双源CT双能量虚拟平扫技术在胆系疾病诊断中的价值

尹胜男 刘利 施蒋巍 沈莉★

双源CT双能量虚拟平扫技术在胆系疾病诊断中的价值

尹胜男 刘利 施蒋巍 沈莉★

目的探讨第二代双源CT（DSCT）双能量虚拟平扫技术在胆系疾病诊断中的应用价值。方法回顾性分析58例病理或临床治疗证实的胆系结石、息肉或肿瘤患者的DSCT影像资料。所有患者行DSCT腹部常规平扫、动脉期双能量扫描、门静脉期及延迟期常规增强扫描后，利用Liver VNC软件处理得到动脉期虚拟平扫图像，比较虚拟平扫和常规平扫的图像质量、病灶检出率、平均CT值、信噪比（SNR）及辐射剂量。结果虚拟平扫图像质量有所下降（P＜0.05），但对于病灶的显示仍能满足临床诊断要求；尤其对于阴性胆结石（病理提示为胆固醇结石或混合性结石）的显示，反而明显优于常规平扫。虚拟平扫图像的噪声低于常规平扫，SNR明显高于常规平扫（P＜0.05）；在阳性结石、息肉和肿瘤等病变检出中，结合增强扫描，二者的检出率无明显差异（分别为100%、88.9%、90.9%），在胆系阴性结石中，虚拟平扫的检出率明显高于常规平扫（分别为94.7%、52.6%）；虚拟平扫的总CT容积剂量指数（CTDIvol）和总剂量长度乘积（DLP）均低于常规平扫（P＜0.05），分别降低了39.4%、34.3%。结论DSCT动脉期虚拟平扫具有良好的图像质量，对病变的检出率高，尤其对阴性胆结石的显示有特殊优势，并且降低了辐射剂量，有望取代常规平扫。

双源CT 胆系疾病 虚拟平扫 辐射剂量

双源CT（DSCT）具有双球管和双组探测器，随着双能量技术的发展，CT能量成像作为一项崭新技术越来越广泛地应用于临床和科学研究[1]。双源CT的原理是通过设置不同的管电压进行双能量扫描[2]，获得的高千伏和低千伏数据通过后处理，从增强软组织中分离出对比剂的碘信号，从而产生虚拟平扫（VNC）图像，这一技术有可能替代真实平扫（TNC）从而减少射线剂量[3]。本研究通过DSCT在胆道系统常见疾病的双能量增强扫描，比较动脉期虚拟平扫图像与真实平扫图像的差异，旨在探讨虚拟平扫替代真实平扫的可能性。

1 临床资料

1.1 一般资料 2016年5月至2016年8月搜集行DSCT上腹部双能量增强扫描的58例患者的病例资料，其中男25例，女33例；年龄27～82岁，平均年龄（49±16）岁；其中10例诊断为胆系阳性结石，19例诊断为胆系阴性结石，18例诊断为胆囊息肉，11例诊断为胆系肿瘤。

1.2 检查方法 扫描前准备：患者禁食8～12h，去除腹部的金属物品。常规训练深吸气屏气，并告知患者在扫描过程中尽量配合。行碘过敏试验排除碘过敏者。CT扫描方案：采用Siemens Somatom Definition Flash 2代DSCT扫描仪进行检查。先行上腹部常规平扫、然后利用高压注射器以3.5ml/s的速率经肘静脉注射对比剂碘佛醇80ml，注射完毕后再以相同速度注射20ml生理盐水冲洗注射器。分别于注射对比剂后28～32s动脉期双能量增强扫描，55～65s门静脉期常规增强扫描，根据病情需要部分患者需延迟3～4min扫描。扫描范围自膈顶至肝脏下缘1cm左右。其中平扫、静脉期、延迟期采用单源扫描模式；动脉期采用双源双能量扫描技术。单源模式下扫描参数：管电压120 kV，参考管电流量350mAs，螺距0.7，球管旋转时间0.5s/周，准直器层厚128×0.6，原始图像重建层厚5mm、间隔5mm，重组图像层厚分别为1mm、5mm，间隔分别为1mm、5mm。双能量扫描模式下A、B两个球管同时同层采集图像，球管A：100kV，180mAs，视野50cm×50cm；球管B：Sn 140kV（附加0.5mm锡板滤过），139mAs，视野33cm×33cm，螺距0.6；2个球管夹角94°。开启实时动态曝光剂量调节（combined ap2p lication reduce exposure，CARE Dose 4D）技术实时调节毫安量，根据患者体厚和密度实时调节管电流量，球管旋转1周时间0.33s，层厚5mm，层间距5mm。在动脉期双能量增强扫描后，将获得100kV、Sn 140kV以及两者大约各50%的加权融合120kV图像[4]。图像评价和质量评分：将扫描所得图像传输至Siemens Syngo MMWP VE36A 工作站，用Dual-Energy软件中的liver VNC程序处理动脉期双能量图像，得到动脉期虚拟平扫图像（层厚5mm、层间距5mm）。将常规平扫和虚拟平扫两组图像一同传输至Viewing软件中，采用双盲法由两名具有＞20年影像诊断经验的放射科医师独立对VNC组与TNC组图像清晰度及诊断接受度等级评分，图像浏览窗采用多平面重组（MPR）及曲面重组（CPR），观察并记录病灶显示情况及病灶特点（包括密度、大小、部位和数目）。将常规平扫图像清晰完整显示病灶作为标准，虚拟平扫对相应的病灶的显示能力和诊断接受度进行5分制评分：1分，病灶完全未显示，不能用于诊断；2分，病灶部分显示，解剖结构细节欠清，诊断价值有限；3分，病灶显示较清晰，大部分解剖结构可以满足诊断；4分，病灶清晰显示，解剖结构和细节较清楚，可用于诊断；5分，图像质量非常好，解剖细节清晰。将同一研究者采集所得两组图像的脏器感兴趣区ROI（包括平均CT值、背景SD、辐射剂量等数值）进行对比，ROI设置1.5cm2左右，采集部位包括肝实质左叶一个、右叶两个，脾脏实质一个，同层面腹主动脉一个，腰大肌一个。采集时应注意尽量选择同一层面，ROI尽量等大。采集完成后以ROI平均CT值/SD作为图像SNR。

