能谱CT虚拟平扫图像在腮腺肿瘤检出及显示中的可行性

苏蕾，牛志兴，高剑波*，孙强

1.郑州大学第一附属医院放射科，河南郑州 450052；2.郑州大学第一附属医院口腔科，河南郑州 450052；

腮腺肿瘤是口腔颌面部的常见肿瘤之一，其病理类型较为复杂，不同类型的肿瘤其临床表现、影像学表现、治疗及预后等均存在差异[1-2]。CT是目前临床诊断腮腺肿瘤常用的影像学方法之一[3]。近年来，随着CT能谱成像技术的不断发展，多参数成像的优势使其为临床提供了丰富的诊断信息[4-5]，但由于其辐射剂量较高，限制了能谱成像作为常规扫描模式应用于临床，如何在保证图像质量的同时有效降低辐射剂量已成为研究的热点。颈部有甲状腺这一敏感器官，颈部 CT检查的辐射剂量备受关注[6]。虚拟平扫（virtual unenhanced，VU）可以从增强图像中重建出类似常规平扫的图像，并已经应用于胸部及腹部的研究[7-8]。本研究拟比较能谱CT的VU、水基图（water based，WB）及常规平扫（conventional unenhanced，CU）图像对腮腺肿瘤的检出及显示，探讨能谱CT的VU替代CU的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2017年12月—2018年5月于郑州大学第一附属医院因腮腺肿瘤行能谱CT增强扫描，并经病理确诊为腮腺肿瘤的45例患者，其中男26例，女19例，年龄20～68岁。良性肿瘤31例，包括多形性腺瘤14例、Warthin瘤13例、基底细胞腺瘤4例；恶性肿瘤14例，包括黏液表皮样癌7例、多形性腺癌3例、腺样囊性癌3例、肌上皮癌1例，其中10例可见淋巴结转移灶。患者在进行能谱CT增强扫描前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution CT机。扫描参数：螺距1.375，准直256×0.625 mm，转速0.6 s/周，层厚3 mm。采用美国瑞达双筒高压注射器，非离子型对比剂采用碘海醇（含碘350 mg/ml）。平扫采用常规120 kVp；增强扫描采用能谱成像模式，能谱智能匹配技术，噪声指数 9 HU，可智能匹配患者扫描所需的管电流和 CT容积剂量指数（CT dose index volume，CTDIvol）相对应的扫描模式，前置40%多模型迭代重建算法 V（adaptive statistical iterative reconstruction V，ASIR-V）。患者取仰卧位，嘱其平静呼吸，避免突然移动而影响图像质量，扫描范围为眶下缘至锁骨上缘。对比剂用量为1 ml/kg，注射流速3.0 ml/s，于注射对比剂后30 s、60 s开始分别行动脉期和静脉期扫描。

1.3 图像重建、图像客观评价标准及相关能谱参数值测量 在主机上重建层厚及重建间隔均为1.25 mm的VU图像，采用AW 4.7工作站利用Volume Viewer软

件处理原始图像，对动脉期能谱数据进行碘-水基物质分离得到WB图像。将ROI分别置于CU、VU、WB和70 keV动脉期（arterial phase，AP）4组图像中腮腺肿瘤病灶、正常腮腺、转移淋巴结、肌肉、颈内动脉及皮下脂肪内，计算腮腺肿瘤病灶在 CU和 VU图像的CT值及相对强化值，相对强化值=CT值70 keV AP病灶－CT值CU或VU病灶，并记录CU和VU图像中肌肉、颈内动脉的CT值及皮下脂肪噪声。测量CU、VU和WB图像中腮腺肿瘤病灶及正常腮腺的CT值（水基值）和标准差（SD），计算腮腺病灶的对比噪声比（CNR），CNR=CT值腮腺肿瘤－CT值正常腮腺/SD正常腮腺。勾画ROI时避开血管及伪影明显区域，保证ROI的大小、形态、位置在各组图像上保持一致。所有数据测量3次，取平均值。

