双能量CT 虚拟平扫在颈部扫描中的应用价值*

马月，何长久，胡仕北，周鹏，林礼波，胡云涛，李齐远

610041 成都，四川省肿瘤临床医学研究中心，四川省肿瘤医院·研究所，四川省癌症防治中心，电子科技大学附属肿瘤医院 影像科

CT 平扫+增强扫描在评估颈部疾病的诊断中具有重要的价值［1-4］。同时CT 检查带来的电离辐射问题也受到广泛关注［5-7］，如何在保证图像质量的同时，有效降低患者的辐射剂量至关重要。双能量CT（dual-energy computed tomography，DECT）可通过强大的后处理技术去除增强图像中的碘，从而获得虚拟平扫（virtual non-contrast，VNC）图像［8-10］。以往研究显示，VNC 在肝脏、肾上腺和肠道等疾病的诊断中，可获得与常规平扫（true non-contrast，TNC）相当的图像质量，从而降低辐射剂量［11-13］。但VNC 在颈部方面的研究报道较少，因此，本研究主要探讨VNC 在颈部CT 扫描中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性收集2019 年6 月至2022 年4 月在四川省肿瘤医院因临床怀疑颈部肿瘤行颈部增强CT扫描的患者49 例。其中，男性 19 例，女性 30 例，年龄16～63 岁，平均（38.7±11.5）岁；体质量指数（body mass index，BMI）17.02～32.65 kg/m2，平均（23.37±3.69）kg/m2。纳入标准：（1）临床怀疑颈部肿瘤性疾病；（2）患者进行了颈部DECT 增强检查。排除标准：（1）严重心、肝肾功能不全；（2）图像伪影严重；（3）碘对比剂过敏。49 例患者中，甲状腺乳头状癌25 例，颌下腺多形性腺瘤10 例，鼻咽癌4 例，淋巴瘤3 例，腮腺基底细胞腺瘤3 例，腮裂囊肿2 例，口底囊肿2 例。所有参加研究的患者均签署碘对比剂过敏知情同意书。

1.2 检查方法

采用西门子二代双源CT（Somatom Definition Flash）行颈部常规平扫及DECT 增强扫描。扫描体位采取仰卧位，头部稍微向后仰，以减少下颌骨与颈部重叠，患者双上肢紧贴身体两侧，双肩尽量向足侧下延伸，扫描范围自颅底至主动脉弓水平。先行颈部常规平扫，扫描参数为：管电压120 kV，参考管电流165 mAs，准直器宽度128 mm×0.6 mm，螺距0.9，旋转时间0.28 s/转。然后使用高压注射器经肘正中静脉以2.5 mL/s 的流率注射非离子型对比剂（碘普罗胺，含碘370 mg/mL），对比剂用量为60 mL，对比剂注射开始后延迟55 s 行颈部DECT增强扫描，扫描参数为：管电压80/Sn140 kV，参考管电流228/114 mAs，准直器宽度64 mm×0.6 mm，螺距0.9，旋转时间0.28 s/转。平扫和增强扫描均开启自动管电流调制技术（Care Dose4D），且重建参数一致：重建厚层3 mm，重建间隔3 mm，滤波核I30f，FOV 250 mm×250 mm，矩阵512 × 512，SAFIRE 迭代重建算法（Strength level 3），窗宽350 HU，窗位50 HU。

1.3 DECT 虚拟平扫图像重建

将颈部DECT 增强扫描的图像传输至西门子后处理工作站（SyngoVia VB10），利用双能量软件的“虚拟平扫”程序获得VNC 图像，并保存。

1.4 图像质量客观评价

将TNC 和VNC 图像调入工作站（SyngoVia VB10）工作站，由1 名具有6 年颈部影像诊断经验的医师进行测量和分析。为了方便测定对比，选择基本一致的层面，分别在TNC 及VNC 图像上放置面积约为10～30 mm2的感兴趣区（region of interest，ROI），测定以下5 个组织的CT 值及CT 值的标准差。其中，在颌下腺和甲状腺层面测量颌下腺和甲状腺，在甲状软骨层面测量胸锁乳突肌、颈内静脉、项部脂肪、颈椎椎体和气管气体。测量时ROI 尽量避开钙化、病灶区域；此外，测量颈内静脉时，为了准确评价颈内静脉，以颈部增强图像作为参考进行测量。同时为了确保TNC 和VNC 图像测定的ROI 位置基本一致，先在TNC 图像上放置ROI，再利用粘贴、复制的方法在VNC 图像上放置ROI。本研究中以胸锁乳突肌CT值的标准差作为噪声，并计算图像的信噪比（signal-tonoise ratio，SNR），SNR=胸锁乳突肌的CT 值/噪声［14］。

