双源CT虚拟平扫在小肠病变中的应用

王 俊，李 辉，刘 焱，王 佳

（新疆维吾尔自治区人民医院放射影像中心，新疆 乌鲁木齐 830001）

双源CT虚拟平扫在小肠病变中的应用

王 俊，李 辉，刘 焱，王 佳

（新疆维吾尔自治区人民医院放射影像中心，新疆 乌鲁木齐 830001）

目的：探讨双源CT虚拟平扫在小肠病变中的应用。方法：对35位患者在双源CT上行小肠造影检查，共三期扫描，即常规平扫、动脉期和静脉期对比增强双能量扫描（100 kV/140 kV），调入后处理软件中的Liver VNC选项卡，获得动、静脉期虚拟平扫图像，将其与真实平扫图像进行对比。对图像质量进行主观评分以及客观评分，主观评分由2名医生采用双盲法评分，客观评分在3个序列的图像上选择感兴趣区，分别记录下动、静脉期虚拟平扫及真实平扫的病灶、肝脏、肌肉、脂肪的平均CT值，以及由机器产生的噪声，病灶的信噪比（SNR）及对比信噪比（CNR）。同时记录下三期扫描的总辐射剂量及去除平扫剂量之后动、静脉增强两期扫描的总辐射剂量。采用单因素方差分析比较两组以上图像平均CT值、SNR、CNR。采用两个独立样本t检验分析辐射剂量。结果：35例患者，其中男16例，女19例，年龄27～83岁，未见明显异常16例，慢性结肠炎3例，粘连性肠梗阻4例，肿瘤切除术后2例，肠息肉3例，脂肪瘤2例，结肠恶性肿瘤3例，肠系膜纤维瘤1例，回盲部肿物1例。采用SPSS 21.0软件进行统计分析，病灶、脂肪、肌肉虚拟平扫的CT值小于真实平扫，差异有统计学意义，而肝脏虚拟平扫的CT值大于真实平扫，差异有统计学意义。虚拟平扫的标准差低于真实平扫，而SNR、CNR高于真实平扫，差异无统计学意义。3种图像主观评分均能满足诊断要求，虽然虚拟平扫的主观评分要低于真实平扫，但是其差异无统计学意义，优质图像率达71.8%。双能两期扫描辐射剂量低于常规三期扫描的24.8%。结论：在患者小肠造影的检查中，双能CT的虚拟平扫图像可以用作基准的密度测量及传统平扫的替代，省去常规增强前扫描，大大降低患者接受的辐射剂量。

肠疾病；体层摄影术，螺旋计算机

双源CT是一种新兴的不断创新的CT成像方式。各种应用程序已开发和应用，双源CT使用所谓的三种物质分解（如腹部，对于大多数应用程序是软组织，脂肪和碘的基准材料Liver VNC算法）方法是可以减去碘的虚拟未增强图像或水（图像）或显示单纯碘信息和分布（碘分布/覆盖/密度或灌注图）。虚拟平扫图像是基于双能量扫描对碘的特异性识别并去除得到的，其代替常规平扫减少一期扫描从而降低辐射剂量，已经开始用于全身各部位，如在肝脏中的应用等。在肺部结节的应用也表明虚拟平扫得到的图像质量完全满足诊断学要求，可降低患者接受的辐射剂量。在头部出血、脑膜瘤的应用中也同样具有不影响诊断以及降低辐射剂量的作用。虽然在腹部报道的较多，但用于肠道CT造影方面的研究较少。本研究旨在调查探索双源CT的双能量虚拟扫描在小肠疾病中的应用。

1 材料与方法

1.1 一般资料

2015年11月—2016年3月拟行双源CT小肠造影检查的35例患者，其中男16例，女19例，年龄27～83岁。

1.2 扫描前准备

所有患者检查前禁食至少6 h，在检查前至少45min，以70mL肠道阴性对比剂 （2.5%甘露醇溶液）+500mL温水混匀，共3份，嘱患者每15min匀速口服1份，在候诊室等候并憋尿，对于无禁忌证的患者在开始检查前静脉注射山莨菪碱 20mg。上机前嘱患者口服40mL的2.5%甘露醇溶液+210mL温开水，喝完即上机进行双能量扫描。

