双源双能量CT胰腺虚拟平扫的临床应用价值研究

叶 荣，雷军强，郭奇虹，乔吴高

（兰州大学第一医院放射科，甘肃 兰州 730000）

双源双能量CT胰腺虚拟平扫的临床应用价值研究

叶 荣，雷军强，郭奇虹，乔吴高

（兰州大学第一医院放射科，甘肃 兰州 730000）

目的：探讨双源双能量CT胰腺虚拟平扫的临床应用价值。方法：50例患者行上腹部双源CT常规平扫及动脉期、门脉期、延迟期双能量CT增强扫描，通过双能量“Liver VNC”软件后处理分别得到动脉期、门脉期及延迟期的虚拟平扫图像，比较常规平扫与3组虚拟平扫图像的胰腺平均CT值、竖脊肌平均CT值、SNR、对比噪声比（CNR）、图像主观质量、病灶显示情况及辐射剂量。结果：常规平扫与虚拟平扫图像的胰腺平均CT值、竖脊肌平均CT值差异均无统计学意义（均P＞0.05）；虚拟平扫图像的SNR、CNR均高于常规平扫图像（均P＜0.05）；常规平扫与虚拟平扫所有图像评分均在3分以上，差异有统计学意义（P＜0.05），均满足临床诊断需要；常规平扫与虚拟平扫图像对病灶有相似的检出功能；双能量扫描虚拟平扫的总有效剂量低于常规扫描（P＜0.05）。结论：双源双能量CT胰腺虚拟平扫图像质量较常规平扫图像有一定程度下降，但可满足临床诊断需求，同时又减少一次平扫的辐射剂量，且SNR更高，因此具有潜在的临床应用价值。

体层摄影术，X线计算机；双能量扫描；胰腺；虚拟平扫；信号噪声比；对比噪声比；辐射剂量

目前，放射检查中X线的辐射剂量问题已引起医学界的高度关注，如何发现即能保证图像质量，又能满足诊断要求，同时又降低辐射剂量的方法，成为研究的热点、焦点。近年来诸多可减少福射剂量的检查方法被不断应用，如根据受检组织的密度、厚度不同，进行自动实时动态曝光剂量调节（CARE Dose 4D），以及大螺距、低管电流、低管电压等技术方法均不同程度地降低了辐射剂量［1］。如今随着双源CT双能量技术的逐步应用，虚拟平扫技术——利用物质分离技术重建出与常规平扫相似的虚拟图像，在减少一次扫描的同时，降低了患者的辐射剂量，具有较高的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 将2015年8—11月在我院行上腹部增强扫描的50例患者纳入本研究，其中男36例，女 14例；年龄 27～83岁，平均（55±12）岁；体质量指数（body mass index，BMI）17.88～24.30 kg/m2，平均（20.23±0.99） kg/m2。纳入标准：①BMI在正常范围内（18.5～24.9 kg/m2）；②无严重心、肝、肺、肾功能不全；③无碘对比剂过敏史；④非孕、产妇。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition双源CT行上腹部普通平扫及双能量动脉期、门脉期、延迟期增强扫描。扫描范围自膈顶至肝脏下缘。扫描时开启实时动态曝光剂量调节（CARE Dose 4D）。常规平扫参数：120 kV，280 mAs，螺距 0.6，球管旋转时间0.5 s/圈，层厚8 mm，层距8 mm。常规平扫完成后再行双源双能量增强扫描，扫描参数：A球100 kV，86 mAs；B 球 140 kV，468 mAs，准直 14×1.2 mm，FOV 260 mm×260 mm，螺距 0.55，球管旋转时间0.5 s/圈，自动重组层厚 0.6 mm，层距0.6 mm，扫描后可获得100 kV和Sn140 kV 2组图像，以及两者120 kV的加权融合图像［2］。采用双筒高压注射器，经右侧肘前静脉以3～3.5 mL/s的流率团注非离子型对比剂碘普罗胺（370 mgI/mL），剂量1.5 mL/kg体质量，再以相同流率团注生理盐水40 mL，后分别延时25、60及180 s行双能量动脉期、门脉期及延迟期扫描。

