光谱CT钙抑制成像技术在鼻窦炎评估中的应用

摘要：目的" "探索双层探测器光谱CT的钙抑制（CaSupp）技术在鼻窦炎评估中的有效性和准确性，为鼻窦炎的临床诊断提供新的工具。方法" 回顾性收集2019年3月～2023年9月就诊于解放军总医院海南医院的鼻窦炎患者30例，患者在1周内行鼻窦光谱CT和MRI检查，30例患者6组鼻窦[上颌窦（左、右）、筛窦（左、右）、蝶窦、额窦]，共纳入174个鼻窦。根据患者所行检查技术，将患者分为钙抑制组和MRI组；CaSupp组根据其钙抑制指数分为40、50、60钙抑制组，并对CaSupp图像和MRI图像进行定性诊断和定量分析。基于CaSupp图像及MRI 图像对鼻窦炎进行定性诊断，并采用卡方检验进行一致性检验。基于不同的钙抑制图像和MR图像对同一患者相同部位的鼻窦黏膜厚度进行测量，采用Pearson法及组内相关系数进行可靠性检验。结果" CaSupp 图像显示阳性鼻窦（有炎症的鼻窦）151个，阴性鼻窦（无炎症的鼻窦）23个；MRI 图像显示阳性鼻窦155个，阴性鼻窦19个；CaSupp图像与MRI图像对鼻窦炎的诊断差异无统计学意义（Pgt;0.05）。CaSupp指数为40、50、60钙抑制组对鼻黏膜厚度的测量结果与MRI组具有相关性（Plt;0.001）；组内相关系数分析证实其组内相关系数系数分别为0.947、0.847及0.920。结论" 双层探测器光谱CT 钙抑制技术对鼻窦炎的定性诊断和定量分析具有较高价值，且CaSupp指数为40时钙抑制图像在定量分析上与 MRI 图像的相关性最高。基于光谱CT的钙抑制技术为鼻窦炎的临床诊断及评估提供一种简单、有效的新方法。

关键词：双层探测器光谱CT；钙抑制技术；钙抑制指数；组内相关系数；鼻窦炎

Evaluating nasosinusitis using calcium‑suppressed technique in dual‑layer detector computed tomography

JIANG Yujiao1， 2， CHEN Zhiye 1， 2

1School of Medical Imaging， Bengbu Medical University， Bengbu 233030， China; 2Department of Radiology， Hainan Hospital of PLA General Hospital， Sanya 572013， China

Abstract： Objective To explore the effectiveness and accuracy of calcium-suppressed （CaSupp） technique in the evaluation of nasosinusitis based on dual-layer detector computed tomography， which would provide a new tool for the clinical diagnosis of nasosinusitis. Methods Thirty cases of nasosinusitis were retrospectively analyzed， who visited Hainan Hospital of PLA General Hospital from March 2019 to September 2023 and were examined by spectral CT and MRI within one week. The included sinuses of 30 patients [maxillary sinus （left， right）， ethmoid sinus （left， right）， sphenoid sinus， frontal sinus] were 174 sinuses， and 6 sinuses were removed because of its incomplete images. According to the examination technique， these sinuses were classified into CaSupp group and MRI group （n=174）; CaSupp group was divided into CaSupp-I 40， CaSupp-I 50 and CaSupp-I 60 group based on CaSupp index， respectively. CaSupp images and MR images were performed with the qualitative and quantitative analysis. The qualitative diagnosis of the nasosinusitis was made based on CaSupp and MR images， and Chi-squared test was used for consistency test. Based on different calcium suppression images and MR images， the mucosa thickness of the paranasal sinus was measured in the same location of the same patient， and the Pearson method and intraclass correlation coefficient （ICC） were used for reliability evaluation. Results The CaSupp images presented 151 positive sinuses （sinuses with inflammation） and 23 negative sinuses （sinuses without inflammation）; MR images showed 155 positive sinuses and 19 negative sinuses. There was no significant difference between CaSupp images and MR images in the diagnosis of sinusitis （χ2=0.433， Pgt;0.05）. Correlation analysis presented that the CaSupp groups （CaSupp-I 40， 50 and 60） were significantly correlated with the MRI group in the measurement results of mucosal thickness （Plt;0.001）; The analysis of ICC confirmed that ICCs were 0.947， 0.847， and 0.920， respectively. Conclusion CaSupp technique based on the dual-layer detector computed tomography presented high value in the qualitative and quantitative diagnosis of nasosinusitis， and the CaSupp images had the highest correlation with MRI images in quantitative analysis when CaSupp-I was set as 40. CaSupp technique based on the spectral CT provided a new simple and effective tool for the clinical diagnosis and evaluation of nasosinusitis.

