CT双能量虚拟平扫在颈部肿大淋巴结的诊断价值

2013-05-06石梦昀SHIMengyun

中国医学影像学杂志 2013年11期

关键词：淋巴结炎双源甲状腺癌

石梦昀 SHI Mengyun

杨斌 YANG Bin

边莉 BIAN Li

杨亚英 YANG Yaying

赵卫 ZHAO Wei

CT双能量虚拟平扫在颈部肿大淋巴结的诊断价值

石梦昀 SHI Mengyun

杨斌 YANG Bin

边莉 BIAN Li

杨亚英 YANG Yaying

赵卫 ZHAO Wei

目的探讨双源CT虚拟平扫技术在颈部淋巴结病变中的诊断价值。资料与方法经病理证实的50例患者共126枚颈部肿大淋巴结，均行双能量扫描，比较淋巴结虚拟平扫和常规平扫图像的CT值、信噪比、对比噪声比、图像主观评价、病变显示、常规扫描与双能量扫描的辐射剂量等。结果①虚拟平扫结合双能量增强扫描对颈部肿大淋巴结6种典型病变的检出率一致性均较好（Kappa＞0.7, P＜0.01），其中非特异性淋巴结炎、淋巴瘤、甲状腺癌转移淋巴结的检出率（93.1%、86.7%、100.0%）较高（Kappa=0.983、0.893、1.000, P＜0.01），对甲状腺癌转移淋巴结的检出率（100.0%）最高（Kappa=1.000, P＜0.01）。②常规平扫与动、静脉期虚拟平扫图像间CT值、信噪比、对比噪声比差异无统计学意义（H=3.125、4.374、4.037, P＞0.05）。③双能量二期扫描较常规三期扫描降低有效辐射剂量约19%。结论双源CT虚拟平扫结合增强扫描可以清晰地显示并诊断颈部肿大淋巴结，同时可以降低受检者的辐射剂量，有望取代真实平扫。

颈；淋巴结；淋巴转移；体层摄影术，X线计算机；双能量虚拟平扫技术

颈部淋巴结肿大是常见病、多发病，不同性质的淋巴结病变决定了治疗方案的制订和患者的预后，术前准确地检测淋巴结病变具有非常重要的临床意义。B超、CT、MRI是目前显示和诊断淋巴结病变的主要方法[1,2]，其中CT由于具有较高的密度和空间分辨率，能够清晰地显示颈部淋巴结，增强扫描能够有效地评估颈部肿大淋巴结的部位、大小、形态、内部结构及与邻近器官的关系，为颈部淋巴结的定性诊断提供可靠的依据[3,4]而更易被临床医师接受，但其对患者的辐射是一个不容忽视的问题，尤其颈部有甲状腺这一敏感器官，更应该降低颈部CT检查的辐射剂量。CT双能量虚拟平扫（virtual non-contrast CT, VNCT）是近年研究的热点，该技术可以在有效降低患者辐射剂量的同时达到诊断目的，目前已经广泛用于胸、腹部检查[5-9]。然而，颈部虚拟平扫技术研究较少[1,3,10-12]，并且在以往双能量对于颈部病变的研究中均未比较虚拟平扫与常规平扫的对比噪声比，也未对虚拟平扫结合双能量扫描结果对病变的检出率做出分析。因此，本研究旨在通过比较淋巴结虚拟平扫和常规平扫图像的CT值、信噪比、对比噪声比、图像主观评价、病变显示、常规扫描与双能量扫描的辐射剂量等，探讨双源CT虚拟平扫技术是否可以替代常规平扫来检测颈部肿大淋巴结病变。