1.4 图像质量主观评价标准 由 2名影像科副主任医师采用盲法先分别进行主观评分，用于评价医师间评价的一致性，然后2人再达成一致意见，作为最终结果进行后续分析。图像质量主观评分标准[9]：5分：总体图像质量优良；4分：总体图像质量高于平均水平；3分：总体图像质量处于平均水平；2分：总体图像质量欠佳；1分：总体图像质量不能接受。病灶显示清晰度评分标准：5分：优异；4分：良好；3分：中等；2分：较差；1分：极差。

1.5 辐射剂量 记录所有受检者扫描对应的CTDIvol及扫描长度（L），并计算剂量长度乘积（doselength product，DLP）及有效剂量（effective dose，ED）。DLP=CTDIvol×L；ED=DLP×k，k 为不同部位的转换系数，颈部扫描k值为0.0052 mSv/（mGy×cm）[10]。

1.6 统计学方法 采用SPSS 21.0软件，符合正态分布的计量资料用±s表示。不同图像间主观评分和病灶清晰度显示评分比较采用 Wilcoxon秩和检验，观察者间的一致性评价采用Kappa检验，Kappa值0～0.20为一致性极低，0.21～0.40为一致性一般，0.41～0.60为一致性中等，0.61～0.80为高度一致性，0.81～1.00为几乎完全一致。不同图像对病灶检出率的比较采用χ2检验。CU与VU图像间腮腺肿瘤病灶、转移淋巴结的CT值以及相对强化值，正常腮腺、肌肉和颈内动脉的CT值、图像噪声的比较均采用配对t检验。CU、VU和WB3组图像腮腺肿瘤病灶的CNR比较采用单因素方差分析，组内两两比较采用Bonferroni法。常规平扫加双期增强扫描图像与双期直接增强扫描间ED比较采用t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CU与VU图像的CT值、相对强化值及噪声比较 肌肉及淋巴结的 CT值差异无统计学意义；VU图像上腮腺肿瘤病灶、颈内动脉的CT值高于CU，差异有统计学意义；腮腺肿瘤及淋巴结的相对强化值差异无统计学意义（表1）。CU、VU和WB图像对腮腺肿瘤病灶的检出率分别为 94.02%（63/67）、92.53%（62/67）和89.55%（60/67），差异无统计学意义（P＞0.05，图1、2）。VU图像噪声高于CU，差异有统计学意义（表1）。

表1 CU及VU各部位CT值及肿瘤相对强化值和噪声比较结果（±s，n=45）

表1 CU及VU各部位CT值及肿瘤相对强化值和噪声比较结果（±s，n=45）

注：CU：常规平扫图像；VU：虚拟平扫图像

CU 52.79±6.9751.56±6.8943.45±5.3863.12±7.8281.45±11.786.31±0.65 t值8.4980.7535.8661.0282.5206.217

图1 男，50岁，左侧腮腺基底细胞瘤。A为CU图像，B为VU图像，C为WB图像。3组图像均可满足诊断需求

图2 男，51岁，Warthin瘤。A为CU图像，B为VU图像，C为WB图像。VU图像CT值高于CU图像，WB图像上病灶与正常腮腺的边界不清晰（箭）

2.2 CU、VU和WB 3组图像腮腺肿瘤病灶的CNR及主观评分比较 WB图像的CNR高于VU图像，VU图像的CNR高于CU图像，差异有统计学意义（表2）。2名医师对3组图像进行图像质量主观评分均具有高度一致性（Kappa=0.767、0.864、0.793）；腮腺肿瘤显示清晰度也均有高度一致性（Kappa=0.763、0.758、0.886）。CU与VU的图像质量评分差异无统计学意义（P＞0.05），均高于WB图像（P=0.005、0.009）；CU与VU图像间病灶清晰度评分差异无统计学意义（P＞0.05），均高于WB图像（P=0.000、0.005）（表2、图3）。

表2 3组图像的CNR及主观评分比较（±s，n=45）

表2 3组图像的CNR及主观评分比较（±s，n=45）

注：CNR：对比噪声比；CU：常规平扫；VU：虚拟平扫；WB：水基图；*：F值，#：Z值

CU 8.27±0.84 4.12±0.49 3.95±0.76 WB 20.45±3.78 3.54±0.36 3.42±0.49P值 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.05