Keywords： dual-layer detector computed tomography; calcium-suppressed technique; calcium suppression index; intraclass correlation coefficient; nasosinusitis

鼻窦炎是耳鼻喉科常见疾病，依据病程不同可分为急、慢性两种，前者主要由上呼吸道感染所引起［1］ ，后者则多因急性鼻炎迁延不愈或鼻腔阻塞性疾病阻碍鼻窦通气引流而形成［2］ 。患病后多有不同程度鼻塞、流涕、头面部胀痛及嗅觉减退或丧失等表现，具有患病率高、反复发作及预后差等特点。鼻窦炎患者存在鼻窦腔黏膜肿胀、分泌物增多等症状［2， 3］ ，其常表现为黏膜增厚，临床上通常采用传统CT及磁共振进行评估，但是常规CT主要用来判断骨质情况，对于鼻窦腔黏膜情况的显示较磁共振成像欠佳，而磁共振存在检查时间长、禁忌较多及费用昂贵等缺点，在一定程度上限制了其应用。光谱CT与传统CT相比，不仅在获取常规CT图像的同时获取能谱信息，可供回顾性分析使用，还可以通过后处理提供虚拟单能量图像、有效原子序数、基物质图像及能谱曲线等多种光谱参数进行定量分析，比如肿瘤分化程度评估［4-7］ 、胃肠道疾病的诊断［8］ 、冠状动脉钙化积分评估［9］ 等，提供传统CT无法提供的非常有用的信息，提高了诊断的准确性［10， 11］ 。

钙抑制技术（CaSupp）是基于物质分离算法，对含钙质成分的组织密度进行部分或完全抑制［12-14］ ，使其生成一种接近无钙时的虚拟CT图像，从而达到去除高密度钙质的目的［15， 16］ 。目前此技术已经应用于新发锥体压缩性骨折诊断、颞下颌关节盘评估、骶髂关节炎诊断、膝关节骨性关节炎诊断以及转移性肺钙化鉴别等［13， 17-20］ ，但目前没有发现将光谱CT及CaSupp应用于鼻窦炎诊断方面的研究。本研究通过双层探测器光谱CT（DLCT）常规平扫，借助其特有的CaSupp技术将邻近鼻窦窦壁骨质内高密度的钙质成分去除，进而突出显示增厚的黏膜，以达到鼻窦炎诊断的目的，并与常规 MRI 比较，以确定诊断价值最大的钙抑制指数，为鼻窦炎的的精准诊断及评估提供更佳依据，从而有助于患者采取正确、合理的治疗。

1" 资料与方法

1.1" 一般资料

本研究回顾性收集2019年3月～2023年9月就诊于解放军总医院海南医院的鼻窦炎患者30例，其中男性25例，女性5例，年龄25～85（51.10±1.16）岁，30例患者6组鼻窦[上颌窦（左、右）、筛窦（左、右）、蝶窦、额窦]分为180个鼻窦，去除6个图像不全的鼻窦，共纳入174个鼻窦。根据患者所行检查技术，将受试者鼻窦分为CaSupp组及MRI组；通过对所有的能谱CT图像进行CaSupp-I分别为40、50、60的能谱钙抑制后处理，将CaSupp组分为CaSupp-I 40、CaSupp-I 50及CaSupp-I 60组。

纳入标准：患者以鼻塞、浓涕为主要症状，或伴头部胀痛、嗅觉改变、精神不振、发热等症状，临床综合检查均明确鼻窦炎诊断；所有患者入院后均在1周内同时完成MRI、光谱CT检查并获得光谱基图像数据；MR及CT图像扫描范围包括所有鼻窦；受试者完成CT及MRI检查期间无鼻窦炎治疗史。排除标准：临床资料欠缺完整性者；合并鼻息肉、鼻中隔损伤；鼻腔解剖结构严重异常；合并其他严重感染；合并恶性肿瘤。本研究获得中国人民解放军总医院海南医院医学伦理委员会批准（审批号：S2024-02-01），回顾性研究免除患者知情同意书。

1.2nbsp; CT图像采集

采用DLCT（IQon Spectral CT，Philips Healthcare）进行水平位扫描，以平行于眶耳线为基准线，扫描范围从额窦上到上颌骨的牙槽突位置。扫描参数如下：管电压120 kV，管电流200 mAs，准直器宽度64×0.625 mm，螺距0.359 mm，旋转时间0.5 s，视野250 mm×250 mm，重建层厚1 mm。