1.3 数据处理 将所得数据传输至后处理工作站（syngo MMWP，version 2008A；Siemens Medical Solutions），Sn140 kV及100 kV 2组原始数据同时调入双能量软件，利用应用程序“Liver VNC”进行自动能量减影，将CT的融合比率调节至100%，碘对比剂的融合比率调至0，得到CT虚拟平扫图像，将其设置为CT常规平扫相同的窗宽、窗位，并保存。

1.4 图像测量与质量分析 将常规平扫图像和经后处理获得的动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫图像传输至PACS工作站Viewing软件中，分别测量常规平扫图像，以及动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫图像大致相同部位、相同层面的胰腺实质、竖脊肌等ROI的CT值。另外，分别测量至少3个不同层面ROI的CT值，各组图像ROI面积相差＜10 mm2，并最大限度保证各组ROI面积与位置基本相同，取其平均值作为胰腺CT值和竖脊肌CT值。胰腺病变的ROI应尽量避开组织边缘、血管、坏死及钙化，同时尽可能选择大的ROI，以减少噪声的产生。然后测量腹前壁皮下脂肪相对均匀区域内脂肪的CT值标准差（SD）作为图像噪声（image noise，IN），由此计算胰腺的SNR、胰腺-竖脊肌对比噪声比（contrast-to-noise ration，CNR），公式如下［3］：胰腺 SNR= 胰腺 CT 值/IN；胰腺-竖脊肌CNR=（胰腺CT值-竖脊肌CT值）/IN。

由3位高年资主治医师分别独立阅片，对常规平扫，以及动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫图像的质量进行评分（5 分制）［4］。评分标准如下：5 分，解剖结构和细节清晰可见，图像质量非常好，完全可以评价；4分，解剖结构和细节较清晰，图像质量较好，能够予以评价；3分，大部分解剖结构和细节可满足诊断，但部分图像不能予以评价；2分，解剖结构欠清晰，图像质量差，评价有困难；1分，解剖结构模糊，无法诊断评价。其中3分以上即认为可满足诊断需求。

1.5 辐射剂量计算 记录机器自动生成的各期扫描所得剂量长度乘积（dose length product，DLP）及CT 剂量指数（CT dose index，CTDI）。 计算有效剂量（effective dose，ED），公式为 ED=DLP×C［5］，其中C为换算因子，采用的是欧洲CT标准指南［6］所提出的腹部平均值 0.015 mSv/（mGy·cm）。

1.6 统计学方法 应用SPSS 12.0软件对数据行统计学分析，计量资料以±s表示。对常规平扫和动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫所测得的胰腺CT值、竖脊肌CT值、胰腺-竖脊肌CNR、胰腺SNR、图像质量评分及患者所接受的辐射剂量（DLP、CTDI、ED）行单因素方差分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

常规平扫与虚拟平扫2组图像的胰腺平均CT值、竖脊肌平均CT值差异均无统计学意义（均P＞0.05，表1）。 虚拟平扫图像的 SNR、CNR 高于常规平扫图像（均 P＜0.05，表2）；常规平扫与虚拟平扫图像的主观质量差异有统计学意义（P＜0.05），但图像评分均在3分以上，均能满足临床诊断需要（图1，2）。

表1 常规平扫与虚拟平扫图像的胰腺CT值、竖脊肌CT值测量结果比较（HU，±s）

表1 常规平扫与虚拟平扫图像的胰腺CT值、竖脊肌CT值测量结果比较（HU，±s）

方法 胰腺CT值 竖脊肌CT值常规平扫 41.73±6.21 52.61±3.64动脉期 42.33±6.81 53.28±3.66虚拟平扫 门脉期 43.63±6.02 53.43±4.58延迟期 42.88±6.04 54.32±3.83 F值 2.273 1.001 P值 0.126 0.588

表2 常规平扫与虚拟平扫图像的胰腺SNR、胰腺-竖脊肌CNR及图像质量评分测量结果比较（±s）

表2 常规平扫与虚拟平扫图像的胰腺SNR、胰腺-竖脊肌CNR及图像质量评分测量结果比较（±s）

图像质量评分（分）常规平扫 4.31±0.55动脉期 3.98±0.65虚拟平扫门脉期 3.45±0.45延迟期 3.04±0.65 F值 23.652 7.223 28.466 P值 ＜0.001 0.001 ＜0.001方法 胰腺SNR 胰腺-竖脊肌CNR 7.27±1.66 2.91±0.64 11.31±3.81 3.28±1.06 10.63±4.02 3.43±1.58 10.38±5.45 4.12±0.83

