低劑量延遲期掃描在泌尿系統疾病MSCTU中的臨床應用

朱玉春，邢　偉，王建良，沈紀芳

（1.江蘇大學附屬昆山醫院放射科，江蘇 昆山　215300；2.常州市第一人民醫院放射科，江蘇 常州　213003）

低劑量延遲期掃描在泌尿系統疾病MSCTU中的臨床應用

朱玉春1，邢偉2，王建良1，沈紀芳1

（1.江蘇大學附屬昆山醫院放射科，江蘇 昆山215300；2.常州市第一人民醫院放射科，江蘇 常州213003）

目的：探討MSCT尿路成像（MSCTU）中延遲期低劑量掃描方案（100 kV+CARE Dose 4D）對泌尿系統疾病的診斷價值，并探討三種不同后處理重組技術（MPR/CPR、MIP、VR）圖像對泌尿系統疾病診斷的敏感性。方法：34例MSCTU患者延遲期采用低劑量掃描方案，所有患者延遲期1mm薄層數據進行CTU圖像重組，并與臨床、病理診斷進行對照研究。結果：34例中全尿路MSCTU圖像的定位診斷準確率為97.1%（33/34），定性診斷準確率為91.2%（31/34）。三組不同圖像組合對泌尿系統疾病的定位診斷準確性均高于定性診斷的準確性。其定位、定性診斷敏感性，從高到低依次為：全尿路MSCTU圖像＞含延遲期CT軸位＞常規CT軸位，其中全尿路MSCTU圖像與常規CT軸位的診斷差異有顯著統計學意義（P＜0.012 5），其余組合均無統計學意義（P＞0.012 5）。CT尿路造影后處理重組三種技術對泌尿系統疾病的定位、定性診斷準確率從高到低依次為MPR/CPR＞MIP＞VR圖像，定位診斷準確率高于定性診斷準確率。其中MPR/CPR技術與MIP、VR技術對照，差異均有統計學意義（P=0.000），而MIP技術與VR技術比較，兩組差異均無統計學意義（P＞0.012 5）。結論：MSCTU技術延遲期采用100 kV結合CARE Dose 4D技術方案，不僅能夠明顯減少單期輻射劑量，而且能提高泌尿系統疾病的定位、定性診斷的準確性，值得臨床推廣應用。

泌尿系疾病；體層攝影術，螺旋計算機

多層螺旋CT尿路造影（MSCTU）是近年來泌尿系影像診斷領域中的一項新技術，它是利用螺旋CT進行薄層快速的容積掃描，進行多期相增強掃描，結合后處理重組技術一次性獲得腎盂腎盞、輸尿管和膀胱在內的整個泌尿系統信息，為診斷泌尿系疾病提供準確可靠的影像學依據，MSCTU對于泌尿系統疾病的定位、定性診斷價值較大，不僅能夠準確顯示梗阻部位，還能直觀的顯示結石、狹窄、先天性發育畸形、腫瘤等常見的梗阻原因［1-3］，由于多期掃描，其輻射劑量較大，如何在保證圖像質量滿足診斷要求的情況下，盡可能降低輻射劑量，已成為當前影像界探討的熱點問題［4-5］。本研究在MSCTU延遲期采用低管電壓（100 kV）結合CARE Dose 4D技術掃描，著重探討其單期輻射劑量，并結合MSCTU后處理重組技術對泌尿系統疾病進行診斷，對照臨床病理結果，探討低劑量延遲期掃描的應用價值，為MSCTU低劑量掃描提供新的嘗試。

1　資料與方法

1.1一般資料

收集我院2013年7月—2014年2月臨床申請而接受64層螺旋CT尿路成像的34例連續性病例，其中男21例，女13例，年齡22～67歲，中位年齡48.5歲。8例為體檢發現泌尿系統疾病，臨床無癥狀，6例患者為首次發病，余20例患者病程1周～6年。臨床癥狀包括：間隙性腰痛、腰酸21例，無痛性肉眼或鏡下血尿13例，不同程度的尿頻、尿急14例，合并尿痛6例，既往有泌尿系統結石病史7例，伴發間斷發熱6例，腹痛、嘔吐12例。