1.3" CaSupp图像处理

图像传输至飞利浦星云能谱工作站（Intelli Space Portal V12.1），进行离线CaSupp成像数据处理，选择重建层厚为1 mm的光谱基图像序列进入Spectral Viewer后处理程序，通过CaSupp算法进行处理，调整CaSupp-I为40、50、60，生成基于CT值的能谱CaSupp图像。

1.4" MRI扫描

采用3.0 T超导磁共振机（Philips Ingenia CX）。扫描序列及参数：横轴位T2WI序列参数：TR=4000 ms、TE=122 ms、NEX=1、视野23 cm×23 cm、矩阵384×384、层厚5 mm、层间距0.5 mm。

1.5" 图像分析

1.5.1" 视觉评估" "医师A、B采用对CaSupp图像及MRI图像进行定性诊断，如有分歧，经协商达成一致。观察上颌窦（左、右）、筛窦（左、右）、蝶窦、额窦，采取二分法，即无炎症的鼻窦记为0（阴性鼻窦），有炎症的鼻窦记为1（阳性鼻窦）。

1.5.2" 定量分析" "由1位具有2年工作年限的技师测量感兴趣区（ROI）。测量步骤如下：在经过感兴趣区层面时，使CaSupp-I为40、50、60的钙抑制图及MRI图像在同一层面，并调整合适窗宽窗位，测量鼻黏膜厚度（图1）；每个部位测量3次，取平均值为最终测量值。

1.6" 统计学分析

采用SPSS22.0统计软件处理数据，计数资料以n（%）表示，组间比较采用χ2检验；采用Pearson法及组内相关系数（ICC）法对CaSupp-I分别为40、50、60与MRI组对鼻黏膜厚度测量的相关性分析。以Plt;0.05为差异有统计学意义。

2" "结果

2.1" 鼻窦炎检出结果

鼻窦炎CT影像通常表现为窦腔黏膜增厚，鼻窦密度增高，呈软组织密度影；而MRI图像则呈明显高信号。CaSupp图像显示阳性鼻窦151个，阴性鼻窦23个；磁共振图像显示阳性鼻窦155个，阴性鼻窦19个，组间差异无统计学意义（Pgt;0.05，表1）。

2.2" 不同CaSupp指数图像与MRI图像对鼻黏膜厚度测量值的相关性

CaSupp-I为40、50、60的钙抑制组与MRI组间均有相关性（Plt;0.001）。ICC分析提示CaSupp-I为40、50、60钙抑制组与对照组的ICC系数分别为0.947、0.847及0.920。

3" 讨论

DLCT由上、下两层空间对等的探测器组成，与传统CT的混合能量成像相比，不仅可以达到“同源、同时、同向、同步”成像，还可以在相同时间和空间接收不同能级X线的衰减数据，同时还降低扫描时间、减少辐射剂量、明显改善软组织分辨率及提高图像质量［11， 21-22］ ，这些优势使得它在鼻窦炎评估中具有潜在的应用价值。

基于双层探测器采集的高、低能数据在时间和空间完全匹配的前提下，形成基数据包，同时含有常规CT图像信息及各种能谱信息，不但克服了基于球管的能谱CT成像系统无法进行回顾性能谱分析的局限性［23］ ，并可直接调用进行多种能谱参数解析［11， 23］ ，如本研究中的CaSupp技术。

能谱CaSupp成像作为一种新的成像技术，基于物质分离算法（含钙物质和水）虚拟去除周围骨性结构钙质成分对X线信号衰减的影响［20］ 。在图像生成时，系统将水线与钙线之间的角度分成76个相等分数，其中每个分角代表一个不同的钙抑制指数［24］ 。临床上可以根据目标组织含钙量来选择合适的钙抑制指数进行后处理（范围为25～100），含钙量少时选择较低的CaSupp-I，含钙量多时选择较高的CaSupp-I，可用于显示早期骨髓水肿以及骨转移等。对于CaSupp图像，关键点是CaSupp-I的选择。有研究表明使用CaSupp-I为70～100的CaSupp图像能够可视化和检测外伤性骨折椎体的骨髓水肿，且具有很高的诊断准确性［14］ 。在本研究中，我们比较了在不同CaSupp-I下重建的CaSupp图像，从临床角度来看，将CaSupp-I设置为40、50、60，与传统CT图像相比，CaSupp图像对鼻窦黏膜的视觉评估也很好。在CaSupp图像上，骨结构被抑制，显示低密度，而鼻腔内的炎性成分和鼻窦黏膜因缺乏钙而保持相对高密度，从而有助于提高鼻窦炎诊断的准确性。与CaSupp图像相比，传统CT图像显示邻近窦壁骨质结构密度较大，影响对鼻窦炎征象的观察。基于CaSupp技术的原理，利用 CaSupp图识别鼻窦炎具备了理论上的可行性，本研究为评估其对鼻窦炎的诊断能力，设计了视觉评估及定量分析两部分。

