張競(jìng)頤,劉義軍,王詩(shī)耕,童小雨,范 勇,陳安良,胡夢(mèng)婷,程啟燁

(大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科,遼寧 大連 116011)

結(jié)直腸癌治療方案取決于腫瘤分期、位置及臨床表現(xiàn)[1],增強(qiáng)CT是首選影像學(xué)方法[2]。能譜CT單能量圖及碘水圖可優(yōu)化碘用量獲得相同或更佳強(qiáng)化效果[3]。目前增強(qiáng)CT常用對(duì)比劑注射方案以患者總體質(zhì)量(total body weight,TBW)為參考,通常高估對(duì)比劑用量[4]。近年有學(xué)者[5-7]嘗試以去脂體質(zhì)量(lean body weight,LBW)估算對(duì)比劑劑量,以縮小個(gè)體間強(qiáng)化差異、實(shí)現(xiàn)影像同質(zhì)化。本研究評(píng)估基于LBW低劑量對(duì)比劑注射方案對(duì)能譜增強(qiáng)CT圖像顯示結(jié)直腸癌質(zhì)量的影響,并篩選最佳掃描能級(jí)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 前瞻性收集2023年5月—8月150例于大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院接受能譜全腹增強(qiáng)CT檢查的疑診結(jié)直腸腫物患者,男72例、女78例,年齡31～88歲、平均(64.4±9.1)歲;隨機(jī)分為A、B、C 3組,每組50例。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(PJ-KS-KY-2023-364),檢查前患者均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法 囑受試者檢查前禁食8 h,掃描前飲水600～900 ml。采用GE Revolution CT儀,以4.0 ml/s流率團(tuán)注碘海醇(350 mgI/ml)。A組按照500 mgI/kg(TBW)[8],B、C組分別按照500 mgI/kg(LBW)及400 mgI/kg(LBW)計(jì)算對(duì)比劑劑量(50～100 ml)并以相同流率跟注生理鹽水,注射總時(shí)長(zhǎng)為30 s。LBW(男性)=1.1×體質(zhì)量-128×體質(zhì)量2/身高2,LBW(女性)=1.07×體質(zhì)量-148×體質(zhì)量2/身高2,身高單位為cm[5]。采用自動(dòng)閾值觸發(fā)技術(shù),于腸系膜上動(dòng)脈(superior mesenteric artery,SMA)層面腹主動(dòng)脈達(dá)180 HU始采集動(dòng)脈期圖像、延遲28 s采集靜脈期圖像。參數(shù):管電壓80/140 kVp瞬時(shí)切換,管電流選擇GSI-Assist模式,NI 10,前置40%自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction Veo,ASIR-V),掃描層厚5 mm,探測(cè)器寬度80 mm,球管轉(zhuǎn)速0.5 s/rot,螺距0.992∶1。對(duì)A、B組重建70 keV圖像,C組間隔10 keV重建40～70 keV圖像(分別記為C40～70 keV亞組);重建層厚及間隔均為1.25 mm,均結(jié)合后置60% ASIR-V重建雙期碘基圖。將重建圖像傳至GE AW4.7后處理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量,獲得重組容積再現(xiàn)(volume rendering,VR)和最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)圖以行后續(xù)分析。見(jiàn)圖1。

圖1 結(jié)直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT重組圖 A、B.A組男性56歲直腸癌患者全腹增強(qiáng)CT VR圖(A)及MIP圖(B),TBW為75 kg,對(duì)比劑劑量100 ml; C、D.B組男性60歲直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT VR圖(C)及MIP圖(D),LBW為52.79 kg,對(duì)比劑劑量75 ml; E、F.C組男性45歲降結(jié)腸癌患者C60 keV亞組全腹增強(qiáng)CT VR圖(E)及MIP圖(F),LBW為58.26 kg,對(duì)比劑劑量為67 ml (紅箭示回結(jié)腸動(dòng)脈;黃箭示左結(jié)腸動(dòng)脈;藍(lán)箭示直腸上動(dòng)脈;白箭示乙狀結(jié)腸動(dòng)脈)