1.2檢查方法和后處理技術

采用Siemens SOMATOM Sensation 64層螺旋CT機，檢查前常規禁食4 h以上，掃描前半小時內口服750mL清水，中度憋尿，仰臥于檢查床上，自頭向足方向于屏氣狀態下掃描，掃描范圍從腎臟上極至膀胱下緣。先行平掃，然后以3.5mL/s速率經肘靜脈團注非離子型造影劑歐乃派克（350mgI/mL）80mL，其后以同樣的速度跟注生理鹽水40mL。所有患者包括4期掃描圖像：平掃期、皮質期、髓質期和延遲期圖像。平掃期、皮質期、髓質期掃描參數均為：120 kV，240mAs，層厚5mm，準直64×0.6mm，球管旋轉1.0 s，螺距1.0，不使用CARE Dose 4D技術，延遲期采用低劑量掃描方案：即100 kV聯合CARE Dose 4D技術，參照球管管電流為175mAs，其余掃描參數同上。延遲期掃描時間根據患者不同個體排泄情況而定，常規為注射造影后5min采集，如果泌尿系統顯影差，根據腎臟排泄功能適當延遲掃描時間，最長延遲掃描時間2 h，所有患者在無禁忌癥的前提下，靜脈推注速尿5mg以加速排泄過程。將延遲期圖像進行層厚l.0mm，間隔0.75mm薄層重建，卷積核B30f，薄層數據傳輸至后處理工作站（Syno 2008S），利用多平面重組法 （MPR）、曲面重組法（CPR）、最大密度投影法（MIP）和容積成像法（VR）進行MSCTU成像。

1.3單期輻射劑量的測定

收集CT機器自動記錄的每個病例髓質期和延遲期輻射劑量進行對照，包括容積CT劑量指數（Volume computed tomography dose index，CTDI-vol），劑量長度乘積（Dose length product，DLP），并將 DLP依據國際放射防護委員會（International commission on radiological protection，ICRP）第103號出版物中成人腹部DLP轉換為有效劑量的轉換因子（k值為0.015mSv/（mGy·cm））計算出有效劑量（Effective dose，ED），ED=k×DLP［6］。

1.4圖像觀察和分析

圖像觀察由2位高年資影像診斷醫師在未知臨床病史和診斷結果的情況下雙盲觀察，仔細觀察各期橫斷位圖像，結合CTU后處理重組圖像，觀察病變范圍、形態以及與鄰近組織關系，作出診斷，意見分歧時，請第三者主任醫師參與討論達成一致，并與臨床結果對照。

1.5統計學分析

采用SPSS 18.0統計軟件進行數據處理，計量資料數據（DLP、ED、CTDIvol）以均數±標準差（x±s）表示，兩者比較采用獨立樣本Student's-t檢驗分析（經Levene方差齊性檢驗，若方差齊性用t檢驗，若方差不齊用t'檢驗），計數資料以率或百分數表示，比較采用Pearson卡方檢驗，若1≤理論頻數≤5時，用連續性卡方校正值，采用雙側檢驗，以P＜0.05認為差異有顯著統計學意義，多個樣本率之間的多重比較，采用χ2分割法，重新規定檢驗水準，以P＜0.012 5為差異有顯著統計學意義。

2　結果

MSCTU髓質期常規劑量 （120 kV+固定毫安技術）和延遲期低劑量（100 kV+CARE Dose 4D技術）掃描的輻射劑量比較：34例中，髓質期單期圖像輻射劑量 CTDIvol為（18.38±0.00）mGy、DLP為（815.85±56.80）mGy·cm，ED為 （12.24±0.85）mSv，有效毫安為（240±0.00）mAs，延遲期單期圖像輻射劑量CTDIvol為（4.72±0.64）mGy、DLP為（208.56± 36.26）mGy·cm，ED為（3.13±0.54）mSv，有效毫安為（105.41±14.01）mAs，范圍74～129mAs，兩組單期圖像輻射劑量比較，CTDIvol（t=124.433），DLP（t= 52.547），ED（t=52.538），有效毫安（t=56.003）差異均有顯著統計學意義（P均=0.000）。在低劑量延遲期掃描條件下，單期有效輻射劑量ED較髓質期減少了74.43%，CTDIvol較髓質期減少了74.32%。