视觉评估研究结果表明CaSupp图像与MRI图像对鼻窦炎的诊断无统计学意义，由此说明CaSupp技术可以用来临床定性诊断鼻窦炎。而鼻窦炎分型较多，常见鼻窦炎CT主要表现为鼻窦黏膜增厚，呈稍低或软组织样密度影，邻近窦壁骨质呈高密度影可能会影响对黏膜增厚的评估，经CaSupp算法处理后的图像，去除了邻近骨质密度，与常规CT对比，凸显了鼻腔内炎性成分及鼻黏膜的组织对比度，为临床上诊断鼻窦炎提供了合理依据。然而，本研究中存在视觉评价不一致情况，主要原因如下：部分鼻窦炎程度较轻、范围较小，如未调整恰当的窗宽窗位则容易误诊、漏诊；CaSupp图像的软组织对比度低于MR图像，这可能影响对鼻窦炎程度较轻的患者图像的观察；CaSupp图上扫描范围内的鼻腔周围含气颅骨密度普遍偏高，与去钙程度欠彻底有一定关系；CT及MRI扫描间隔时间为1周内，并非同时扫描，对结果的测量有一定影响。在未来研究中，可以尝试采用图像增强技术进一步评估，以及同时进行CT及MRI检查以减小时间间隔所致偏倚。

CaSupp-I过小或过大时，颅骨骨密度均会过低或接近常规CT，则不易诊断，应尽量选取达到最佳视觉效果的CaSupp-I进行诊断。因此考虑到选取不同的CaSupp-I的CaSupp图像对鼻窦炎患者诊断一定有差异，故在定量分析中对CaSupp-I 40、50、60组与对照组（MRI组）进行鼻黏膜厚度测量。本研究发现使用CaSupp图像对鼻黏膜厚度的测量结果与磁共振图像具有显著相关性的，进一步的组内相关系数分析证实，CaSupp-I为40、50、60钙抑制组与MRI组间ICC值均大于0.8，根据评价标准可认为都存在显著相关关系，其中CaSupp-I为40时，ICC值最高为0.947（Plt;0.001），提示CaSupp-I为40时CaSupp图像在定量分析上与磁共振图像的相关性最高，即本研究中的最佳钙抑制指数是40。

因此，能谱CT检查在临床的鼻窦炎病变患者的诊断中，不仅可以明确患者病变范围及观察周围骨质变化，并可利用CaSupp技术来提高软组织分辨率，进而进行诊断及评估，尤其是在不能进行MRI检查时，CaSupp技术是一个较好的替代方法，为选择正确的治疗方法提供了有利的依据。

本研究的局限性如下：本研究为回顾性研究，患者的MRI和CT检查不全在同一天完成，鼻窦炎较轻患者可能对研究结果造成一定影响；样本量偏小，需要更大的样本量进一步证实；定量评价时仅仅固定了3组CaSupp-I，未能对尽量多的CaSupp-I进行定量分析并对比，以探究较为精确的钙抑制指数。

综上所述，DLCT钙抑制技术无论是定性评价还是定量分析均能可靠地识别鼻窦炎并测量鼻黏膜厚度。本研究中的最佳钙抑制指数是40，在诊断效能上虽然不能完全替代 MRI，但为临床提供了一种新的方法。

参考文献：

［1］" "杨小健， 唐力行， 王蓬鹏， 等. 儿童急性鼻窦炎眶颅并发症的诊断与治疗［J］. 中华耳鼻咽喉头颈外科杂志， 2023， 58（2）： 133-8.

［2］" "沈" 佼. 288例鼻炎患者入院前用药调查分析［J］. 中国药业， 2015， 24（6）： 67-8.

［3］" "曾宪春， 刘" 莉， 韩" 丹， 等. 80kVp扫描联合基于原始数据的迭代重建技术在儿童副鼻窦CT检查中的应用［J］. 中国医学影像技术， 2015， 31（9）： 1406-9.

［4］" "朱永寅， 姚晶晶， 雨托成， 等. 能谱CT成像定量分析在评估肺癌病理类型和分化程度中的应用价值［J］. 临床肺科杂志， 2022， 27（7）： 1092-6.