1.5 图像质量主观评价

由两名影像临床诊断经验分别为8 年、10 年的医师采用5 分法对TNC 和VNC 图像进行主观评分，如有分歧则协商决定最后的得分。评分标准为［15］：0 分，解剖结构模糊，伪影严重或图像质量差，无法诊断；1 分，解剖细节不清，噪声较大，不能满足诊断要求；2 分，部分解剖结构显示欠佳，图像质量尚可，基本满足诊断要求；3 分，解剖结构显示清晰，图像质量较好，可能存在少量伪影，但完全满足诊断要求；4 分，解剖细节清晰，图像质量良好，无伪影，完全满足诊断要求。图像质量2～4 分被认为可以接受。

1.6 辐射剂量

记录每一位患者常规平扫和DECT 增强扫描的容积CT 剂量指数（volume CT dose index， CTDIvol）和剂量长度乘积（dose length product， DLP），计算有效剂量（effective dose， ED），ED ＝DLP×0.0021［15］。

1.7 统计学方法

采用SPSS 19.0 软件进行分析，采用Kolmogorov-Smirnov 检验计量资料是否符合正态分布，正态分布的资料以表示，采用配对t检验，若为非正态分布，采用Wilcomxon 秩和检验。采用配对t检验比较两组间CT 值、噪声、SNR、CTDIvol、DLP 和ED 的差异（数据符合正态分布）；采用配对卡方检验比较两组间主观评分的差异；采用Kappa 检验评价2 名医师主观评分的一致性。P＜ 0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 客观图像质量的比较

VNC 和TNC 图像颌下腺、颈内静脉、胸锁乳突肌、气管气体的CT 值差异均无统计学意义（均P＞ 0.05）；VNC 图像甲状腺、颈椎椎体的CT 值低于TNC，而脂肪的CT 值高于TNC，差异均有统计学意义（均P＜ 0.05）。VNC 和TNC 图像的噪声差异无统计学意义（P＞ 0.05）。VNC 和TNC 图像的SNR差异无统计学意义（P＞ 0.05；表1）。

表1 TNC 和VNC 客观图像质量和主观图像质量的比较Table 1.Objective and Subjective Quality of TNC and VNC Images

2.2 主观图像质量的比较

两名医师对VNC 和TNC 图像质量主观评分的一致性较好，Kappa 值=0.813。两组图像质量主观评分均≥3 分，满足临床诊断要求（图1～3）。且VNC 和TNC 图像质量主观评分差异无统计学意义（P＞ 0.05；表1）。

图1 患者左侧颌下腺多形性腺瘤的常规平扫图像（A）及虚拟平扫图像（B）Figure 1.True Non-contrast Image （A） and Virtual Non-contrast Image （B） of Pleomorphic Adenoma of Left Submandibular Gland in a Patient

图2 患者左侧甲状腺乳头状癌的常规平扫图像（A）及虚拟平扫图像（B）Figure 2.True Non-contrast Image （A） and Virtual Non-contrast Image （B） of Papillary Carcinoma of Left Thyroid Lobe in a Patient

图3 患者右侧腮裂囊肿的常规平扫图像（A）及虚拟平扫图像（B）Figure 3.True Non-contrast Image （A） and Virtual Non-contrast Image （B） of Right Branchial Cleft Cyst in a Patient

2.3 辐射剂量的比较

单独双能量增强扫描的CTDIvol、DLP 和ED 均明显低于常规平扫加双能量增强扫描，差异均有统计学意义（均P＜ 0.05；表2）。与常规平扫加双能量增强扫描相比，单独双能量增强扫描的CTDIvol、DLP 和ED 分别减低了62.0%、61.5%、61.3%。

