能谱CT虚拟平扫代替常规平扫应用于肺部占位性病变诊疗中的可行性

2021-03-06辛小燕邵明冉陈杏彪

实用癌症杂志 2021年2期

杨雯荣萍辛小燕邵明冉陈杏彪张冰

多排螺旋CT在肺癌的筛查、诊断和疗效评估中发挥了重要的作用，但是同时受检者的辐射剂量也越来越受到关注。研究报道能谱CT的虚拟平扫(virtual non-contrast,VNC)图像，将增强图像中的碘物质识别移除，从而获得无碘对比剂图像，代替常规平扫，可避免重复扫描，减少患者受辐射剂量[1-4]。本研究旨在利用双层光谱探测器CT获得VNC图像，对肺部占位性病变的VNC和常规CT平扫图像质量进行对比评估，探讨VNC图像在肺部占位性病变中替代常规CT平扫的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2019年3月至2020年2月南京大学医学院附属鼓楼医院经Philip IQon spectral 能谱CT检查的30例肺部占位性病变的患者，其中男性22例，平均年龄 (64.71±8.9)岁；女性8例，平均年龄(63.17±8.1)岁。

1.2 能谱CT扫描方法

采用Philip Healthcare IQon spectral CT。扫描范围自胸廓入口至膈肌下方，水平定位线位于腋中线，采用能谱CT扫描模式行胸部单期增强扫描。扫描参数：管电压120 kv，管电流30 mA，螺旋扫描速度0.5 s/周。单期动态增强采用双筒高压注射器(德国拜耳)经肘正中静脉注射非离子型碘对比剂，剂量1.5 ml/kg，注射速度3 ml/s，注射对比剂后30 s行动脉期扫描。

1.3 客观评价

在Intellispace portal 9.0后处理工作站使用(spectral base image，SBI)序列获得VNC图像，同一患者在常规平扫(true non-contrast,TNC)和VNC图像上选取相同病灶位置，ROI面积为50 mm2，以复制方式保证ROI大小一致。放置ROI避开血管、钙化、空腔或液化坏死等区域，测量病灶TNC和VNC图像的CT值大小，以标准差(SD)值作为背景噪声，对比计算不同患者病灶的CT值、信噪比(signal noise ratio,SNR)、对比噪声比(contrast noise ratio,CNR)等参数。SNR=CT值病灶/SD值病灶；CNR=(CT值病灶-CT值竖脊肌)/SD值竖脊肌。

1.4 主观评价

由2名具有3年以上胸部专科影像诊断经验的放射科医生对图像进行主观评价，采用5分法，其中5分为优秀，无明显噪声、伪影，解剖细节显示清晰；4分为良好，有轻微噪声、伪影，病灶细节显示较好，影响诊断；3分为中等，有部分噪声、伪影，病灶细节显示尚可，大部分部位可诊断；2分为差，严重噪声、伪影，病灶细节显示差，多数部位不可诊断；1分为无法诊断。用此评价2名医生的一致性，并由二人协商达成的一致意见作为最终结果做进一步分析。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 图像质量主观评分

2名医生对TNC、VNC图像主观评分的一致性较好。Kappa值分别为0.733、0.753。 TNC、VNC图像的主观评分分别为4.03、4.08分，差异无统计学意义(P>0.05)。

2.2 图像质量客观评价

VNC图像噪声(14.35)与TNC图像噪声(14.20)差异无统计学意义(P>0.05)。VNC图像CT值(35.60±6.87)与TNC图像CT值(35.96±7.03)相比，差异无统计学意义(P>0.05)。VNC图像SNR(2.65±0.64)高于TNC图像SNR(2.28±0.54)，差异有统计学意义(P<0.05)；VNC图像CNR(0.73±0.51)与TNC图像CNR(0.74±0.46)相比，差异无统计学意义(P>0.05)(表1)。

表1 TNC、VNC分析指标平均数及比较

2.3 VNC与TNC图像中病灶CT值的一致性分析

病灶的TNC与VNC差值在LoA界限外的数据点比例为10%，在一致性界限为5、10、15 Hu时界外数据点比例均为0.00%；竖脊肌TNC与VNC差值在4组界限外数据点比例均小于4%(表2，图1)。

图1 病灶和竖脊肌TNC和VNC中CT值一致性的Bland-Altman散点网(n=30)

表2 病灶及竖脊肌TNC、VNC上测量CT值一致性的Bland-Altman分析结果(例，%)(n=30)

3 讨论

3.1 能谱CT成像的优缺点

能谱CT可以通过以下3种成像方式获得：双层探测器、双源、高低能量瞬时切换，各有优缺点[5-6]。通过双层探测器成像的能谱CT优点是高能低能成像同时完成，不需要时间切换，能够保证较大的FOV，缺点是射线在2个探测系统之间的交叉区域无法准确判断，高低能2个探测器之间加滤波片，造成部分信息丢失。尽管存在以上缺点，但能谱成像能提供更多的能谱参数，对疾病的诊断提供有用的参考信息[7-8]，如VNC图像，单能量图像，碘密度图像，无水碘图像，有效原子序数图，多模态融合图等能谱图像。其中，VNC图像中除碘化组织外的所有组织均以其原始(Hounsfiled Unit,HU)值表示，碘化像素由与其无造影剂增强的HU值尽可能类似的虚拟HU值识别和替换，杨琰昭、潘卫星等[9-10]已证实了VNC图像在腹部各脏器方面的可行性。

3.2 能谱CT的VNC图像在肺占位性病变中的应用

由于供血动脉的不同，肺部良恶性占位在不同增强时象的强化程度也有差异[11]，动脉期单期扫描已经远远不能满足临床工作的需要，肺部双期甚至多期扫描才能更好地反映强化程度的差别，但同时也会增加患者的辐射剂量。本研究基于VNC图像的可行性，肺部占位性病变患者可直接双期或多期增强扫描，无需行常规平扫，既可达到良好影像诊断，又减少了患者辐射剂量。本研究的图像质量主要是通过医生主观评分、噪声、SNR及CNR来体现。2名医生的主观评分都是4分以上，说明VNC图像能较好地满足诊断要求。Bland-Altman分析结果显示，VNC图像无论病灶或竖脊肌都与TNC图像有较好的一致性。吕燕等[12]基于双源能谱系统研究结果显示，VNC图像的噪声、CNR、SNR均低于TNC，而本研究发现，利用双层光谱探测器CT获得的TNC图像SNR低于VNC图像，原因可能是IQon spectral CT在探测器分离高低能后，有一个反相位相关噪声抑制技术，这一技术解决了其它机器存在的能谱数据噪声抑制问题；而且，2组图像CNR并无统计学差异。