Revolution CT虚拟平扫在直肠癌诊断中的应用价值研究*

刘 文，张礼荣，石 卉

(江苏大学附属医院影像科，江苏 镇江 212001)

Revolution CT可以分离出非碘即水的基物质图像，虚拟平扫是指基于能谱扫描的水基图像。Revolution CT扫描为腹部成像提供了广泛的潜在应用价值，包括减少辐射剂量，改善疾病的诊断性能及图像质量优化等。本研究旨在比较直肠癌患者Revolution CT增强双期的虚拟平扫与常规能谱平扫的图像质量之间差异，以及对直肠癌的诊断价值，讨论Revolution CT虚拟平扫能否代替常规能谱平扫，减少辐射剂量的同时也能较好地诊断疾病。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2017年10月至2018年7月在本院行手术治疗的70例直肠癌患者，均于术前进行常规能谱CT平扫及Revolution CT双期增强虚拟平扫。70例患者年龄(64±11)岁，男41例(58.6%)，女29例(41.4%)，体重(65.33±10.25)kg，体重指数(23.60±2.37)kg/m2，高血压19例(27.1%)，糖尿病8例(11.4%)，抽烟史12例(17.1%)，便血70例(100.0%)，大便隐血阳性70例(100.0%)，大便次数改变20例(28.6%)，大便性状改变24例(34.3%)，体重减轻8例(11.4%)，腹部不适5例(7.1%)。

1.2方法

1.2.1成像方法及数据处理 采用256排CT扫描仪(Revolution CT,GE healthcare,Waukesha,WI美国)行常规能谱平扫和双期增强虚拟扫描，注射器为高频高压注射器。能谱平扫扫描参数：管电压为120 kVp，管电流为自动mAs。增强虚拟扫描参数：管电压为140 kVp与80 kVp之间瞬时切换，管电流设定为自动管电流，最大参考管电流为600 mA。球管转速为0.5 r/s。螺距设置为1.984∶1。扫描视野(DFOV)为25 cm。后处理工作站为GE ADW4.6，采用50%前置迭代重建(ASiR-V)算法。利用工作站上的GSI viewer软件自动进行碘水物质分离，即分离得到双期增强虚拟平扫图像。

1.2.2图像分析

1.2.2.1图像质量主观及客观评分 主观评分由2位诊断经验分别为10年(评分者1)及20年(评分者2)的放射科医生对常规能谱平扫及增强虚拟平扫进行图像质量的主观评分，通常使用5分制[1],具体如表1。

1.2.2.2图像质量客观评价 勾画感兴趣区域(ROI)时选择直肠癌病灶的最大层面ROI1，ROI选择时尽量避开肿瘤囊变坏死及钙化血管等区域；并勾画与直肠癌层面一致的邻近正常直肠壁ROI2。ROI1、ROI2均测量3次，求取平均值。通过计算得到对比噪声(CNR)的数值。计算公式：CNR=|ROI1-ROI2|/SD2(对于平扫，ROI1为三处病灶的CT值平均值；对于虚拟平扫，ROI1为三处病灶的水浓度平均值；SD2为邻近正常直肠壁平均值的标准差)。

1.2.3常规平扫与虚拟平扫对直肠癌病灶诊断准确性评估 直肠癌病灶的评估包括对直肠癌肠壁厚度、浆膜面的受累情况、直肠癌周围淋巴结显示情况的评价。直肠癌肠壁厚度选择含病灶区的最大肠壁厚度测量宽度，单位为mm。直肠浆膜面受累情况以最大强度投影(MIP)显示周围脂肪密度增高及直肠管壁毛糙作为图像上判定的标准，以术后病理结果作为“金标准”。直肠癌周围淋巴结的测量，以常规平扫图像所显示的病灶周围淋巴结短径值为标准，按照淋巴结短径大小分为5～9 mm组(可疑组)和大于9 mm组(高度可疑组)。

1.2.4常规平扫与虚拟平扫对直肠癌患者扫描剂量评估 统计计算机自动记录的患者扫描的CT剂量指数(CTDI)和剂量长度乘积(DLP)，按照公式计算有效剂量(ED)值。计算公式：ED=k×DLP，其中k值约为0.015[1]。

2 结 果

2.1能谱平扫与双期虚拟平扫图像质量主观评分比较 能谱平扫图像主观评分为(4.85±0.35)分，与双期虚拟平扫图像主观评分[分别为(4.82±0.38)、(4.81±0.39)分]比较，差异无统计学意义(F=0.24，P>0.05)。且2种对直肠癌平扫图像的主观评分均在3分以上，达到了临床诊断的要求，见表2。

表2 能谱平扫与双期虚拟平扫主观评分分布(n)

2.2能谱平扫与双期虚拟平扫CNR值比较 双期虚拟平扫CNR值分别为(0.85±0.17)和(0.82±0.15)，均高于能谱平扫的(0.57±0.18)，差异均有统计学差异(F=54.42，P<0.05)。动脉期、门脉期虚拟平扫图像CNR值比较，差异无统计学意义(t=1.107，P=0.29)。

2.3能谱平扫与双期虚拟平扫诊断直肠癌肠壁厚度及周围淋巴结大小比较 能谱平扫与双期虚拟平扫直肠癌病灶的肠壁厚度比较，差异无统计学意义(P>0.05)。能谱平扫与双期虚拟平扫直肠癌病灶周围淋巴结大小按可疑组和高度可疑组分组结果比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3、图1。

