能谱CT虚拟平扫检测泌尿系结石的价值

孙金磊

【摘要】 目的：探讨能谱CT虚拟平扫（VNCT）检测泌尿系结石的应用价值。方法：对260例临床怀疑泌尿系结石患者行能谱CT尿路造影，依次进行平扫和动脉期、实质期及排泄期四期能谱扫描。系统自动生成70 keV单能量图像，对动脉期能谱扫描图像去碘，生成VNCT图像。在相同窗宽、窗位下比较平扫单能量图像（CNCT）、VNCT图像对结石的显示情况，并比较直径>5 mm的结石测量中心区CT值。结果：在平扫单能量图像上共发现332个结石。以此为参考标准，VNCT图像对<2 mm结石和≥2 mm结石的检出率分别为93.33%（84/90）和100%（242/242），差异无统计学意义（P>0.05）。VNCT图像上所测量结石平均CT值与常规平扫比较差异有统计学意义（P<0.001）。结论：能谱VNCT图像可用于检测泌尿系结石，特别是≥2 mm的结石，并且可以有效的降低辐射剂量。

【关键词】 尿路结石； 体层摄影术； X线计算机； 能谱成像

doi：10.14033/j.cnki.cfmr.2016.30.027 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2016）30-0049-02

在对泌尿系结石的检查中，CT尿路造影已经成为首选的检查方法。为评价尿路梗阻和肾功能状况，常需做多期增强扫描，其较高的辐射剂量一直广受医务工作者诟病，国内采取各种方法以减少辐射剂量，但不可避免的出现造影剂用量的增加，检查时间的延长等问题。Sarver在2012年美国腹部影像学年会上发表研究，阐述了利用能谱CT腹部扫描，患者接受的剂量要低于同等扫描范围的传统扫描[1]。能谱CT的虚拟平扫（virtual nonenhanced CT，VNCT）技术能在增强检查中获得近似普通平扫的图像，如果应用虚拟平扫代替传统平扫多期相腹部扫描的剂量可以降低30%～50%[2-4]。本研究探讨VNCT与普通平扫（conventional nonenhanced CT，CNCT）在检出泌尿系统结石的一致性，评估能谱CT检测泌尿系结石的价值，以期在降低辐射剂量的同时，检查被对比剂掩盖的结石。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2015年4月-2016年4月因泌尿系结石而接受CT尿路造影检查的260例患者，男103例，女157例，年龄36～75岁，平均（56.3±8.4）岁。

1.2 方法

采用美国GE Discovery CT 750 HD能谱CT机进行检查。扫描参数：GSI模式，螺距0.984，X线管转速0.7 s，床速39.37 mm/rot，管电压为高、低能量（140、80 kVp）瞬时（0.5 ms）切换，管电流为375 mA，GSI ASIR 40%，FOV 35 cm。患者仰卧位，扫描范围从双肾上缘至耻骨联合水平。依次进行平扫和动脉期、实质期及排泄期四期能谱扫描，系统自动生成70 keV单能量图像，增强扫描采用高压注射器经肘正中静脉注射碘海醇（含碘300 mg/ml）70～80 ml，注射速率3.0 ml/s，动脉期扫描时间采用自动扫描触发装置Smart Prep技术监测腹主动脉CT值触发扫描，监测阈值为100 HU，达到阈值后延迟8 s开始扫描，于动脉期30 s后行门静脉期扫描，5～10 min后行延迟扫描。

1.3 图像处理及分析

在美国GE Heath Care AW 4.5工作站上对图像进行分析。用能谱分析软件物质分离技术对动脉期能谱扫描图像做出虚拟平扫图像，确定CNCT、VNCT图像上的结石数目、位置、大小及直径大于5 mm结石的CT值。以CNCT图像为参考标准，评估VNCT图像对结石的显示情况及结石大小有无变化。

1.4 统计学处理

采用SPSS 18.0软件包进行统计学处理，采用（x±s）表示计量资料，使用t检验，计数资料采用率（%）表示，使用字2检验，P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

