Revolution 能谱CT 虚拟平扫在不同成分尿路结石检出中的应用价值

马浩平，李 娴，黄晓燕

（广州医科大学附属第一医院放射科，广东 广州 510120）

尿路结石是泌尿系统最常见的疾病之一，常需行CT 尿路成 像（computed tomography urography，CTU）检查评估结石及尿路梗阻情况。CT 虚拟平扫的总体结石检出率和常规平扫结果相似［1］，且可减少1 个扫描期相、降低辐射剂量［2-4］。尿路结石种类较多，常见的有一水草酸钙结石、二水草酸钙结石、碳酸磷灰石结石和尿酸结石［5］。本研究对比Revolution能谱CT 虚拟平扫和常规CT 平扫对不同成分尿路结石的检出情况，探讨能谱CT 虚拟平扫在尿路结石检出中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性收集2019 年7 月至2020 年12 月超声和X 线平片诊断为尿路结石的患者54例（共289 个结石），取石术前均行常规CT 平扫和能谱CT 虚拟平扫。取出的结石均行红外光谱检查，根据结石成分分为：一水草酸钙结石21例，男16例，女5例，年龄32～69岁，平均（50.30±10.51）岁，中位年龄46岁；二水草酸钙结石11例，男5例，女6例，年龄33～69岁，平均（52.60±11.36）岁，中位年龄53岁；碳酸磷灰石结石13例，男5例，女8例，年龄10～68岁，平均（54.90±15.76）岁，中位年龄58岁；尿酸结石9例，男6例，女3例，年龄45～87岁，平均（63.00±13.15）岁，中位年龄63岁。

1.2 仪器与方法 使用GE Revolution 宝石能谱CT扫描仪。术前先行常规CT 平扫，然后开启能谱扫描模式行CTU 动脉期虚拟平扫，最终获得普通CT 平扫图像、动脉期碘基图、动脉期水基图（即虚拟平扫图）、70 keV 的动脉期CT 增强扫描图像。如还需实质期和延时期图像，则继续使用常规CTU 模式扫描。常规CT 平扫的扫描参数：120 kV，自动设置管电流（300～450 mA），转速0.5 s/r，螺距0.992，矩阵512×512。能谱CT 动脉期虚拟平扫的扫描参数：80 和140 kV 管电压瞬时切换，405 mA，转速0.5 s/r，螺距0.992，矩阵512×512。统计常规平扫CT 和虚拟平扫检测到的结石数目，计算两者的一致率。观察常规平扫CT 与虚拟平扫检测4组结石直径的区别。在常规平扫和虚拟平扫图中分别测量结石的CT值和水基值，分析同一种扫描方法下不同成分结石的CT值或水基值差异。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0 软件进行数据分析。4 种不同成分结石的CT值或水基值比较采用多重比较的方差分析检验法。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 种扫描方法的诊断一致率（表1）按不同成分结石的诊断一致率排序，一水草酸钙结石和尿酸结石>二水草酸钙结石>碳酸磷灰石结石。

表1 常规CT 平扫和虚拟平扫的检测一致率比较

2.2 2 种扫描方法检测的结石直径对比 2 种图像上的结石直径差值：一水草酸钙结石0～1.9 mm，二水草酸钙结石0～1.8 mm，碳酸磷灰石结石0～2.3 mm，尿酸结石0～1.6 mm（图1～4）。

图1 男，56岁 图1a，1b 常规CT 平扫和虚拟CT 平扫图，均可显示右侧输尿管和右肾一水草酸钙结石，且虚拟CT 平扫图中的右侧输尿管上段结石直径比常规CT 平扫中的测量值小1 mm图2 女，63岁 图2a，图2b 常规CT 平扫和虚拟CT 平扫图，均可显示右肾盂二水草酸钙结石，右肾实质萎缩，两图中的结石直径测量值相同图3 男，10岁 图3a，3b 常规CT 平扫和虚拟CT平扫图，均可显示左侧输尿管上段碳酸磷灰石结石，且虚拟CT 平扫图中的左侧输尿管上段结石直径比常规CT 平扫中的测量值小1 mm图4 男，87岁 图4a，图4b 常规CT 平扫和虚拟CT 平扫图，均可显示膀胱结石，两图中的结石直径测量值相同

2.3 不同种类结石的CT值或水基值差异在常规CT 平扫中，一水草酸钙结石、二水草酸钙结石、碳酸磷灰石结石与尿酸结石的CT值分别为（1 141.90±145.12）、（1 048.45±237.72）、（1 368.92±133.18）和（587.78±161.24）HU，仅一水草酸钙结石和二水草酸钙结石之间的CT值差异无统计学意义（P>0.05）；其他组的CT值两两比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。在虚拟平扫CT 中，一水草酸钙结石、二水草酸钙结石、碳酸磷灰石结石与尿酸结石的CT 水基值分别为（1 441.16±308.99）、（1 355.99±132.86）、（1 549.24±95.86）和（1 441.67±97.72）HU。各组成分结石的水基值两两比较，仅二水草酸钙结石和碳酸磷灰结石之间的水基值差异有统计学意义（P＜0.05），其他组间差异均无统计学意义（均P>0.05）。