50例中，常规平扫与虚拟平扫均发现胰腺占位性病变8例、坏死13例、腹腔积液10例，说明2种平扫具有相似的病灶检出功能，其中常规平扫检出钙化18例，虚拟平扫漏报钙化3例。

常规平扫及动脉期、门脉期及延迟期虚拟平扫组间的CTDI、DLP、ED 差异均有统计学意义（均 P＜0.05），（表3），双能量扫描模式虚拟平扫可省去常规平扫，其总ED较常规扫描模式降低，采用动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫的总ED均低于常规平扫的总ED（均 P＜0.05）。

表3 常规平扫与虚拟平扫图像的辐射剂量比较（±s）

表3 常规平扫与虚拟平扫图像的辐射剂量比较（±s）

注：CTDI，CT 剂量指数；DLP，剂量长度乘积；ED，有效剂量。

CTDI（mGy） DLP（mGy×cm）常规平扫 8.56±2.45 157.91±30.64动脉期 15.31±3.81 255.28±58.06虚拟平扫 门脉期 15.63±4.02 260.43±57.58方法延迟期 14.38±3.44 259.92±60.83 F值 78.968 48.686 P值 ＜0.001 ＜0.001 ED（mSv） 总 ED（mSv）2.68±0.64 9.06±1.48 3.73±0.94 7.65±1.02 3.81±1.14 7.88±1.32 3.91±1.04 7.99±1.56 49.256 9.466＜0.001 0.001

3 讨论

研究［7-8］发现根据物质抽取理论，同一物质在2种不同能量的X线下衰减系数有所不同，尤以大原子序数的元素为著，如碘剂、钙、骨骼，在光电吸收效应作用下，这些高原子量物质在不同能量（80 kV和140 kV）图像上的CT值有较大差异，软组织的CT值则无明显变化。双源CT由2个相隔约90°的A、B球管及其对应的2组探测器组成，扫描时2组探测器分别采集由2个球管（不同电压、电流）发出、并经被检者身体衰减后的X线，以此获得140、80或100 kV 2组不同能量数据和1组融合数据图像，共3组图像［9］。 根据 2 种后处理算法［10］，即材料分解理论（区分软组织、脂肪及碘剂）和硬斑算法（区分碘剂和钙化），再通过二维线性方程调整，获得2组图像用以反映碘衰减系数，一组未去除碘剂，即碘分布图；另一组去除碘剂，即虚拟平扫图像。

双源双能量CT虚拟平扫技术在头颈部、胸部、腹部等多个部位的研究均有报道，尤以腹部的研究应用最多，主要集中在肝脏病变。Gaser等［11］根据双能量扫描下肝脏组织的不同改变，认为虚拟平扫可更加准确有效地评价肝内铁沉积、铜沉积、肝脂肪变性等。胸部平扫主要应用于肺孤立性结节性质判断方面［12］，据 Chae 等［13］报道，双源 CT 虚拟平扫可显示常规平扫所不能显示的较小钙化，尤其对肺孤立性结节中钙化成分的显示率为85%，有无钙化是判断肺孤立性结节良恶性的重要指标之一。头部平扫主要应用于鉴别颅内新鲜或陈旧性出血［14］，Brockmann 等［15］发现，虚拟平扫可准确评估因动脉瘤破裂导致的蛛网膜下腔出血患者围术期再出血情况，并可对出血量、出血性质作出判断。骨关节方面主要用于评估骨挫伤［13］。

双源CT双能量虚拟平扫具有高管电流、低管电压的特点，虚拟平扫图像通过特殊计算后融合而成，其SNR值高于常规平扫图像。本研究显示，动脉期、门脉期、延迟期虚拟平扫图像上，胰腺和竖脊肌CT值与常规平扫相似，但虚拟平扫的SNR、胰腺-竖脊肌CNR高于常规平扫，尤其是动脉期虚拟平扫的SNR最高，SNR可显示图像免受干扰的能力。由于虚拟平扫图像后处理算法采用了图像滤波平滑处理，使其相比于常规平扫图像噪声更低，但同时导致图像更模糊，图像质量不如常规平扫图像［4，16］，本研究中虚拟平扫图像主观质量评分低于常规平扫，但均大于3分，所以仍能满足诊断要求。

