能谱CT单能量重建对肠系膜上动脉图像质量的影响

陈良玉，史 淼，傅晓明（通信作者）

（南京市高淳人民医院医学影像科 江苏 南京 210000）

肠系膜上动脉栓塞是急腹症中较为少见的一种，但可以引起肠系膜缺血性坏死，严重威胁着患者的生命安全[1]。肠系膜上动脉早期异常改变的及时发现和诊断，对提高患者的生存概率有着重要的临床意义[2]。临床工作中，由于急腹症病情的复杂性，腹部增强CT以全面、快速、精准等优点成为众多辅助检查中的首选[3]。但传统CT扫描是混合能量X线，这会增加碘对比剂的硬化伪影，影响图像质量[4]。能谱CT的单能量重建技术，可获得相对纯净的CT值，减少图像硬化伪影[5]。本文拟通过单能量重建图像与能谱仿混合能量（120 kVplike）图像以及常规非能谱混合能量扫描图像相对比，探讨腹部能谱增强CT单能量重建图像对肠系膜上动脉图像质量提升的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本文采用前瞻性研究方法，选取南京市高淳人民医院2022年2月—5月收治的行腹部增强CT扫描的患者60位。将60位受检者随机分为A、B两组，各30例，A组采用能谱CT增强扫描，B组为常规非能谱增强扫描。

纳入标准：年龄为18周岁以上，进行腹部CT增强检查者。排除标准：①心肾功能不全者；②甲亢患者；③碘对比剂过敏患者。所有受检者或其家属均知晓增强CT检查风险并签署知情同意书。

1.2 方法

采用通用电气公司（GE）生产的Revolution 256排螺旋CT，所有的受检者均采用统一体位。造影剂注入方式采用双筒高压泵肘静脉团注法。造影剂为碘佛醇（320 mgI/mL，50 mL），注射速率为3.0 mL/s，药量为80 mL。当造影剂注射结束后会即刻以同速率注入30 mL 0.9%氯化钠溶液作为补充。A组采用能谱增强CT扫描（GSI），B组采用常规增强CT扫描。能谱CT扫描条件为GSI管电压，GSI Assist，NI值：7.5，前置Asir-V 40%迭代，螺距为0.992:1，层厚为5 mm，扫描完成后将自动重建120 kVp-like混合能量1.25 mm薄层图像。常规增强CT扫描条件为管电压120 kV，Assist mAs，其余条件与能谱CT相同，扫描完成后重建1.25 mm薄层图像。增强扫描触发方式为阈值触发，在腹主动脉起始处附近放置兴趣区域（ROI），阈值为150 HU，当兴趣区域CT值达到阈值时触发扫描动脉期，结束后延迟25 s开始静脉期扫描，静脉期结束后60 s进行延迟期扫描。本文讨论肠系膜上动脉，故数据采集只选择动脉期。在扫描完成后，对A组受检者进行（40～140）keV，以10 keV作为间隔共计11组不同单能量keV的动脉期图像重建，并传输至AW4.7工作站上进行数据分析以及采集。

1.3 图像评价

1.3.1 客观评价 对A组每位受检者中重建的11组单能量图像及1组120 kVp-like图像和B组30位常规非能谱混合能量增强图像分别进行数据采样。在肠系膜上动脉距离主动脉开口处4～5 cm处放置作为数据测量的兴趣区域ROI 1并记录其CT值作为肠系膜上动脉CT值。并在同层面竖脊肌随机选取3个兴趣区域为ROI 2、ROI 3、ROI 4，选取兴趣区域时尽可能地避免椎体以及脂肪以免产生误差。每位受检者每一组图像选择同一层面，尽量保证所有的ROI位置大小相同以提高数据的准确性。记录每组ROI 2、3、4的CT值计算其标准差作为SD值，取3个ROI的平均值作为竖脊肌CT值。通过公式分别计算对比CNR和SNR[6]。SNR=肠系膜上动脉CT值/SD值，CNR=（肠系膜上动脉CT值-竖脊肌CT值）/竖脊肌SD值