260例中，CNCT图像共显示332个结石灶，其中直径<2 mm结石90个，≥2 mm结石242个；以CNCT图像为参考标准，VNCT图像对本组结石的总检出率为98.19%（326/332），两种检查方法对各个部位结石的检出率比较差异均无统计学意义（P>0.05）。<2 mm结石和≥2 mm结石的检出率分别为93.33%（84/90）和100%（242/242），两种检查方法对肾内、输尿管结石的检出率比较差异均无统计学意义（P>0.05），见表1、表2。CNCT图像中泌尿系器官结石显示为阴性的在VNCT图像上也没有发现结石。CNCT图像中共检出直径>5 mm结石53个，VNCT图像中共检出直径>5 mm结石53个，VNCT图像中结石的CT值为（650.0±135.3）HU，较CNCT的（320.5±120.2）HU偏大，差异有统计学意义（t=14.224，P<0.001）。典型病例：男，58歲，检查结果见图1。

3 讨论

能谱CT的概念在上世纪70年代CT诞生时即被提出，在20世纪70年代后期放射学界就开始了早期双能量剪影的临床研究和临床应用，之后由于技术的限制直到本世纪初才有了进一步的发展。能谱CT是通过应用单管球进行高电压（140 kVp）和低电压（80 kVp）的瞬时切换，通过宝石探测器获得“同源、同时、同向”的CT原始数据，产生单能量图像，范围（40～140 keV）[1]，其中能谱CT成像中70 keV水平时图像噪声最低并相对于传统的混合能量图像，单能量图像可以减少硬化伪影[5]，且对应了传统CT腹部成像中X线管电压为100 kVp时的平均能量[6]，因此本组病例70 keV水平的图像相当于传统CT图像。

物质分离原理：在能谱成像中，任何结构或组织能通过两种物质的组合产生相同的衰减效应来表达，即经过高低两组电压扫描的X线衰减图像可以表达为两种物质的密度图，这个过程就是物质分离，基于投影数据空间的物质分离是能量解析的起点，分离后的物质密度图像中每个体素反映了相应的物质密度信息。通过碘、水分离技术获得水基图，基于水基图不显示含碘成分，去除泌尿系中的含碘对比剂，特异性地显示含水成分，这种与平扫类似的图像被称为虚拟平扫图像。

本研究显示VNCT与CNCT对泌尿系结石检出的差异无统计学意义，在本组病例中VNCT共有6个肾实质内结石未检出，回顾性观察其中4个可见较淡的略高密度影，另外2个直径则完全没有发现，原因可能是：（1）虚拟平扫的平均噪声明显大于常规平扫[7]，80 kVp条件下图像的噪声较大，尤其对于体型较肥胖的患者，使得虚拟平扫图像的质量受到影响，结石的检出率也会降低；（2）虚拟平扫的空间分辨率有所降低[8]；（3）与CNCT扫描图像显示的结石相比，大多数结石在VNCT图像上的径线稍有减小，可能由于增强后结石周围肾组织出现强化，结石与碘对比剂紧密相邻，在生成VNCT图像时，将结石边缘部分误认为碘剂而被去掉所致。在本组中观察了部分结石，发现结石越小，VNCT图像上结石的减小效应相对越明显。但这6个结石直径均在1 mm左右，从临床治疗的角度来说可能意义不是太大，说明VNCT完全可以用于泌尿系结石的检查。这与Moon等[9]认为的VNCT影像对于最大径为1～3 mm的结石的检出存在一定局限性有一定出入，本研究认为是能谱扫描及后处理技术的整体发展使得VNCT更精确。

在VNCT图像中结石的CT值较CNCT明显偏大，差异有统计学意义（P<0.05），但对结石的诊断没有影响，VNCT图像中组织的CT值是否也较CNCT偏大，有待进一步研究。

总之，在应用于泌尿系结石的检查中，VNCT图像质量近似于常规平扫图像质量[10]，不仅能够有效检测出泌尿系结石，更可以有效降低扫描过程中的辐射剂量，符合现代医学的要求，并使CT扫描方案得以简化、优化，为CT“一站式”检查开辟了新途径。

参考文献

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（收稿日期：2016-06-30）