表3 能谱平扫与双期虚拟平扫诊断直肠癌肠壁厚度及周围淋巴结大小比较

注：A.直肠癌平扫图像，直肠左旁可见1枚肿大淋巴结影，肠壁最厚处约15.96 mm，淋巴结短径约12.7 mm；B.动脉期虚拟平扫图像，肠壁最厚处约15.94 mm，淋巴结短径约12.7 mm；C.门脉期虚拟平扫图像，肠壁最厚处约15.95 mm，淋巴结短径约12.6 mm；D.直肠癌与左侧高度可疑淋巴结的能谱曲线图，能谱曲线显示高度可疑淋巴结与直肠癌病灶具有同源性。图1 典型病例CT平扫及能谱曲线图(36岁女患者)

2.4能谱平扫与双期虚拟平扫诊断直肠癌浆膜面受侵犯程度比较 以术中病理为“金标准”，依据MIP的结果评估，能谱平扫与双期虚拟平扫病灶浆膜面清晰情况比较，差异无统计学意义(χ2=0.153，P=0.926)，见表4、图2。

表4 能谱平扫与双期虚拟平扫诊断直肠癌浆膜面受侵犯程度比较(n=70)

2.5能谱平扫与双期虚拟平扫辐射相关参数比较 三期扫描(能谱平扫+双期虚拟平扫)与双期虚拟平扫的DLP、CTDI及ED值比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表5。能谱平扫ED值为(7.61±1.68)mSV，与双期虚拟平扫ED值[动脉期虚拟平扫：(8.30±2.43)mSV，门脉期虚拟平扫：(8.47±2.56)mSV]比较，差异有统计学意义(F=4.138，P=0.019)。虽然双期虚拟平扫的剂量稍高于能谱平扫，三期扫描省去能谱平扫剂量后，辐射剂量减少约30%。

注：箭头所指为直肠癌病灶区域。图A、B、C分别为能谱平扫、动脉期虚拟平扫、门脉期虚拟平扫的图像。所有图像显示直肠癌浆膜面清晰，周围脂肪间隙密度清晰。图2 直肠癌患者MIP图像

表5 能谱平扫与双期虚拟平扫辐射相关参数比较

3 讨 论

随着CT技术的迅速发展，从最初的全身扫描CT到最近发展形成的将能谱、宽体、快速扫描、低剂量和超清图像融合的Revolution能谱CT，Revolution能谱CT能够实现单个球管双能量成像。Revolution 能谱CT的物质分析是基物质的衰减效应，通过在基物质对组成上通常选择2种衰减不同的物质——水与碘[2]，增强图像上碘分离后得到了虚拟平扫图像，一定程度上为减少辐射剂量提供了可能性。而Revolution CT前置ASiR-V算法，这一重建算法有以下优势：如降噪、消噪、消伪影、降辐射剂量，还可提高低对比度检测性，以运算速度快为特点[3]。有研究表明，AsiR-V迭代重建算法百分比随着百分比的增加，图像噪声降低越显著，过高的迭代百分比会形成蜡状伪影，影响病灶显示[4-6]。在保证质量及减小剂量的需求下，本次研究使用了50%权重的ASiR-V百分比。

在本研究中，图像质量的评价结果表明，能谱平扫及双期虚拟平扫的主观评分之间无明显差异，且评分均高于3分以上，已经达到了临床诊断的要求。通常来说，CNR值越高图像质量越高。研究结果表明，双期虚拟平扫CNR值均高于能谱平扫，说明在对病灶的显示上，虚拟平扫明显优于能谱平扫，而双期虚拟平扫图像之间的CNR之间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。可能原因分析：(1)可能是Revolution CT的前置ASIR-V迭代重建算法提高了图像的质量[7-9]；(2)可能是由于增强扫描动脉期及静脉期图像进行基物质对分离时，碘未被彻底去除，导致获得的虚拟平扫图像存在轻度强化表现有关[10-11]，本研究同时发现，动脉期图像中，水基图中肝肾、肾实质似见轻度强化，“去碘效果不佳”，可能是在动脉期，对比剂在该脏器中积聚较多，无法完全达到去碘的作用，这与既往研究一致[12]。能谱平扫及双期虚拟平扫直肠癌肠壁厚度、直肠癌周围淋巴结评估比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。虚拟平扫对直肠癌周围浸润情况诊断的符合率与能谱平扫相近，表明能谱平扫与双期虚拟平扫之间对直肠癌周围浆膜层侵犯无明显差异，提示虚拟平扫在直肠癌TNM分期诊断中具有一定价值。

由于直肠癌患者在整个治疗过程中需要重复多次的CT检查，降低辐射剂量显得尤为重要[13-15]。本研究表明，在省去能谱平扫后，辐射剂量减少了约30%。虚拟平扫可替代能谱平扫，节省了时间，且可减少扫描剂量。

综上所述，Revolution CT在直肠癌增强双期的虚拟平扫中，显示解剖细节清晰，可以满足临床诊断需求，且双期虚拟平扫的CNR值高于常规能谱平扫；在对直肠癌诊断的准确性上，能谱平扫及双期虚拟平扫针对直肠癌肠壁厚度、浆膜面的受累情况、直肠癌周围淋巴结显示情况评估无差异。因此，在直肠癌诊断时，虚拟平扫有望代替能谱平扫，在直肠癌患者术前进行分期诊断及术后随访复查过程中发挥潜在价值，且在减少辐射剂量的同时满足临床诊断需求。