双源CT双能量结石成分分析法与CT值测量法评估泌尿系结石成分对比研究

刘杰琼 王 斌（通讯作者）

（1呼伦贝尔市精神卫生中心 内蒙古 牙克石 022150）

（2内蒙古林业总医院 内蒙古 牙克石 022150）

双源CT（DSCT）双能量成像技术的出现与发展对于泌尿系统结石成分的分析意义重大，为其提供了一种新的思路。主要是表现在能够分析出泌尿系统结石的化学成分，主要是通过有关的化学能量图像以此获得的，给予此种分析的准确性提供了一种可能性[1-2]。本研究将以红外光谱学分析法为参考标准进行对照研究，比较双源CT双能量CT检测与螺旋CT检查测量CT值预测结石成分准确率，为泌尿系统结石治疗方案的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

收集2014年2月—2017年2月内蒙古林业总医院经红外线光谱分析法获知化学成分的泌尿系单一成分结石标本53例，其中草酸钙结石23例，磷酸钙15例，尿酸结石10例，胱氨酸结石3例，磷酸镁胺结石2例。

1.2 仪器与方法

将结石标本编号、放入新鲜猪肾的肾盏内，然后将放有结石的猪肾放入盛满生理盐水的盒子内、轻轻按压，使猪肾组织与结石贴合紧密以避免气体影响实验结果，采用西门子双源CT 扫描仪进行双能量和普通螺旋模式扫描。

双能量扫描模式扫描参数为：A球管，140kVp，96mAs，扫描野40cm。B球管，80kVp，300mAs，扫描野26cm。层厚5mm，层间距5mm，准直2×32×0.6mm，球管旋转时间0.5s，pitch值为0.6，重建层厚0.75mm，重建间距0.75mm，重建卷积算法为Kernel D30 Medium Smooth。

普通螺旋扫描模式扫描参数为：120kVp，270mAs，扫描野40cm。层厚5mm，层间距5mm，准直2×32×0.6mm，球管旋转时间0.5s，pitch值为0.6，重建层厚0.75mm，重建间距0.75mm，重建卷积算法为Kernel B31 Medium Smooth。

图像处理方法：双源双能量CT扫描结果由第一组有经验的医师将扫描后140kVp和80kVp两组图像数据调入MMVP工作站，利用双能量Kidney Stone软件进行分析，通过调节斜率曲线，来评估不同泌尿系结石成分；螺旋CT扫描结果由第二组有经验的医师在软组织窗选取结石最大横径层面，以结石影像中心约70%的区域选取3～4处不同方向的测量点，分别测该结石的平均CT值，取其平均值评估结石成分。

1.4 统计学处理

采用SPSS17.0软件，不同种类结石双能量扫描与螺旋扫描结石成分分析结果采用单因素方差分析，计算每种结石利用螺旋扫描测量CT值预测结石成分准确度与DSCT双能量技术分析结石成分的准确度进行比较，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 螺旋CT扫描结果

经螺旋CT扫描分析，53例体外结石中，包括草酸钙26例、磷酸钙8例、尿酸16例、胱氨酸2例、磷酸镁铵1例。12例螺旋CT扫描分析错误，其中1例胱氨酸及5例磷酸钙误判为草酸钙结石，2例磷酸钙、1例磷酸镁铵及3例草酸钙误判为尿酸结石，结石分析准确率为77%（41/53）。

2.2 双源双能量CT扫描结果

经双源双能量CT扫描分析，53例体外结石中，包括草酸钙28例、磷酸钙8例、尿酸13例、胱氨酸3例，磷酸镁铵1例。8例双源双能量CT扫描分析错误，4例磷酸钙、1例磷酸镁铵误判为草酸钙结石，3例磷酸钙误判为尿酸结石，准确率为84.9%（45/53）。

螺旋CT扫描与双源双能量CT扫描分析草酸钙、羟基磷灰石、尿酸、胱氨酸结石的准确度比较见表1。

表1 螺旋CT成像与双源双能量CT成像对体外结石成分的分析准确度（%）

3 讨论

由泌尿系结石所导致的疾病成为尿石症，尿石症一直都是泌尿外科最常见的病种之一，其在人群中的发病率高达10%～15%[3]。泌尿系结石可能导致肾绞痛、尿路梗阻、急性肾盂肾炎，严重者可能引发败血症以及终末期肾病[4]。临床中常见的结石种类有草酸钙、磷酸钙、尿酸、胱氨酸及磷酸镁铵，治疗时最常用的是体外冲击碎石术治疗，但电压过高或轰击次数过多都会造成组织损伤[5]。螺旋CT扫描体内结石可以明确结石的大小、部位，测量其CT值，有经验的影像医师可以通过CT值预测结石的成分。如果是单纯的依赖CT值对结石进行成分区分的话有一定程度的难度，主要是由于其密度是不相同的，即使是有相同成分的不同结石，密度也是相同的。这一结果是国内黄鹤鸣等报道的[6]。与单纯的CT值区分相比，双源双能量CT扫描具有很大的优势，主要体现在成像的质量比较优质，并且有很好的分辨率，有很快的速度，最重要的一点是有很小的辐射。这种设备与传统的设备相比，最大的优势是配有双套球管探测器系统，二者最大的差别在于图像反映上面，即密度差异不同的反映。双源双能量CT一个最大的优势体现在一分钟内就可以完成相关的分析工作，与传统的相比较而言处理时间短。并且对于胱氨酸、磷酸钙(羟基磷灰石)和草酸钙结石可以进一步分析，主要是利用改变此算法的斜率达到这一目的的。总之，对于该软件主要有以下优势，首先，能够有利于混合成分以及小结石成分的分析，这主要是因为它的单位是衰减值分析以体素；其次，采取物质分解算法最大的优势体现在 部分容积效应对成分分析的影响能够减小；在一定程度上促使鉴定结石成分的准确性得到了增加[9]。

本研究将结石在体外行红外线光谱分析获得化学成分，然后将已经确定成分的结石放入新鲜的猪肾内，再放入装满生理盐水的盒子里，尽可能的还原体内环境，理论上本研究结果同样适用于体内结石，为分析体内结石成分提供理论依据。经实验结果处理分析，螺旋CT扫描测量CT值预测结石成分准确率为88.46%，双源双能量CT扫描分析结石成分准确率为94.23%。通过实验结果不难看出螺旋CT通过测量CT值预测结石成分存在较大误差，而双源双能量CT扫描检测分析结石成分的准确率高于螺旋CT。

本研究也存在一定的局限性，因实验中除去了混合结石，只选取了纯结石，所以没有对混合结石准确度的比较分析，但在纯结石的分析中，双源双能量CT要明显优于螺旋CT，对于临床的治疗提供更准确的影像学依据。