1.3 扫描参数

采用Siemens Somatom FLASH双源CT机。扫描范围自肝顶起始至生殖器结束，扫描序列包括平扫期和双能量动、静脉增强期。平扫参数：120 kV，螺距 0.7，0.5 s/r，准直器宽度 128×0.6 mm，重建层厚1mm，间距0.7mm。完成平扫后，经肘前静脉的留置针， 注入碘帕醇（350mgI/mL）90mL，流率 4.0mL/s。采用对比剂示踪法（Bolus tracking）确定动脉期延迟时间，在降主动脉内放置感兴趣区（ROI），ROI的阈值为100HU，达到阈值后，延迟7 s自动触发动脉期扫描。延迟35 s进行静脉期扫描。双能量扫描参数：A、B管球分别为 140 kVp、178mAs和 100 kVp、230mAs，视野32 cm，余同平扫参数。通过后处理合成图像，重建与平扫期相同间距、层厚的图像，其双能量图像构成比为M0.5（140 kVp和100 kVp的数据比值各为 50%）。

1.4 虚拟平扫图像的获得

双能扫描可获得100 kV、Sn140 kV、融合图像（融合比 0.5）。 采用 Siemens MMWP（syngo MMWP，Siemens Medical Solutions）工作站，将动脉期及静脉期双能量薄层（100 kV、Sn140 kV）图像分别调入双能选项卡（Dual energy），选择 Abdomen（CA），再启动Liver VNC，通过下方滑块，把CT融合比率调到100%，此时获得的即是虚拟图像，然后分别选择径向范围与平行范围，重建出与常规平扫间隔、层厚相同的图像，得到动脉期以及静脉期的轴位、冠状位图像，保存序列。

1.5 图像客观评估数据的测量

测量病灶及脂肪、肝脏、肌肉CT值：分别在动脉期、静脉期重建1mm的虚拟平扫轴位图像上，选择病灶及脂肪、肝脏、肌肉各自显示最佳的3个层面，放置感兴趣区（ROI），尽量保证3个层面放置的ROI大小相同、位置相似，分别把ROI的CT值及由机器产生的标准差（噪声）记录下来，病灶的信噪比（SNR）＝病灶 CT 值/噪声；对比噪声比（CNR）＝（病灶CT值－脂肪CT值）/噪声。

1.6 图像主观质量评分

主观评分由2位影像中心的主治医师在不知道患者检查方法的情况下读片，2位医师独立观察及比对图像，如果意见不一致，由2人协商后达成一致。按照5分的等级标准：5分，解剖结构和细节显示清晰，无明显噪声；4分，解剖结构和细节显示较为清晰，噪声较多；3分，大部分解剖结构较为清晰，细节显示欠清楚，噪声较明显但基本可以接受；2分（较差），解剖结构显示不清楚，细节辨识困难，噪声很明显；1分（极差），解剖结构模糊，细节不清，噪声很明显。

1.7 辐射剂量评估

把每位患者的相关剂量数据记录下来，主要数据有容积 CT 剂量指数（CT dose index，CTDIvol）及剂量长度乘积（Dose length product，DLP）。 再分别计算出每位患者的有效辐射剂量 （ED=DLP×k），k为换算因子，采用欧洲CT质量标准指南提出的腹部取值为 0.015，DLP 由机器自动生成，CTDIvol反应球管旋转一圈扫描容积的平均剂量，DLP用来评价受检者完成一次完整CT扫描的总辐射剂量。

1.8 统计学分析

在SPSS 21.0软件上采用两个独立样本t检验分析辐射剂量，以P＜0.01为差异有统计学意义，分析主观评分采用R×C列表的卡方检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。采用单因素方差分析比较两组以上图像的平均CT值、SNR、CNR。

2 结果

35例小肠CT造影的患者中未见明显异常16例，慢性结肠炎3例，粘连性肠梗阻4例，肿瘤切除术后2例，肠息肉3例，脂肪瘤2例，结肠恶性肿瘤3例，肠系膜纤维瘤1例，回盲部肿物1例。对3组图像测量得到的病灶及脂肪、肝脏、肌肉CT值以及标准差、SNR、CNR进行统计学分析见表1，病灶、脂肪、肌肉虚拟平扫的CT值小于真实平扫，P＜0.05，差异有统计学意义，而肝脏虚拟平扫的CT值大于真实平扫，P＜0.05，差异有统计学意义。虚拟平扫的标准差低于真实平扫，而SNR、CNR高于真实平扫，P＞0.05，差异无统计学意义。

2位医师对虚拟平扫图像质量的评分见表2，所有图像的评分均为5分、4分和3分，无2分和1分者。P＞0.05，3组图像主观评分差异无统计学意义。3种图像主观评分均能满足诊断要求，虽然虚拟平扫的主观评分要低于真实平扫，但其差异无统计学意义，优质图像率达71.8%。