1 资料与方法

1.1 研究对象选择2012-05～12在昆明医科大学第一附属医院行双源CT常规平扫加双能量增强扫描的50例患者，其中男30例，女20例；年龄11～76岁，平均（46.3±15.7）岁。50例患者共126枚颈部肿大淋巴结，均经手术病理证实，并且多平面重组图像显影清晰，无运动及其他伪影，13例因无手术病理追踪予以剔除研究。126枚淋巴结中，甲状腺癌转移性淋巴结29枚（23.0%），其他转移性淋巴结15枚（11.9%），淋巴瘤45枚（35.7%），结核性8枚（6.3%），非特异性淋巴结炎29枚（23.0%）。所有入选患者进行颈部双源CT增强扫描前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法采用Siemens双源CT（Somatom Definition, Siemens Healthcare, Forchheim, Germany）。先行CT平扫，扫描范围自颅底至主动脉弓水平。平扫后行CT增强扫描，选择双能量模式，扫描范围与平扫相同，对比剂采用碘普罗胺（320 mgI/ml）70 ml，生理盐水30 ml，以3.0 ml/s经肘静脉注入，延迟25 s进行动脉期扫描，延迟60 s进行实质期扫描。平扫期采用常规扫描，开启CARE kV及CARE Dose 4D，准直128×0.6 mm，转速0.33 s/r，螺距0.85；动脉期及实质期采用双能量模式扫描：A球管管电压140 kV，管电流51 mA；B球管管电压80 kV，管电流213 mA；螺距0.8，转速0.33，视野512×512，重建算法采用滤波反投影法（BPF）并用D31f重建，准直14×1.2 mm。

1.3 图像分析 CT平扫及双能量增强扫描所得各组图像重建为层厚1 mm、层距0.7 mm的薄层图像，调入“Liver VNC”软件处理得到虚拟平扫图像。将常规平扫图像调入“view”卡中，分别测量肿大淋巴结及同层胸锁乳突肌平扫、动脉期及静脉期图像的CT值和标准差。选择感兴趣区时避开钙化及坏死区域，面积为10 mm2。比较颈部肿大淋巴结虚拟平扫图像和常规平扫图像在平均CT值、标准差（SD：以SD为图像噪声）、信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）。SNR=平均CT值/标准差2；CNR=病变淋巴结CT值－同层胸锁乳突肌CT值/背景SD。

1.4 图像主观评分由2名主治医师采用盲法分别对图像质量进行评价，若有分歧请上级医师参与分析达成一致意见。对普通平扫及虚拟平扫的图像质量进行评分,阅片顺序为常规平扫、动脉期虚拟平扫。实质期虚拟平扫。评分标准[13]：5分，解剖细节清晰，能够简单明了地评价；4分，解剖结构和细节较清楚，能够评价，但不是特别好；3分，大部分解剖结构可以满足诊断，但少数图像不能进行评价；2分，解剖结构不清楚，解剖细节不足以被发现；1分，解剖结构模糊，不能诊断。

1.5 辐射剂量辐射剂量以系统提供的容积CT剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）为标准。CTDIvol反映球管旋转一圈扫描容积的平均剂量；DLP用来评价受检者一次完成CT扫描总的辐射剂量。根据公式[有效剂量（effective dose, ED）=DLP×K]换算成有效剂量，其中K为换算因子，采用欧洲CT质量标准指南颈部平均值0.0059[14]。本研究中常规扫描辐射剂量以常规平扫剂量的3倍计算；双能量扫描辐射剂量即为双能量双期增强扫描辐射剂量的总和。

1.6 统计学方法采用SPSS 17.0软件，图像CT值、SNR、CNR比较采用Kruskal-Wallis H检验，主观图像评分及辐射剂量比较采用成组t检验，平扫、虚拟平扫结合双期扫描对颈部淋巴结病变的检出率与病理结果的一致性行Spearman等级相关分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 颈部肿大淋巴结常规平扫与虚拟平扫CT值、SNR、CNR及图像质量评分比较颈部肿大淋巴结常规平扫、虚拟平扫动脉期与虚拟平扫静脉期平均CT值、SNR、CNR比较，差异均无统计学意义（H=3.125、4.374、4.037, P＞0.05）；3组间图像质量评分比较，差异无统计学意义（H=3.042, P＞0.05）。见表1及图1、2。