3種不同圖像組合對泌尿系統病變定位、定性的診斷對照：使用以下3種不同的圖像組合進行對照分析，常規CT軸位（含3期圖像，即平掃期、皮質期、髓質期軸位圖像），含延遲期CT軸位（含4期圖像，即平掃期、皮質期、髓質期、延遲期軸位圖像），全尿路MSCTU圖像（含CTU后處理圖像，即含延遲期CT軸位+CTU后處理圖像）。34例中累計發現14種泌尿系統疾病，全尿路MSCTU圖像的定位診斷準確率為97.1%（33/34），定性診斷準確率為91.2% （31/34），常規 CT軸位的定位診斷率最低，為73.5%，漏診了9例患者，而結合延遲期CT軸位圖像，其定位診斷準確率明顯提高，增加了7例患者，達到了94.1%，在CT延遲期，多檢出了1例腎盂旁囊腫，1例輸尿管癌，2例輸尿管息肉，2例腎盂輸尿管重復畸形，1例泌尿系炎癥，而全尿路MSCTU圖像較含延遲期CT軸位多檢出了1例不全性腎盂輸尿管重復畸形（圖1）。在定性診斷中，含延遲期CT軸位檢出了常規CT軸位不能定性的2例腎盂旁囊腫，1例輸尿管癌，1例輸尿管息肉，2例腎盂輸尿管重復畸形，1例腎盂癌，而全尿路MSCTU圖像的定性診斷率更高，較含延遲期CT軸位多檢出了1例輸尿管息肉，1例腎盂輸尿管重復畸形，1例泌尿系統炎癥，其診斷準確率為91.2%，僅僅誤診了3例（1例乏脂肪的腎血管平滑肌脂肪瘤誤診為腎癌，1例囊性腎癌誤診為復雜性囊腫合并感染，1例輸尿管炎癥誤診為輸尿管癌）。具體3種不同圖像組合對泌尿系統疾病的定位、定性診斷準確性對照見表1。3種不同圖像組合對泌尿系統疾病的定位、定性診斷敏感性從高到低依次為：全尿路MSCTU圖像＞含延遲期CT軸位＞常規CT軸位，定位診斷準確性均高于定性診斷。其中全尿路MSCTU圖像與常規CT軸位的診斷差異有顯著統計學意義（P＜0.012 5），其余組合均無統計學意義（P＞0.012 5），具體3種不同圖像組合對泌尿系統疾病定位、定性診斷敏感性統計學對照見表2。

圖1左側雙腎盂、雙輸尿管重復畸形：平掃（圖1a）、皮質期（圖1b）、髓質期（圖1c）均漏診，低劑量延遲期CPR重組（圖1d）顯示左側雙腎盂、雙輸尿管重復畸形。

Figure 1.Double renal pelvis and ureter repetitive malformation of the left side：plain scan（Figure 1a），stage of cortex（Figure 1b）and medulla（Figure 1c）all miss the malformation.Figure 1d：Low dose delay scan combinated with CPR can show the lesions clearly.

表1　低劑量組不同圖像組合對泌尿系統疾病的定位、定性診斷準確性對照表（例）

CTU后處理CPR、MIP、VR技術成像對泌尿系統疾病的定位、定性診斷對照：34例患者的延遲期薄層1mm圖像均成功進行后處理重組成像，包括MPR/CPR、MIP、VR圖像（圖2）。3種后處理重組技術對泌尿系統疾病的定位、定性診斷準確率從高到低依次為MPR/CPR＞MIP＞VR，定位診斷準確率高于定性診斷準確率。MPR/CPR的定位診斷準確率最高為97.1%，定性診斷準確率最高為91.2%，具體CTU3種不同后處理重組技術成像對泌尿系統疾病定位、定性診斷對照見表3。其中MPR/CPR技術與MIP、VR技術對照，兩者差異均有統計學意義 （P= 0.000），而MIP技術與VR技術比較，兩組差異均無統計學意義（P＞0.012 5），具體CTU 3種不同后處理重組技術成像對泌尿系統疾病定位、定性診斷敏感性統計學對照見表4。

圖2低劑量延遲期CTU 3種不同重組技術，分別為右側輸尿管曲面重組CPR（圖2a），左側輸尿管曲面重組CPR（圖2b），最大密度投影MIP（圖2c）和容積再現技術VR（圖2d）。

Figure 2.Three different post-processing recombinant technologies of low dose delay scan：cured planar reformation of the right ureter （Figure 2a），cured planar reformation of the left ureter（Figure 2b），maximum intensity recontruction（Figure 2c），and volume rendering（Figure 2d）.