常规三期扫描的剂量为平扫及动、静脉增强扫描的剂量之和，而计算双能量两期扫描的剂量时，只算动、静脉期增强扫描剂量之和即可。虽然一期双能增强扫描辐射剂量比常规平扫稍高，但是双能两期扫描有效辐射剂量（（14.36±4.20） mGy）低于常规三期（（20.18±5.14） mSv）。

表1 对3组图像测量得到的病灶及脂肪、肝脏、肌肉CT值以及标准差、SNR、CNR进行比较

表2 虚拟平扫图像质量的评分表

图1a～1e 升结肠癌患者。图1a：真实平扫图像显示升结肠局限性肠壁增厚，肠腔不规则狭窄；图1b：动脉期虚拟平扫图像；图1c：静脉期虚拟平扫图像；图1d，1e：动脉期及静脉期虚拟平扫冠状位重建图像。Figure 1a～1e. Ascending colon cancer patient.Figure 1a:Real scan image shows circumscribed thickening of the ascending colon wall,irregular luminal stenosis;Figure 1b is the virtual unenhanced image in arterial phase;Figure 1c is the virtual unenhanced image in venous phase;Figure 1d,1e for the virtual unenhanced coronal reconstruction images in arterial and venous phase.

3 讨论

因为双源CT是同时使用两个球管来采集数据的，而在不同的管电压下，组织对X射线的吸收度是不一样的，所以这种技术才可以在不同的管电压下识别物质，鉴别原子序数较大物质的衰减情况，尤其是碘这种CT检查时常用的对比剂，我们可以通过对高低不同管电压球管扫描出的原始数据进行重建，来分离出对比剂碘这种物质，即可得到虚拟平扫图像[1－2]。

由于此研究采用了第二代双源CT 100 kV/140 kV的管电压组合，比第一代80 kV/140 kV的管电压有所提高，再加上Sn140 kV采用了能谱纯化技术，所以比第一代双源CT的图像质量要高，而且在后处理的算法中采用了专用的滤波平滑技术。其线性融合技术使得高低千伏数据的优势得到很好的利用，发挥了低千伏优质对比度的优势以及高千伏低噪音的好处[3－4]。

有文献报道，动脉期虚拟平扫图像的质量要比静脉期高，可能很大程度上还是因为虚拟平扫图像重建的原理，动脉期图像上对比剂主要集中在动脉血管中，脏器组织毛细血管中对比剂的含量少，因此所得到的虚拟平扫图像脏器和组织的自然对比更接近于常规CT平扫图像。相较于肝脏来说，在动、静脉期中肠道摄碘的差异较小，因此去除碘之后没有太大的差异，而肝脏在静脉期的血供远远大于动脉期，CT值较高，静脉期的虚拟重建时去除碘的能力有限。因此在小肠疾病中，动、静脉期的虚拟平扫图像并无明显差异。有文献报道虚拟平扫在腹部应用可以替代真实平扫，但是在此次研究中发现部分病人肝脏的虚拟平扫图像部分结构显示欠清，不如真实平扫那么锐利[5]。而虚拟平扫在肠道病变的显示中，与真实平扫是对等的，甚至有时是高于真实平扫的，其对于肠壁以及肿瘤病变的肿块形成的显示，较真实平扫图像更加清晰。

虚拟平扫图像由于图像生成的某些过程，使其往往比真实平扫的图像更光滑。虚拟平扫图像上组织器官的边缘较常规平扫图像稍欠锐利，但通过在PACS上调节图像的窗宽和窗位可以弥补，不会影响对病变的显示[6]。虚拟平扫图像对肠道内较小的高密度物体的显示能力不及常规平扫，这与文献报道的结果一致。由于接受条件不同，真实平扫的效果通常也是不同的，尤其是第一代双源CT。随着图像处理技术的进步，虚拟图像的效果越来越趋于真实平扫。现在随着迭代重建的频繁使用，虚拟图像与真实图像几乎没有差异。

CT的辐射剂量长久以来一直是人们的困扰，尤其是对于一些需要长期随访的病人。这些年来，大家一直在降低辐射剂量上进行了各种努力，降低管电压、电流，增大螺距，但是伴随而来的是图像质量也会相应的下降，要将降低剂量与提高图像质量完美结合一直是大家的目标。本研究中，虽然一期双能量增强扫描的剂量稍高于常规平扫，但是双能两期扫描却比常规三期扫描的剂量要低，并且图像质量并无下降。综上所述，在患者小肠造影的检查中，双能CT的虚拟平扫图像可以用作基准的密度测量及传统平扫的替代，省去常规增强前扫描，大大降低患者接受的辐射剂量。