表2 单独增强扫描与常规平扫+增强扫描辐射剂量的比较Table 2.Radiation doses of DECT and TNC DECT

3 讨 论

CT 在颈部疾病的诊断中具有重要的应用价值，但其带来的辐射问题受到广泛重视。之前的研究显示［16-18］，随着颈部辐射剂量的增加可导致甲状腺癌或白血病等风险增加。因此，如何在满足临床诊断要求的前提下有效降低辐射剂量，成为当前的研究重点之一。常用的减少辐射剂量的方法，主要包括降低管电压和管电流，采用迭代算法重建，加大螺距等，均可取得不同程度的效果。而DECT 的VNC 技术为降低患者的辐射剂量开辟了一个新的途径［15］。以往研究结果显示［8，19］，在胸腹部的DECT 成像中，应用VNC 技术可获得与TNC 相当的图像质量，并且有效降低患者的辐射剂量。但较少有研究探讨DECT 的VNC 技术在颈部CT 成像中的应用价值。

DECT 的VNC 技术是利用物质分离技术，从CT 增强图像中分离并去除碘，从而获得类似于TNC的VNC 图像［20］。本研究主要对比了VNC 与TNC在颈部扫描中的客观图像质量（CT 值、噪声和SNR）和主观图像质量评分。在客观图像质量方面，本研究在评估VNC 与TNC 的图像质量时，测量了颌下腺、甲状腺、胸锁乳突肌、颈内静脉、脂肪、颈椎椎体和气管气体的CT 值，基本全面代表了颈部的图像质量。本文研究结果显示，VNC 与TNC 图像颌下腺、颈内静脉、胸锁乳突肌和气管气体的CT 值差异无统计学意义（均P＞ 0.05）。但VNC 图像甲状腺、颈椎椎体的CT 值明显低于TNC，而脂肪的CT 值明显高于TNC，差异均有统计学意义（均P＜ 0.05）。杨亮等研究探讨VNC 在头颈部肿瘤中的应用价值，其研究结果也显示［15］，VNC 图像甲状腺、颈椎椎体的CT 值明显低于TNC。郑星星等研究探讨VNC 替代TNC 评估食管癌的可行性，其研究结果显示［21］，VNC 图像脂肪的CT 值明显高于TNC。这均与本文的研究结果类似。VNC 图像甲状腺、颈椎椎体的CT 值明显低于TNC，这可能是因为软件处理时难以区分甲状腺中的碘、高密度的骨组织和对比剂，从而导致甲状腺和颈椎椎体的CT 值明显降低［15］。而VNC 图像脂肪的CT 值明显高于TNC 的原因尚需要进一步研究。此外，影响CT 客观图像质量的因素还包括噪声和SNR。本文研究结果显示，VNC 与TNC 图像的噪声差异无统计学意义（P＞ 0.05）。此外，VNC 与TNC 图像的SNR 差异也无统计学意义（P＞ 0.05）。这在一定程度上表明VNC 的客观图像质量与TNC 大致相当。进一步分析显示，在图像质量主观评分方面，VNC 和TNC 图像主观评分均≥3分，满足临床诊断要求。这与以往VNC 对于肠道、肝脏等研究结果类似［12-13］。表明VNC 或许在颈部CT 成像中也具有一定的价值。

在辐射剂量方面，常规颈部增强CT 需采用平扫+增强扫描，而采用双能量增强CT 扫描结合VNC 技术可省略一次常规平扫的辐射剂量。Jing［8］等研究结果显示，在腹部的DECT 扫描中，VNC 技术可获得与TNC 相当的图像质量，且明显降低25%的辐射剂量。Si-Mohamed 等［22］研究结果显示，在胸部的DECT 扫描中，VNC 技术可获得与TNC 相似的图像质量，VNC 和TNC 图像均满足诊断要求，采用VNC 技术可明显降低40%的辐射剂量。本文研究结果也显示，与常规平扫加DECT增强扫描相比，采用DECT 增强扫描结合VNC 技术时，CTDIvol、DLP 和ED 分别减低了62.0%、61.5%、61.3%，差异均有统计学意义（均P＜ 0.05），且VNC和TNC 的图像质量完全满足临床诊断要求。说明DECT 的VNC 技术在颈部扫描中或许也具有一定的应用价值，这符合辐射防护最优化原则，有助于降低随机效应的发生。

本研究的局限性：样本量较少，在后续的研究中将进一步扩大样本量；未对VNC 图像颈部疾病的诊断准确性、敏感性和特异性等进行分析。

综上所述，在颈部CT 扫描中，采用DECT 的VNC 技术可获得与TNC 大致相当的图像质量，并可在满足临床诊断需求的同时，有效降低患者的辐射剂量。

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