顯著差異（P=0.567 ＞0.05）；VMI 組SD除空氣外都比CI 組低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；VMI 組空氣SD 顯著高于CI 組（P＜0.05）；VMI 組SNR 除空氣外都比CI 組高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；VMI 組空氣SNR 顯著低于CI 組（P＜0.05）；70 keV VMI 組CNR 均顯著高于CI 組（P＜0.05），其中70 keV VMI 組空氣噪聲較CI 組高的原因可能與直接用SBI 數(shù)據(jù)重建CI 有關(guān)，SBI 數(shù)據(jù)是投影空間光譜重建（Spectral B），而用原始數(shù)據(jù)重建一般為迭代混合重建（iDose4），迭代重建算法的不同導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果有差異。本研究的不足之處：①樣本量較少，需要更多樣本來(lái)深入研究；②僅對(duì)動(dòng)脈期胸部層面中70 keV VMI 及CI 進(jìn)行了客觀評(píng)價(jià)，在后續(xù)研究中應(yīng)對(duì)不同部位、不同期相、不同迭代重建算法及更多能級(jí)的VMI 圖像進(jìn)行研究。

綜上所述在雙層探測(cè)器光譜CT 胸部動(dòng)脈期掃描中70 keV VMI 能有效降低圖像噪聲SNR、CNR 均有相應(yīng)提高，能為臨床提供更多有效信息。