本研究显示，胰腺占位性病变及其内坏死病灶在常规平扫和虚拟平扫图像上显示无明显差异，而虚拟平扫图像对小钙化的显示出现遗漏，同时部分钙化在虚拟平扫图像上缩小。原因可能是：①虚拟平扫的IN较高，SNR在钙化区域较低，图像滤波平滑处理可使病灶边缘模糊；②钙化和碘的密度相近，在虚拟平扫后处理中部分钙化灶可能被当作碘对比剂从而被减影。

胰腺双源CT虚拟平扫技术可提供与常规平扫类似的影像，胰腺常规CT扫描方案包括普通平扫及增强扫描动脉期、门脉期及延迟期，双能量扫描模式减少一次常规平扫，其总ED较常规平扫模式降低。马周鹏等［17］研究发现，虚拟平扫的单期辐射剂量及总辐射剂量较常规平扫明显降低。Mileto等［18］研究指出，应用虚拟平扫可省去常规平扫，从而减少（26.7±9.7）%的辐射剂量。本研究表明，动脉期虚拟平扫和门脉期、延迟期虚拟平扫的总ED均低于常规平扫的总ED。双能量常规平扫降低了辐射剂量，节省了检查费用和检查时间。

本研究尚存在不足：①未考虑患者的BMI；②样本量较小，需扩大样本量，使研究结果更具说服力。

综上所述，双源CT双能量胰腺虚拟平扫的图像质量与常规平扫接近，既能满足临床诊断要求，又可明显降低扫描过程中的辐射剂量，减少了对患者的电离伤害，符合现代医学伦理要求，使胰腺CT扫描方案得以优化、简化，为“一站式”胰腺CT检查开辟了新途径。随着研究的深入及大样本收集，临床工作中胰腺虚拟平扫将有可能替代常规平扫，具有良好的临床应用价值。

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The application values of using dual-energy scan in virtual non-contrasted images of pancreas with dual-source CT

YE Rong，LEI Junqiang，GUO Qihong，QIAO Wugao.Department of Radiology，the First Hospital of Lanzhou University，Lanzhou，730000，China.

Objective：To explore the application values of using dual-energy scan in virtual images of pancreas with dual-source CT.Methods：Fifty consecutive patients prospectively underwent abdominal DECT to assess the pancreas using a triphasic protocol consisting of true non-contrasted （TNC），arterial-phase （AP），portal-phase （PP） and delay-phase （DP） acquisitions.Dual-energy scan mode was used in the AP，PP and DP.VNC image of AP，PP and DP were generated by dual-energy Liver VNC respectively.The average CT value of pancreas and erector spinae，image noise，signal-to-noise ratio （SNR） of pancreas，contrast-to-noise ratio （CNR） of pancreas-to-erector spinae，the display of lesion，score of subjective diagnosis and radiation dose were compared among TNC，AP-VNC，PP-VNC，and DP-VNC.Results：The average CT value of pancreas and erector spinae was not significantly different among TNC，AP-VNC，PP-VNC，and DP-VNC （P＞0.05）.Image noise，SNR of pancreas，CNR of pancreasto-erector spinae were significantly different among four groups （P＜0.05）.AP-VNC showed the highest SNR of pancreas.There was statistical difference in image quality between four groups of images （P＜0.05），and all images received a score of more than 3.There had a similar detection performance in lesion between four groups of images.The scores of subjective diagnosis of four groups demonstrated that they four were appropriated to diagnosis.Conclusions：The image quality of VNC images is lower than TNC images，but it could meet the demand of clinical diagnosis.And VNC image has potential clinical application value，so as to reduce the radiation dose of patient.

Tomography，X-ray computed；Dual-energy scanning；Pancreas；Virtualnon-contrasted；Signal-to-noise ratio；Contrast-to-noise ratio；Radiation dosage

2017-03-20）

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.05.005

叶荣，E-mail：yerong162＠163.com。