1.3 評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量

1.3.1 客觀評(píng)價(jià) 基于動(dòng)脈期軸位圖像測(cè)量SMA、腸系膜下動(dòng)脈(inferior mesenteric artery,IMA)主干及同層豎脊肌的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation,SD);于門(mén)靜脈期顯示肝臟最大層面測(cè)量肝右葉上段、下段及肝左葉CT值并取平均值。以豎脊肌SD值作為背景,分別計(jì)算SMA、IMA及肝實(shí)質(zhì)的信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)及對(duì)比度噪聲比(contrast-to-noise ratio,CNR):SNR=CT目標(biāo)/SD目標(biāo),CNR=(CT目標(biāo)-CT豎脊肌)/SD豎脊肌[9]。計(jì)算肝臟增強(qiáng)CT值(ΔHU):ΔHU=CT靜脈期肝實(shí)質(zhì)-CT平掃肝實(shí)質(zhì)。以ΔHU≥50 HU為肝臟發(fā)生強(qiáng)化[10]。比較各血管CT值及ΔHU變異率[11]:變異率=CT值SD/CT值平均值×100%。

針對(duì)經(jīng)病理證實(shí)的結(jié)直腸癌病灶重建碘基圖,計(jì)算腫瘤標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration,NIC):NIC=碘濃度病灶/碘濃度同層腹主動(dòng)脈或髂外動(dòng)脈。以上參數(shù)均測(cè)量3次,取平均值。

1.3.2 主觀評(píng)價(jià) 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用盲法以5分制評(píng)估各組二維及三維圖像質(zhì)量、顯示病灶情況及診斷信心,≥3分為符合臨床診斷要求;意見(jiàn)不一時(shí)協(xié)商達(dá)成一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料,以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合者;對(duì)B、C組與A組行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或Mann-WhitneyU檢驗(yàn),C組內(nèi)行單因素方差分析或Friedman檢驗(yàn);以頻數(shù)表示計(jì)數(shù)資料,組間比較行χ2檢驗(yàn)。采用配對(duì)χ2檢驗(yàn)比較組間變異率。以Kappa檢驗(yàn)比較觀察者間主觀評(píng)分的一致性,Kappa>0.75為一致性良好。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

3組一般資料差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。相比A組,B、C組對(duì)比劑用量分別降低23.00%和37.19%(P均<0.05)。術(shù)后病理結(jié)果證實(shí)89例為結(jié)直腸癌,3組腫瘤位置差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 結(jié)直腸腫物患者基本資料及對(duì)比劑用量比較

2.1 客觀評(píng)價(jià)

2.1.1 動(dòng)脈期 A組、B組、C40～60 keV亞組SMA和IMA的CT值均>350 HU。B組SMA和IMA的CT值變異率分別為9.42%(38.61/409.66)和9.32%(34.95/375.15),低于A組的11.87%(46.38/390.87)和11.28%(41.30/366.23)(P均<0.05)。C40～60 keV亞組SMA和IMA的CT值、SD值、CNR均高于A組(P均<0.05),C40～60 keV亞組SMA的SNR均高于A組(P均<0.05)。除IMA SNR外,C組內(nèi)各指標(biāo)均隨能級(jí)升高而逐漸降低(P均<0.05)。C60 keV亞組SMA和IMA的CT值變異率分別為9.85%(53.47/543.03)和10.09%(49.52/490.63),低于A組(P均<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 結(jié)直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT動(dòng)脈期血管客觀參數(shù)比較

2.1.2 靜脈期 A、B組和C40～60 keV亞組ΔHU均>50 HU。B組ΔHU變異率為8.60%(4.58/53.23),低于A組的9.87%(6.30/63.84)(P<0.05)。C組肝實(shí)質(zhì)CT值、SD值及ΔHU均隨能級(jí)升高而降低(P均<0.05),其中C70 keV亞組ΔHU<50 HU。C40～70 keV亞組肝實(shí)質(zhì)SNR和CNR多低于A組(P均<0.05),但C40～50 keV亞組肝實(shí)質(zhì)CT值、SD值及ΔHU均大于A組(P均<0.05),C60 keV亞組ΔHU與A組相當(dāng)(P>0.05),C60 keV組ΔHU變異率為8.67%(5.72/65.95),低于A組(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 結(jié)直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT靜脈期血管客觀參數(shù)比較