图3 男，40岁，左侧腮腺肌上皮癌。A为CU图像，可清晰显示肿块的边界及病灶内液化坏死区（箭），左侧咽旁间隙可见多发淋巴结（箭头）。B为虚拟平扫（VU）图像，对于病灶内液化坏死区的显示不如A图像（箭头），左侧咽旁间隙淋巴结边界显示不清，呈融合状（箭）。C为水基图（WB）图像，未见液化坏死区域显示（箭头），左侧咽旁间隙淋巴结显示不清（箭）

2.3 辐射剂量 常规平扫加双期增强扫描图像和双期直接增强扫描的 DLP分别为（671.24±42.12）mGy·cm、（421.37±24.51）mGy·cm，ED 分别为（3.96±0.14）mSV、（2.49±0.11）mSV，后者ED较前者明显减低，差异有统计学意义（P=0.029），ED降低33.31%（1.47/3.96）。

3 讨论

CT增强扫描是腮腺肿瘤患者术前检查的重要方法，在临床术前定位、周围解剖关系显示、指导治疗及评估预后中具有重要作用[3,10-11]。由于口腔内义齿的影响，MRI在颌面部检查中受到一定的限制，CT检查简单、便捷，但辐射剂量较高。能谱CT采用单个X线管，通过80～140 kVp瞬时切换实现能谱成像[12-13]，可以将物质的X线吸收系数转换为基物质对的吸收系数，使之达到与该物质一致的X线衰减效应，而虚拟平扫图像是通过能谱成像Volume Viewer软件对70 keV单能量图像进行物质抑碘重建出的一种新的虚拟平扫图像[13]。随着能谱CT的广泛应用，双能量扫描的VU图像替代CU已应用于胃癌、腹膜疾病、喉癌等[6,8,14]，不但可以优化检查流程，而且可以明显降低辐射剂量。常规平扫与虚拟平扫在显示病灶的大小、边界、发现病灶内的囊变坏死、周围间隙侵犯、骨质破坏及周围淋巴结大小的显示方面无明显差异，在一定程度上虚拟平扫可以代替常规平扫[14]。柴亚如等[15]的研究表明，由于WB图像测量单位为mg/ml，WB图像胃癌病灶的CNR尽管高于CU，但是不能反映病灶强化特点的基线CT值。

本研究结果显示，各解剖位置VU图像的CT值均高于CU，可能是由于不同能量的能谱存在一定程度的交叉，导致VU图像的碘成分未完全压制。VU图像腮腺肿瘤病灶的CT值高于CU，腮腺肿瘤及淋巴结的相对强化值在CU与VU图像间差异无统计学意义，CU、VU和WB图像对腮腺肿瘤病灶的检出率分别为94.02%（63/67）、92.53%（62/67）和89.55%（60/67），差异无统计学意义。进一步证实了VU图像可以为病灶提供可靠的CT衰减值，VU图像可以替代CU对病灶进行诊断。在图像主观质量评分和腮腺肿瘤病灶显示的清晰度方面，VU图像与CU相当并且高于WB图像。由于模糊淡化作用的影响，VU图像对于细小钙化检出低于CU图像，但腮腺肿瘤钙化发生率较低，因此其对于本病的整体诊断影响较小。

虚拟平扫取代常规平扫可以降低20%～30%的辐射剂量[8,13,15]。本研究结果显示，减少常规平扫后双期能谱扫描可降低 33.33%的辐射剂量，可能与本研究采用前置ASIR-V迭代重建算法，不但可以提高图像质量，还能在一定程度上降低辐射剂量有关。颌面部扫描图像可能会受到患者呼吸及吞咽的影响，减少了常规平扫，不但简化了扫描流程，同时避免了呼吸及吞咽引起扫描位置的偏差。

总之，能谱CT的VU图像与CU相当，可以为腮腺肿瘤的评估提供一个CT基线值，可以替代常规CT平扫。本研究的不足之处在于未对腮腺病灶的定性诊断进行研究，有待进一步扩充样本量对腮腺病灶进行多参数研究。