表2　低劑量組不同圖像組合對泌尿系統疾病定位、定性診斷敏感性對照表

通過3種不同方法的對照研究顯示，作為CTU后處理重組技術中的二維MPR/CPR技術能夠清晰反映病變的位置，并能準確定性，區分病變的良惡性，而三維重組技術MIP和VR，由于影像的重疊，定位、定性診斷準確率較低，但是對于泌尿系統結石、腎盂輸尿管重復畸形的顯示更加立體和直觀（圖3）。

表3　低劑量組CTU重組技術對泌尿系統疾病的定位、定性診斷準確性對照表（例）

表4　低劑量組CTU重組技術對泌尿系統疾病的定位、定性診斷敏感性對照表

圖3左側輸尿管下段癌：低劑量延遲期MPR（圖3a）顯示左側輸尿管下段強化的腫塊，左側腎盂擴張積水。VR（圖3b）顯示左側腎盂、輸尿管未見顯影，右側腎盂、輸尿管顯影正常。

Figure 3.Carcinoma of the left lower ureter：low dose delay scan combined with MPR（Figure 3a）can show the enhanced mass in the lower ureter，and expansion of the left renal pelvis.Volume rendering image（Figure 3b）shows no enhanced left renal pelvis and ureter，but the right renal pelvis and ureter are showed normally.

3　討論

3.1MSCTU單期掃描輻射劑量問題

CT尿路造影中最大的缺點就是多期掃描帶來的高輻射劑量，低劑量研究應該遵循“合理使用低劑量”原則，在保證圖像質量滿足診斷要求的前提下，盡可能減少患者的輻射劑量［7］。本研究中，我們嘗試在延遲期采用低管電壓100 kV結合CARE Dose 4D技術的低劑量掃描方案，在降低管電壓的同時，通過自動毫安調節技術降低了掃描時的有效管電流，進而有效降低患者的輻射劑量，通過對照髓質期的常規劑量掃描（120 kV、固定管電流）方案，結果顯示在低劑量延遲期掃描條件下，單期有效輻射劑量ED僅僅為（3.13±0.54）mSv，較髓質期減少了74.43%，CTDIvol為 （4.72±0.64）mGy較髓質期減少了74.32%，達到了歐洲泌尿放射協會（European Society of Urogenital Radiology，ESUR）所推薦的可接受輻射劑量（在平均體質量為60～80 kg的標準體型患者中，單期掃描劑量5～6mGy）［2］。CARE Dose 4D技術會自動根據患者身材和掃描范圍內射線的衰竭變化自動調整有效mAs，既可以提高射線的利用效率從而降低輻射劑量，又能保證圖像質量，目前，該技術在胸部已經得到廣泛應用，但是在腹部低劑量的技術還處于一個摸索的階段，Hundt等［8］研究結果顯示，在其他掃描條件相同的情況下，使用CARE Dose 4D掃描技術與不使用該技術相比，在胸部掃描輻射劑量可減少30.5%，腹部掃描輻射劑量可減少29.7%。本研究在泌尿系統造影延遲期開啟CARE Dose 4D功能，預設的參考值為175mAs時，100 kV掃描條件下的有效mAs幅度范圍為74～129mAs，均明顯低于預設的參考mAs值，在一定程度上減少了輻射劑量。