1.3 辐射剂量评估 TNC组的总辐射剂量设定为平扫加常规动、静脉期、延迟期增强剂量之和，VNC组检查总剂量则为双能动脉期+常规静脉期、延迟期剂量之和。记录机器自动生成的每例患者各期扫描的CT剂量指数（CTDI）和剂量长度乘积（DLP），并按照公式计算TNC与VNC组有效剂量（ED）：ED（mSv）=k×DLP，其中，成人k=0.015mSv/（mGy·cm）。

1.4 统计学方法 采用SPSS l3.0统计软件。计量资料以（±s）表示，组间比较采用t检验；计数资料组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量的评价及病灶检出率 与常规平扫图像相比，由liver VNC程序处理所得的虚拟平扫图像颗粒感略粗，但未见有明显伪影，符合临床诊断要求。本课题2名评价者对常规平扫和虚拟平扫的图像质量评分一致性较好，虚拟平扫图像质量评分稍低于常规平扫（P＜0.05）。虚拟平扫和常规平扫对胆系阳性结石（图1）、胆囊息肉、胆系肿瘤的检出率一致，对胆系阴性结石（见图2）的检出率明显高于常规平扫（见表1）。

表1 常规平扫和虚拟平扫图像对病灶的检出率[n（%）]

图1 女，42岁，胆囊阳性结石。A、B分别为常规平扫和虚拟平扫图像，均可清晰显示胆囊结石

图2 男，50岁，胆囊阴性结石。A～C分别为常规平扫、MRCP、虚拟平扫图像，虚拟平扫图像（C）相对于常规平扫（A）能更清晰地显示胆囊阴性结石

2.2 常规平扫和虚拟平扫CT值及图像信噪比结果比较 见表2。

表2 常规平扫和虚拟平扫CT值及图像信噪比结果比较[HU，（±s）]

表2 常规平扫和虚拟平扫CT值及图像信噪比结果比较[HU，（±s）]

扫描方式肝实质CT值脾脏CT值腹主动脉CT值腰大肌CT值图像信噪比TNC58.3±1.4763.9±1.7845.6±0.9658.8±1.289.29±1.97 VNC67.3±1.9376.6±2.1653.4±1.1860.1±1.3710.97±2.53 t值-3.841-4.078-2.879-0.705-4.960 P值＜0.010＜0.010＜0.0100.468＜0.010

2.3 两组总辐射剂量和有效剂量结果比较 见表3。

表3 两组总辐射剂量和有效剂量结果比较（±s）

表3 两组总辐射剂量和有效剂量结果比较（±s）

注：CTDIvol：容积CT剂量指数；DLP：剂量长度乘积

扫描方式CTDIvol总量（mGy）DLP总量（mGy×cm）有效剂量（mSv）TNC组23.54±4.98618.73±108.399.03±1.67 VNC组14.27±3.25406.28±83.715.85±1.26 t值0.3051.3470.992 P值＜0.010＜0.010＜0.010

3 讨论

胆系结石、肿瘤及胆囊息肉是临床较常见的疾病，对阳性结石及部分阴性结石，超声因检出率较高、无电离辐射而作为首选检查方法，但对息肉样病变、部分阴性结石及肿瘤等细微结构显示欠佳，且受操作者技术水平、胃肠道气体等因素影响较大。ERCP、PTC的优势是显示胆管内和梗阻端情况较为清晰，且方便进行组织病理检查，因而被视为诊断胰胆管梗阻的金标准；但其属于有创检查。目前，临床普遍认为MRI腹部平扫结合MRCP对于胆道梗阻性疾病的诊断准确率高，但磁共振检查的禁忌症较多，且用时长，空间分辨率较低。DSCT可以准确显示胆道系统常见病变的位置、形态、大小、密度以及相邻组织结构，对此类疾病定位、定性及治疗方案的选择具有突出价值。所以在某些情况下，上腹部增强CT扫描常被作为胆道系统常见疾病的辅助检查手段之一。