表1 颈部肿大淋巴结常规平扫与虚拟平扫CT值、SNR、CNR及图像质量评分比较

2.2 颈部肿大淋巴结常规扫描与双能量扫描的有效辐射剂量比较常规三期扫描与双能量二期扫描CTDIvol总量、DLP总量及ED总量比较，差异均有统计学意义（t=11.132、9.345、9.345, P＜0.001）。双能量二期扫描较常规三期扫描降低有效辐射剂量约19%。见表2。

图1 患者女，28岁，颈部淋巴结炎。A～C.横段位CT依次显示常规平扫、动脉期虚拟平扫、实质期虚拟平扫颈部淋巴结内的坏死成分（箭）

图2 患者女，18岁，颈部淋巴结结核。A～C.横段位CT依次显示常规平扫、动脉期虚拟平扫、实质期虚拟平扫颈部淋巴结内的钙化成分（箭）

表2 颈部肿大淋巴结常规扫描与双能量扫描的有效辐射剂量比较

2.3 颈部肿大淋巴结常规平扫与虚拟平扫结合增强扫描与病理结果比较 Spearman等级相关分析结果显示，常规平扫、虚拟平扫对非特异性淋巴结炎、淋巴瘤、甲状腺癌转移淋巴结、淋巴结结核及颈部其他癌转移淋巴结的检出率分别为93.1%、86.7%、100.0%、62.5%、60.0%，与病理结果一致性均较好（Kappa=0.983、0.893、1.000、0.757、0.725, P＜0.01），以甲状腺癌转移淋巴结的一致性最好（Kappa=1.000, P＜0.01）。

3 讨论

CT图像组织之间的差异取决于组织对射线的衰减，不同组织对射线的吸收不同，因此利用不同能量的X线及组织相对应的CT值变化，即可以获得反映组织化学成分的组织特性[15]，双能量成像技术即利用这一原理将钙质和碘对比剂自动分离，并将碘对比剂从增强影像上去除，从而实现虚拟平扫[16]。

虚拟平扫技术用于诊断淋巴结病变已有报道[3]，然而既往研究未把虚拟平扫结合双能量动脉期及静脉期对颈部肿大淋巴结病变的检出率与病理结果进行对照分析。本研究分析虚拟平扫结合双能量双期增强扫描对颈部肿大淋巴结病变的检出情况，并与手术病理结果进行对照，发现虚拟平扫结合双能量双期增强扫描结果对甲状腺癌转移淋巴结、淋巴瘤、淋巴结结核、非特异性淋巴结炎及颈部其他癌转移淋巴结病变的检出率均较好（Kappa＞0.7），尤其对非特异性淋巴结炎、淋巴瘤、甲状腺癌转移淋巴结的检出率较高（93.1%、86.7%、100.0%, Kappa＞0.77），其中对甲状腺癌颈部淋巴结转移的检出率最高（100.0%, Kappa=1.000），其原因可能为：正常甲状腺组织具有贮碘功能，甲状腺癌颈部转移的淋巴结同样具有甲状腺的组织学特性，其血供丰富且有吸碘特性，增强后能明显强化，因此不同于颈部其他性质的转移瘤；淋巴瘤乏血供、肿瘤内血管数量少且细胞紧密，因此强化程度较低。非特异性淋巴结炎强化较明显，可能与炎性病变活动有关，活动性病变内的血管多而且较直，结构完整，淋巴引流活跃，其强化程度较高。

常规颈部CT检查一般采用平扫加动脉期、静脉期扫描，而双能量虚拟平扫技术可以直接进行双期增强扫描，减少了常规平扫期的辐射剂量。本研究结果显示，双能量二期扫描较常规三期扫描降低有效辐射剂量约19%，而虚拟平扫与常规平扫图像质量无显著差异，虚拟平扫动脉期及静脉期图像平均CT值也无显著差异，虚拟平扫双期图像噪声与常规平扫噪声有显著差异，但不影响对病变的观察。虚拟平扫CT值高于常规平扫的原因可能为：转移淋巴结常位于颈静脉链周围，测量时多取淋巴结边缘实性部分进行测量，由于虚拟平扫图像中颈静脉的碘对比剂残留多，可能影响邻近淋巴结CT值的测量；而颈动脉作为增强扫描阈值触发点，对比剂浓度较高可能导致虚拟平扫图像的平均CT值高于常规平扫。此外，能谱存在交叉，使有微小部分的碘成分仍然存在于虚拟平扫图像中未被减除。虚拟平扫图像与常规平扫图像SNR及CNR均无显著差异，但虚拟平扫SNR及CNR均高于常规平扫，其原因可能为：虚拟平扫图像的后处理算法中存在光滑处理而使背景噪声降低[17]，同时可能与管电压、管电量、层厚、重建算法、扫描时能量源数目及某些软件的应用等有关。本研究结果中CT值、SNR、有效辐射剂量与贾晓霞等[3]的研究结果一致，但其未对原因做出详细分析，并且未进一步分析虚拟平扫颈部淋巴结的CNR，本研究进一步完善了常规平扫与虚拟平扫的客观图像质量比较。