3.2全尿路MSCTU圖像對泌尿系統疾病的診斷價值

MSCTU技術是利用泌尿系統的血液循環和腎臟排泄功能的原理，靜脈注射含碘的造影劑，采用動態增強多期掃描方式，獲得腎臟的皮質期、髓質期和延遲期圖像，利用延遲期的泌尿系統充盈特點進行后處理重組，獲得泌尿系統全程的影像，可以準確顯示泌尿系統的解剖結構，清楚顯示泌尿系統的病灶，提供詳細的解剖細節，可以作為“一站式”檢查方法解決泌尿系統疾病的臨床難題［1，4］。按照正常的生理排泄過程，在靜脈注射造影劑后，30～40 s腎臟皮質強化為主，60～70 s腎臟髓質強化為主，此時，僅僅是腎臟強化的過程，而尿路未顯影，對于輸尿管疾病的診斷準確性和敏感性較低，約2～3min后含碘劑的造影劑進入集合系統開始排泄過程，對于正常人群5～10min腎臟的集合系統和輸尿管顯影效果較好，但是對于患有泌尿系統疾病的患者，其排泄功能可能受到一定程度的影響，我們在實際操作過程中，應該根據不同患者的情況，結合平掃、皮質期、髓質期的圖像和診斷，采用個性化的延遲時間，爭取泌尿系統能夠全程顯示，充盈度良好的輸尿管圖像，既有利于后處理圖像的重組，也有利于疾病的顯示，因此，國內外較多學者認為，在泌尿系統疾病的診斷中，建議進行延遲期掃描［2］。

本組研究結果顯示，3種不同圖像組合對泌尿系統疾病的診斷準確率從高到低依次為：全尿路MSCTU圖像＞含延遲期CT軸位＞常規CT軸位。全尿路MSCTU圖像的診斷準確率最高，檢驗效能最佳，其診斷價值明顯高于常規CT軸位掃描，可以較好的顯示泌尿系統全程，檢查出常規CT軸位漏診的病變，主要表現在泌尿系統的先天性發育異常和腎盂、輸尿管腔內的密度較低或體積較小的病變，如輸尿管癌和輸尿管息肉，同時還能通過泌尿系統管腔內的顯影判斷疾病的位置和性質，如腎盂積水和腎盂旁囊腫的鑒別，輸尿管損傷及內漏的判斷，有利于檢出早期病變，并幫助定位、定性［9-10］。但是對于繼發腎臟功能損害的患者，泌尿系統顯影較差，多次的重復延遲掃描又增加了病人的輻射劑量，特別不適用于對輻射非常敏感的人群，如兒童或年輕女性患者。因此，我們在泌尿系統的延遲期尿路造影時采用低管電壓100 kV結合CARE Dose 4D技術的低劑量掃描方案，有效降低了單期輻射劑量，同時靜脈推注速尿5mg以加速排泄過程，爭取做到腎盂、輸尿管一次全程顯示，但是對于部分中-重度腎功能損傷的患者，特別是梗阻嚴重的患者，上述方案仍然無明顯效果，其臨床應用受到限制［8-10］。

3.3MSCTU三維后處理重組技術的應用價值

MSCTU后處理重組技術主要包括MPR、CPR、MIP和VR。由于64層螺旋CT容積掃描實現了各向同性，其空間分辨率和密度分辨率有了明顯提高，MPR冠矢狀面重組能夠多方位顯示腎臟、輸尿管、膀胱的位置，在MPR的基礎上沿輸尿管走行方向進行CPR重組圖像，沿輸尿管走行方向拉直，獲得從腎盂至輸尿管、膀胱的連續性圖像。通過任意平面的旋轉，多角度、多平面觀察整個泌尿系統的走向、梗阻部位和病變形態，其密度分辨率較高，即使造影劑不能完全充盈，仍然可以提供豐富的信息用于診斷，該技術是輸尿管疾病定位、定性診斷的主要方法之一［10-11］，MIP和VR屬于三維重組圖像，較CPR更加立體和直觀，MIP圖像是將一定厚度的體層容積組織或物體中最大強度的像素投影到相應平面上，可以根據需要調整厚度，其灰階值可反映實際組織的CT值，圖像類似于傳統的IVP，對于腎臟集合系統的圖像分辨率較高，可實現多角度、立體觀察病變與周圍結構的關系，較寬的窗寬、窗位（300/800HU）更適合顯示結石、鈣化等病變。VR技術的立體感最強，圖像更加直觀逼真，可形成彩色圖像，其原理是通過容積數據進行所有像素的總和投影，可以更加立體顯示整個尿路的形態，更容易顯示病變與周圍組織的結構和位置關系，3種技術各有優缺點，需靈活運用［4，12］。本組研究通過對CTU 3種后處理重組技術對照結果顯示，CPR對泌尿系統疾病診斷的定位、定性診斷準確率及其診斷的敏感性明顯高于MIP和VR，差異有顯著統計學意義，但是MIP和VR作為三維重組技術，其立體感更強，更有利于泌尿系統先天異常和結石的診斷，而對腎臟和輸尿管的實質性病變診斷準確率相對較低。因此，在泌尿系統CTU中，根據不同患者的泌尿系統顯影情況和不同的疾病診斷，以橫斷位為基礎，結合不同的重組技術，采取最優化、最準確、最快捷、最直觀的方法，對于顯影程度較差的患者，首選CPR技術，對于顯影度較好的患者，若臨床懷疑泌尿系統先天性發育異常，首選VR和MIP，而對于結石、腫瘤等疾病需密切結合橫斷位、CPR和VR技術，以便能夠更加準確的進行診斷和分期［10-12］。