双源CT在小肠造影检查中有一些局限性，新一代双源CT的高能X射线管视野较小，对于部分体型较大的病人，进行双能扫描后所生成的图像，其腹部的边缘显示不全，部分肠道周边的图像可能被截断。并且对于肥胖病人来说，低能X射线穿透较少，即使新一代双源CT使用100 kVp作为低能量谱，代替上一代的80 kVp，且在高能量谱140 kVp的球管上用了锡过滤器 （通过减少低能光谱和高能光谱之间的重叠，消除了光谱的低能X射线[7－8]），图像质量仍然略低于同条件下的普通患者。而低噪声的源数据对于获取准确DE－based后处理是至关重要的，所以患者体质量指数（BMI）最好低于35 kg/m2。

本研究的局限性在于研究样本量相对较少，由于数据量较大以及需要在特殊的后处理工作站进行后处理，目前在小肠造影方面仍未广泛使用，尚需要更多的研究来证实双能量CT虚拟平扫及双能CT其他后处理技术在肠道疾病中应用的可靠性和有效性。

[1]邓丽萍，史晓喆，章士正，等.双源CT小肠造影双能量虚拟平扫的临床评估[J].放射学实践，2014，29（12）：1439－1442.

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[3]Im Al,Lee YH,Bang DH,et al.Dual energy CT in patients with acute abdomen:is it possible for virtual non－enhannced images to replace true non －enhanced images?[J].Merg Radiol,2013,20(6):475－483.

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[5]练延帮，曹务腾，朱珊珊，等.自适应迭代降剂量技术在克罗恩病CT小肠造影中临床应用[J].中华胃肠外科杂志，2014，17(7)：683－686.

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[8]Toepker M,Moritz T,Krauss B,et al.Virtual non－contrast in second－generation,dual－energy computed tomography:reliability of attenuation values[J].Eur J Radiol,2012,81(3):e398－e405.

Application of virtual unenhanced imaging of dual-source CT in small intestine lesions

WANG Jun,LI Hui,LIU Yan,WANG Jia
(Radiographic Center,the People’s Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region,Urumqi 830001,China)

Objective:To explore the application of dual－source CT virtual scan in the small intestine.Methods:Thirtyfive patients underwent small intestine radiography with dual source CT,a total of three scans,namely conventional unenhanced,arterial and venous phase.The virtual unenhanced images were obtained and compared with the real images in arterial and venous phase.The subjective score of image quality was evaluated by two doctors using double－blind method,the objective score of image quality was to select the region of interest in the images of three sequences,to record the average CT values of lesions,liver,muscle and fat of virtual unenhanced and real images in arterial and venous phase,and the noise generated by the machine,lesion－noise ratio(SNR)and contrast－noise ratio(CNR).At the same time,the total radiation dose of three phase scans and the total radiation dose of arterial and venous enhancement after the removal of the unenhanced dose were recorded.ANOVA was used to compare the average CT values of the images of two groups,SNR and CNR.Two independent samples t－test was used to analyze radiation dose.Results:In 35 patients,there were 16 males,and 19 females,aged 27～83 years old,which had no obvious abnormalities in 16 cases,chronic colitis in 3 cases,4 cases of intestinal obstruction,2 cases of tumor resection,intestinal polyp in 3 cases,2 cases of lipoma,3 cases of colon cancer,1 case of mesenteric fibroma,ileocecal tumor in 1 case.Using SPSS 21.0 software for statistical analysis,the CT values of lesions,fat,muscle of virtrual non－contrasted(VNC)were less than the those of true non－contrasted(TNC),the difference was statistically significant,while the CT value of VNC of liver was greater than that of TNC,the difference was statistically significant.Virtual unenhanced SD was lower than the real plain,and SNR,CNR were higher than those of the real plain,the difference was not statistically significant.The subjective scores of the three images could meet the diagnostic requirements,although virtual unenhanced subjective rating was lower than that of real plain,but the difference was not statistically significant,highquality image rate of 71.8%.The dual－energy two phases radiation dose was less than 24.8%of the conventional three phases radiation dose.Conclusions:In the examination of patients with small bowel radiography,the dual－energy CT VNC images can be used as a benchmark for the density measurement and an alternative for the traditional plain,eliminating the conven-tional pre－enhancement scan,greatly reducing the patient’s radiation dose.

Intestinal diseases;Tomography,spiral computed

R574；R814.42

A

1008－1062（2017）04－0260－04

2016－07－20；

2016－10－01

王俊（1991－）， 女， 河南人，在读硕士研究生。 E－mail：xstrawberry＠sina.cn

李辉，新疆维吾尔自治区人民医院放射影像中心，830001。 E－mail：lihui0035＠163.com

新疆自然科学基金（2015211C189）。