2.1.3 碘基圖 3組動(dòng)、靜脈期圖像中結(jié)直腸癌NIC值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。

2.2 主觀評(píng)價(jià) 觀察者間評(píng)估整體圖像質(zhì)量及顯示病灶質(zhì)量的一致性良好(Kappa:0.768～0.909,P均<0.05),各組全部圖像評(píng)分均≥3分,滿(mǎn)足臨床診斷要求。A、B組圖像主觀評(píng)分相當(dāng)(P均>0.05)。C組內(nèi)各亞組動(dòng)、靜脈期主觀評(píng)分均以C60 keV亞組得分最高,且與A組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05);其余各亞組均低于A組(P均<0.05)。見(jiàn)表4、5。

表4 結(jié)直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT軸位圖像主觀評(píng)分比較

表5 結(jié)直腸腫物患者全腹增強(qiáng)CT碘基圖主觀評(píng)分比較

3 討論

本研究在針對(duì)疑似結(jié)直腸癌患者的能譜CT檢查中,以500 mgI/kg(LBW)方案計(jì)算對(duì)比劑進(jìn)行優(yōu)化,圖像動(dòng)脈期SMA和IMA的CT值遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值280 HU[12],腸系膜動(dòng)脈主干及分支對(duì)比劑充盈良好,邊緣清晰銳利,圖像強(qiáng)化均勻,優(yōu)于常規(guī)TBW方案,對(duì)比劑劑量降低23.00%;進(jìn)一步根據(jù)400 mgI/kg(LBW)進(jìn)行計(jì)算,重建40～70 keV單能級(jí)圖像,發(fā)現(xiàn)在動(dòng)脈期60 keV能級(jí)下,血管對(duì)比度及邊緣銳利度顯示最佳,優(yōu)于A組,與LAI等[13]的結(jié)果相符;C組對(duì)比劑劑量降低37.19%,超過(guò)以往研究[5,7,14]。

本研究以ΔHU作為評(píng)價(jià)靜脈期肝臟指標(biāo)[3],發(fā)現(xiàn)B組ΔHU>50 HU,且ΔHU變異率較A組顯著降低,說(shuō)明以L(fǎng)BW為依據(jù)計(jì)算對(duì)比劑劑量所獲圖像的一致性更高,為實(shí)現(xiàn)影像同質(zhì)化提供了依據(jù)。C組以60 keV采集的靜脈期圖像的ΔHU與A組相當(dāng),且變異率低于A組,提示利用該方案同樣有助于實(shí)現(xiàn)圖像同質(zhì)化。

通過(guò)計(jì)算NIC可排除干擾[15],更加精確地評(píng)估腫瘤碘濃度值。本研究觀察不同對(duì)比劑注射方案對(duì)NIC的影響,發(fā)現(xiàn)B、C組動(dòng)、靜脈期腫瘤NIC與A組差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,提示以L(fǎng)BW為基礎(chǔ)的注射方案可在降低對(duì)比劑用量的情況下保證腫瘤強(qiáng)化程度。

綜上,基于LBW低劑量對(duì)比劑方案結(jié)合能譜CT可在降低對(duì)比劑用量前提下獲得高質(zhì)量圖像,以60 keV為最佳掃描能級(jí)。

利益沖突:全體作者聲明無(wú)利益沖突。

作者貢獻(xiàn):張競(jìng)頤研究設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)文章;劉義軍指導(dǎo)、修改和審閱文章;王詩(shī)耕研究設(shè)計(jì);童小雨數(shù)據(jù)分析、修改文章;范勇圖像分析、修改文章;陳安良圖像分析;胡夢(mèng)婷數(shù)據(jù)分析、查閱文獻(xiàn);程啟燁統(tǒng)計(jì)分析、查閱文獻(xiàn)。