本研究存在的不足：①受限于樣本量，收集的泌尿系統疾病的病種不夠全面，可能在一定程度上不能完全反映MSCTU的診斷價值。②由于同期進行B超、IVP、MRU的病例數較少，未能進行相關對照比較，需加大樣本進行相關研究。

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The clinical application of low dose delay scan in MSCTU for urologic disease

ZHU Yu-chun1，XING Wei2，WANG Jian-liang1，SHEN Ji-fang1
（1.Department of Radiology，Kunshan Hospital Affiliated to Jiangsu University，Kunshan Jiangsu 215300，China；2.Department of Radiology，the First People's Hospital of Changzhou，Changzhou Jiangsu 213003，China）

Objective：To discuss the diagnostic value of low dose delay scan（tube voltage 100 kV+CARE Dosed 4D）in multi-slice helical computed tomography urography（MSCTU），and discuss the diagnostic sensitivity of three different post-processing recombinant technologies（MPR/CPR，MIP，VR）in urologic disease.Methods：34 cases of patients undertook low dose scan protocol in delay phase（100 kV+CARE Dosed 4D）.The 1mm-thick CT data in the delay phase were restructed by postprocessing technology and compared with clinical and pathological diagnosis.Results：In 34 cases of patients，the accuracy of localization and qualitative diagnosis of MSCTU image was 97.1%（33/34）and 91.2%（31/34），respectively.The localization and qualitative diagnostic sensitivity in three different image combinations from high to low was as follows：MSCTU image＞CT axial combined with delay image＞routine CT axial，and the diagnostic accuracy of localization was higher than the qualitative diagnosis.There was statistically significant difference（P＜0.012 5）between MSCTU image and routine CT axial，but not for the rest of the combinations（P＞0.012 5）.Meanwhile，the localization and qualitative diagnostic sensitivity in three different image postprocessing technologies from high to low was as follows：MPR/CPR＞MIP＞VR.There were statistical significant differences（P= 0.000）between MPR/CPR and MIP or VR technology，while not between MIP and VR（P＞0.012 5）.Conclusion：MSCTU using 100 kV with CARE Dosed 4D technology in excretory phase can not only reduce radiation dose in single phase，but also have higher diagnostic accuracy in localization and qualitative diagnosis.The low dose scan protocol is worth to be widely applied in the clinic of urologic disease.

Urologic diseases；Tomography，spiral computed

R691；R814.42

A

1008-1062（2015）02-0105-06

2014-03-14；

2014-05-30

朱玉春（1980-），男，江蘇鹽城人，主治醫師。

邢偉，常州市第一人民醫院放射科，213003。

國家自然科學基金（項目編號：81371513）；江蘇大學2012年度醫學臨床科技發展基金項目（項目編號：JLY20120061）；昆山市2014年社會發展科技計劃（KS1422）；昆山市第一人民醫院首批“131人才工程”培養專項基金（昆人醫2013-16）。