梁艺[18]报道体重指数与虚拟平扫图像噪声呈显著负相关。然而，本研究未根据患者的体重指数进行分组研究，需要继续扩大样本量进一步深入研究。

总之，虚拟平扫与常规平扫之间图像质量无显著差异，相对于普通颈部增强三期扫描，双能量虚拟平扫可以有效地降低患者接受的辐射剂量，并且虚拟平扫结合双能量二期增强扫描结果对甲状腺癌、淋巴瘤、颈部淋巴结结核、颈部非特异性淋巴结炎及颈部其他癌转移淋巴结病变检出率较好，特别对非特异性淋巴结炎、淋巴瘤、甲状腺癌转移淋巴结的检出率较高，对甲状腺癌颈部淋巴结转移的检出率最高。因此，虚拟平扫结合双期增强扫描对颈部淋巴结的病变有较高的诊断价值，同时可以减少辐射剂量，有望取代真实平扫，具有较好的应用价值。

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（责任编辑张春辉）

Application of Dua-energy Virtual Non-contrast Imaging in Evaluating Enlarged Cervical Lymph Nodes

PurposeTo investigate the value of dual-source CT with dual-energy virtual non-contrast imaging in the diagnosis of cervical lymph node disease.Materials and MethodsThe dual-energy scan data of 126 lymph nodes from 50 patients confirmed pathologically were reviewed. The difference of average CT value, signal to noise ratio, contrast to noise ratio, image subjective assessment and lesion detectability between virtual non-contrast imaging and conventional non-contrast scan were analyzed. The radiation dose of virtual non-contrast imaging and real non-contrast imaging of cervical lymph node were also compared.Results①The consistency of virtual plain scan combined with dual-energy contrast imaging in the diagnosis of six typical pathological types were all satisfactory (Kappa＞0.7, P＜0.01), and the detection rate of non-specific lymphadenitis, lymphomas and lymph node metastasis of thyroid carcinoma was higher among the six types (93.1%, 86.7% and 100.0%, respectively, Kappa=0.983, 0.893; P＜0.01), and had the highest detection rate of lymph node metastasis of thyroid carcinoma (100.0%, Kappa=1.000, P＜0.01).②There was no significant difference among the average CT, signal to noise ratio and contrast to noise ratio of conventional scan and virtual noncontrast imaging during arterial phase and venous phase (H=3.125, 4.374, 4.037; P＞0.05).③ Compared with conventional enhanced scan, dual-energy phases reduced radiation dose by about 19%.ConclusionDual-energy virtual non-contrast imaging combined with contrast imaging can provide clear images in the diagnosis of enlarged cervical lymph nodes and reduce radiation dose of subjects, thus can be expected to replace real scan.

Neck; Lymph nodes; Lymphatic metastasis; Tomography, X-ray computed; Dual-energy virtual non-contrast imaging

昆明医科大学第一附属医院医学影像科云南昆明 650032

杨亚英

Department of Medical Imaging, the First Affiliated Hospital of Kunming Medical University, Kunming 650032, China

Address Correspondence to: YANG Yaying

E-mail: yayingyang@163.com

R445.3

2013-07-22

：2013-10-26

中国医学影像学杂志

2013年第21卷第11期：812-815

Chinese Journal of Medical Imaging