CT图像质量与人体X线吸收剂量之间存在相关性，高质量的CT图像需要一定剂量的X线。有文献报道，超过5～100mSv的X线吸收剂量被证明与癌症的发生有直接关联[5]。因此，在保证CT图像质量的前提下，尽可能降低患者的x线吸收剂量的观点正逐渐被大家所接受。虚拟平扫不同于常规平扫，其是在双能量（100KV，140KV）扫描的基础上，利用不同能态下碘的X线衰减系数的变化率与周围高密度组织不同，达到在像素水平上去除碘的效果，从而获得类似常规平扫的图像。第二代DSCT利用锡过滤板技术，通过提高射线的利用率显著提高碘成分的区分能力；此外，第二代DSCT B球管直径增加至33cm（第一代26cm），因此能更大范围、更加全面的覆盖腹盆部脏器，这些特性均为高质量虚拟平扫图像的产生提供了理论上的可能性。

本资料发现虚拟平扫相对于常规平扫并未降低诊断准确率，且其图像噪声低于常规平扫，这可能是由于生成虚拟平扫图像的后处理算法中包含过滤和平滑的成分所致。虽然虚拟平扫的图像质量略低于常规平扫，但并不影响其对胆系疾病病灶的检出。结果显示：两者对胆系阳性结石、胆囊息肉、胆系肿瘤的检出率一致；对于胆系阴性结石，虚拟平扫比常规平扫能更加敏感检出、明确显示病灶，为胆系阴性结石的确切诊断提供了有力依据。胆系阴性结石多为胆固醇类结石，在传统CT上可呈等密度或低密度（结石密度与胆固醇含量呈反比），与胆汁密度接近或相等，难以发现，常造成漏诊。而胆囊结石多会引起胆囊炎，严重时可以累及肝脏、胰腺等周围脏器，甚至可能出现胆囊穿孔、腹膜炎等并发症；且部分胆囊结石患者伴发胆囊肿瘤等非炎性病变，经其他检查（如B超等）更加难以明确病灶性质，此时增强CT扫描可以提供更多有效的影像信息，尤其是利用双源CT虚拟平扫技术后处理出的图像，对于阴性胆结石的显示有突出优势。因此，对于胆道系统常见疾病，利用双源CT虚拟平扫技术不仅可以大幅度减少患者X线辐射剂量，同时可以有效提高部分病灶的检出率，有助于胆系阴性结石与肿瘤性病变的定性与鉴别诊断。

[1] 郭磊．双源CT前瞻性心电门控扫描在小儿肺动脉发育异常中的临床应用价值．山东大学,2011．

[2] 胡奕,郭启勇．双源CT双能量扫描技术在腹部的应用．中国临床医学影像杂志,2011,22(2):108-111．

[3] 孙昊,薛华丹,刘炜,等．双源CT泌尿系成像双能量虚拟平扫的临床评估．中国医学科学院学报,2010,32(6):649-654．

[4] 贾晓霞,武乃金,杨亚英．双源CT双能量模式增强在颈部肿大淋巴结中的应用．临床医药文献杂志:电子版,2015(23):4891-4892．

[5] Pierce DA,Preston DL．Radiation-related cancer risks at low doses among atomic bomb survivors．Radiat Res,2000,154(2):178-186．

ObjectiveTo assess the value of the virtual non-contrast （VNC） of the second-generation dual-source computed tomo-graphy（DSCT） in the diagnosis of biliary tract disease.MethodsThe image data of 58 patients proved biliary tract disease by pathology or clinical treatment were analyzed in the study. The true non-contrast CT （TNC），the venous phase and the delay phase were scanned in a single-energy acquisition mode and the arterial phase was scanned in a dual-energy acquisition mode.The VNC images were derived from the arterial phase data by the liver virtual non-contrast software.The image quality，the lesion detection sensitivity，the mean CT values，the signal noise ratio，the radiation dose of volume CT dose index （CTDIvol） and the dose length product （DLP） were compared between the TNC and VNC.ResultsCompared with the TNC，the image quality scores of VNC was poorer，which could meet the diagnostic requirements in clinical. The VNC image had the higher sensitivity for the detection of cholesterol gallstone to our surprise. The image noise of VNC was lower than TNC，and the SNR of VNC was higher than TNC （P＜0.05）.The TNC and VNC image had the same sensitivity for the detection of cholochrome cholelith，polyp of gallbladder and biliary tract tumor （100%，88.9%，90.9%，respectively），but the VNC image was more sensitive for the detection of cholesterol gallstone than TNC（94.7%，52.6%，respectively）. The total radiation dose of VNC was lower than TNC （P＜0.05）. Compared with TNC，the value of total CTDIvol and DLP in VNC were signi fi cantly reduced by 39.4% and 34.3%，respectively.ConclusionThe VNC images derived from the arterial phase has the advantages of good image quality，high detection sensitivity，and low scanning dose，which may replace the TNC in the future.

Dual energy CT Biliary tract disease Virtual non-contrast Radiation dosage

215200 江苏省苏州市吴江区第一人民医院

*通信作者