1.3.2 主观评价 对A组最佳单能量图像、120 kVplike图像、B组常规非能谱混合能量图像分别进行VR、MIP、MPR、CPR重建。由科室两名具有10年以上阅片诊断经验的影像科医师在轴位以及重建图像上采用5分制法对图像进行双盲法进行综合主管评价，以MIP为细分，以主干为1级，向远端分支为2～4级，评分为5分法[7]。5分：图像质量最佳，主观上影像清晰，血管解剖结构显示好，在MIP上可清楚观察到3根包括3根以上四级分支；4分：图像质量较好，主观上影像较清晰，血管解剖结构相较清楚，满足诊断要求，在MIP上可清楚观察到3根包括3根以上三级分支；3分：图像质量一般，主观上影像一般，血管解剖显示并非良好，但达到诊断要求，在MIP上可清楚观察到3根包括3根以上二级分支；2分：图像质量较差，影像不清，解剖结构较模糊，无法达到诊断要求；1分：图像质量最差，图像模糊，无法观察（如图2）。在5分法中，3分以下不适用于影像诊断。

1.4 统计学方法

采用SPSS 23.0统计软件进行数据分析。符合正态分布的数据，多组间的分类变量使用单因素方差分析，以（）表示，两组间连续变量则使用独立样本t检验；不符合正态分布数据使用独立样本非参数检验，分类样本采用，分类变量采用中值[M（Q1，Q3）]的技术方法表示。两位医师的主观评测评分一致性采用Kappa检验，Kappa值≥0.75时表示一致性良好；Kappa值在0.4～＜0.75时表示一致性一般；Kappa值＜0.4时则表示一致性较差。P＜0.05则差异有统计学意义。

2 结果

2.1 客观评价

将A组每位受检者11组单能量CNR值进行分析，发现60 keV时CNR值（246.42±68.76）均显著高于其他单能量（P＜0.05），见表1。A组肠系膜上动脉最佳单能量为60 keV。以60 keV进行重建的肠系膜上动脉图像的CT值（415.70±49.10）HU、SNR（291.71±77.69）、CNR（246.42±68.76）均显著优于120 kVp-like（P＜0.05），同时均优于B组常规非能谱混合能量增强各值（P＜0.05），见表2、表3。

表1 40～140 keV单能量单因素方差分析多重比较表

2.2 主观评价

两名医师对60 keV（Kappa＞0.8），120 kVp-like（Kappa＞0.7）以及常规非能谱混合能量增强（Kappa＞0.6）图像的主观评价的得分具有一致性（P＜0.05）。60 keV单能量图像主观评分4.5（4.0～5.0）高于120 kVp-like以及B组常规非能谱混合能量（P＜0.05）（见表2、表3、图2）。

图2 60 keV、120 kVp-like、常规非能谱混合能量VR、MIP重建图像

表2 60 keV单能量与120 kVp-like客观与主观评价对照

表3 60 keV单能量与常规非能谱混合能量客观与主观评价对照表

3 讨论

肠系膜上动脉栓塞为急腹症的一种，肠系膜上动脉血栓早期缺乏特异性的临床表现，极易发生误诊与漏诊，进而延误诊疗时机[8]。因此对于疾病早期的鉴别尤为重要。在腹部增强CT图像中肠系膜上动脉的影像解剖结构显示的清晰与否、影像质量的好坏决定了诊断的难易。

常规CT增强采用的混合能量的X线。增强CT扫描时，因对比剂的注入，极易产生硬化伪影，影响血管的显影效果[9]。能谱CT作为新兴的影像检查技术，单能量重建相对于常规非能谱混合能量扫描图像而言，单能量重建可以减少影像图像中的硬化伪影，获得更加准确的CT值。碘的CT值随着X线能量而改变的，适当降低keV，血管的CT值会明显增高[10]。

对数据进行统计分析，获取了最佳单能量为60 keV。与任占丽在能谱最佳单能量在肠系膜上动脉成像的价值的研究结果有着结果上的差异，可能是机器重建分级以及个体化差异不同导致[11]。两位医师的主观评分的结果与客观数据分析结果保持一致，60 keV图像优于120 kVp-like图像以及非能谱增强扫描图像。

本研究也存在一些局限性：①本研究样本偏少；②选取的受检者均无肠系膜上动脉病变；③兴趣区域的选择均为肠系膜上动脉主干。

综上所述，在能谱扫描单能量重建与混合能量以及非能谱增强扫描的图像中，能谱CT最佳单能量（60 keV）可获得更好的肠系膜上动脉图像。