［5］" "陈琼珠， 李" 娴， 沈一濂， 等. 胃癌能谱CT成像的技术优化及诊断价值［J］. 科技视界， 2022（21）： 74-6.

［6］" "Odisio EG， Truong MT， Duran， et al. Role of dual-energy computed tomography in thoracic oncology［J］. Radiol Clin North Am， 2018， 56（4）： 535-48.

［7］" "梁欢欢， 田" 冰， 乔" 英. 双层探测器光谱CT对宫颈癌分期的临床应用价值［J］. 临床放射学杂志， 2024， 43（1）： 100-4.

［8］" "谢淋旭， 曾涵江， 李峥艳， 等. 光谱CT在胃肠道疾病诊断中的应用现状［J］. 中国普外基础与临床杂志， 2023， 30（11）： 1313-8.

［9］" "杨盼盼， 陆" 璐， 盛" 茂， 等. 双层探测器光谱CT虚拟平扫评估冠状动脉钙化积分的可行性［J］. 安徽医科大学学报， 2023， 58（4）： 692-7.

［10］" 王" 欣， 陈刘成， 沈龙山， 等. CT能谱成像基本原理及其临床应用进展［J］. 中国中西医结合影像学杂志， 2021， 19（2）： 197-200.

［11］ Goo HW， Goo JM. Dual‑energy CT： new horizon in medical imaging［J］. Korean J Radiol， 2017， 18（4）： 555-69.

［12］" 郑" 岩. 双层探测器光谱CT钙抑制技术在急慢性胸腰椎压缩骨折中的诊断价值［D］. 太原： 山西医科大学， 2021.

［13］" Wu HJ， Zhang GF， Shi L， et al. Axial spondyloarthritis： dual-energy virtual noncalcium CT in the detection of bone marrow edema in the sacroiliac joints［J］. Radiology， 2019， 290（1）： 157-64.

［14］" Neuhaus V， Lennartz S， Abdullayev N， et al. Bone marrow edema in traumatic vertebral compression fractures： diagnostic accuracy of dual-layer detector CT using calcium suppressed images［J］. Eur J Radiol， 2018， 105： 216-20.

［15］ Guercio Monaco E， de Stefano AA， Hernandez-Andara A， et al. Correlation between condylar size on CT and position of the articular disc on MRI of the temporomandibular joint［J］. Cranio， 2022， 40（1）： 64-71.

［16］" Abdullayev N， Große Hokamp N， Lennartz S， et al. Improvements of diagnostic accuracy and visualization of vertebral metastasis using multi-level virtual non‑calcium reconstructions from dual-layer spectral detector computed tomography［J］. Eur Radiol， 2019， 29（11）： 5941-9.

［17］ Meng QL， Liu MQ， Deng WW， et al. Calcium-suppressed technique in dual-layer detector computed tomography to evaluate knee articular cartilage［J］. Curr Med Imaging， 2021， 17（3）： 433-8.

［18］" 张晓欢， 樊文萍， 刘梦琦， 等. 基于光谱CT的钙抑制技术评估颞下颌关节紊乱病患者关节盘位置［J］. 中华口腔医学杂志， 2020， 55（2）： 93-7.

［19］" Zhang XH， Liu MQ， Wang YY， et al. Evaluating the temporomandibular joint disc using calcium-suppressed technique in dual-layer detector computed tomography［J］. J Int Med Res， 2020， 48（3）： 300060519891332.

［20］" Fehrmann A， Garcia Borrega J， Holz J， et al. Metastatic pulmonary calcification： first report of pulmonary calcium suppression using dual-energy CT［J］. Radiol Case Rep， 2020， 15（7）： 900-3.

［21］" 中华放射学杂志双层探测器光谱CT临床应用协作组. 双层探测器光谱CT临床应用中国专家共识（第1版）［J］. 中华放射学杂志， 2020， 54（7）： 635-43.

［22］Forghani R， De Man B， Gupta R. Dual‑energy computed tomography： physical principles， approaches to scanning， usage， and implementation： part 2［J］. Neuroimaging Clin N Am， 2017， 27（3）： 385-400.

［23］ Rassouli N， Etesami M， Dhanantwari A， et al. Detector-based spectral CT with a novel dual‑layer technology： principles and applications［J］. Insights Imaging， 2017， 8（6）： 589-98.

［24］" 陈志晔， 胡" 敏， 王燕一. 能谱CT钙抑制成像技术在颞下颌关节紊乱病评估中的应用［J］. 中华口腔医学杂志， 2022， 57（7）： 775-9.

（编辑：林" 萍）