3 讨论

尿路结石是泌尿外科的常见病和多发病，好发于中青年，不同成分的结石与新陈代谢紊乱、水质、气候、性别、年龄、饮食、职业等因素有关［6］。传统的结石成分分析，是将结石标本研磨或切片，通过红外光谱仪或化学试剂盒进行分析，该方法几乎成为金标准［7］。辐射剂量指数是评估辐射剂量的标准。

能谱CT 也称快速瞬时切换双源CT，其射线由单个X 线球管产生，且可瞬时切换高、低kV（140 kV vs.80 kV）射线，使得物质几乎同时在2 种不同X 线能量下成像。不同物质的X 线衰减系数不同，物质分离技术可将其转化为能产生同样衰减的另外2 种基物质的密度。其中，水和碘是最常用的基物质对，因为水接近软组织密度，而碘为对比剂密度。水基图是不显示含碘成分的图像，是现在最常见的虚拟平扫图像［8-9］。文献报道，水基图作为虚拟平扫图像在尿路结石中具有重要价值［10］。本研究对4 种常见成分的尿路结石进行分析，并详细评估虚拟平扫CT 图像对不同成分结石的显示能力。

Scheffel 等［11］认为大多数情况下，虚拟CT 平扫与常规CT 平扫的图像质量接近，可满足临床诊断的需要。本研究中，虽然能谱CT 的虚拟平扫图像较常规CT 平扫图像质量稍差、分辨率低，但两者均可用于尿路结石的显像和诊断，且诊断质量相差不大。

此外，本研究对一水草酸钙和尿酸结石的检出一致率为100.0%。对二水草酸钙和碳酸磷灰石结石检出一致率结果稍差，但均大于95%。文献报道，以水基图作为虚拟平扫对尿路结石进行诊断分析，其敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为83%、100%、100%、88%，且对结石大小的影响差异均无统计学意义［12］。

彭波等［13］对比各期增强扫描对尿路结石的检出情况，初步表明同样重建模式下动脉期图像较实质期和延时期对尿路结石的检出率有明显优势。因此，本研究中采用能谱CT 动脉期图像作为虚拟平扫图像与常规CT 扫描图像对比。其原因在于，动脉期时含碘对比剂大部分位于肾皮质内，肾实质和肾盂、肾盏内基本不含对比剂；实质期时整个肾实质都含有对比剂，降低了肾盂、肾盏内的结石和肾实质的密度差异对比；延时期肾盂、肾盏内（甚至输尿管和膀胱）含有大量高密度对比剂，影响泌尿系结石的显示。本研究采用动脉期图像的水基图作为虚拟平扫图，其肾结石的检出率与彭波等［12］研究相符，水基图的虚拟平扫图与常规平扫诊断尿路结石一致性较高，可基本替代常规CT 平扫。

杨诚等［14］报道，与常规CT 扫描图像相比，大多数尿路结石在虚拟平扫CT 图像上的径线稍减小，可能是由于计算机软件计算生成图像时，将结石边缘部分误认为碘对比剂去掉所致。文献报道，直径1～2 mm 的小结石，CT 虚拟平扫的检出率较低；结石越小，虚拟平扫图像中的尿路结石受上述减小效应的影响越大［14］。与上述文献结果类似，本研究中4组不同成分的结石在常规CT 平扫图像中，直径均略大于虚拟平扫CT。此外，由于常规CT 平扫和虚拟CT 平扫所使用的扫描方式及图像层厚完全一致，空间分辨力也相同，因此可排除空间分辨力对不同图像上结石大小的影响［16］。

部分种类的结石具有特征性的CT值，如尿酸结石，通过CT值很容易将其与非尿酸结石区分［17］。但单纯依靠CT值进一步区分非尿酸结石中的亚类仍有困难。本研究显示，一水草酸钙和二水草酸钙结石的CT值差异无统计学意义，而其他各组不同成分结石的CT值两两比较差异均有统计学意义，可帮助诊断结石成分；虚拟平扫的水基值在不同成分的结石组间大部分差异无统计学意义，提示水基值不适合用于诊断结石成分。

综上所述，能谱CT 虚拟平扫可取代常规CT 平扫用于尿路结石的诊断，从而降低辐射剂量。但本研究的例数有限，未来仍需进一步研究CT值、碘基值和水基值等参数对于不同结石成分诊断的影响。