雙層光譜探測器CT虛擬平掃在肝細(xì)胞癌檢查中的應(yīng)用

李代欣，付志浩，杜超，許傳軍，田玉亭

南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬南京醫(yī)院(南京市第二醫(yī)院)，南京 210003

肝細(xì)胞癌(HCC)是常見的惡性腫瘤之一，腹部CT增強掃描是HCC診斷和分期常用的檢查手段之一[1]。相對于常規(guī)CT，雙層光譜探測器CT一次掃描可同時獲得常規(guī)圖像和多種類型虛擬圖像，如虛擬平掃(VNC)、虛擬單能量圖像、有效原子序數(shù)圖等，VNC圖像是從增強圖像中移除碘對組織CT值的貢獻(xiàn)所獲得的虛擬圖像[2]。目前，基于雙層光譜探測器CT有關(guān)研究結(jié)果顯示，腹部VNC圖像能還原各實質(zhì)臟器的CT值，與常規(guī)平掃(TNC)圖像相比一致性較高，且能有效減少輻射劑量[3～6]，但關(guān)于腹部臟器常見病變VNC的研究匱乏。本研究擬通過基于雙層光譜探測器CT的VNC技術(shù)，對HCC病灶VNC圖像的各項參數(shù)和圖像質(zhì)量進行評估，探討VNC技術(shù)在HCC診斷中能否代替常規(guī)平掃。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 回顧性分析2019年6月—11月我院符合以下標(biāo)準(zhǔn)的HCC患者50例，男35例、女15例，年齡32～80(60.2±9.6)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①行雙層光譜探測器CT掃描，至少包含上腹部平掃、動脈期、門靜脈期三期圖像；②單發(fā)HCC病灶；③圖像質(zhì)量好，不影響病灶顯示和感興趣區(qū)(ROI)的選取。排除標(biāo)準(zhǔn)：①多發(fā)、彌漫性HCC或HCC伴肝內(nèi)轉(zhuǎn)移；②有脾臟切除史；③圖像質(zhì)量差，影響ROI選取。選擇連續(xù)的患者納入研究以上HCC病例經(jīng)病理確診或具有典型的臨床及影像特征。

1.2 影像學(xué)檢查方法 使用飛利浦雙層光譜探測器CT(Philips Healthcare IQon spectral CT)進行掃描，掃描參數(shù)：管電壓120 kVp，自動管電流(68～180 mAs)，螺距1.234，探測器寬度64×0.625 mm，X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/周。經(jīng)肘部靜脈以2.5～3.0 mL/s的注射流率注射非離子型對比劑碘佛醇(320 mgI/mL)，劑量為1.5 mL/kg。使用經(jīng)驗法進行增強掃描，注射對比劑前行常規(guī)平掃，分別于注射對比劑后25、60 s行動脈期和門靜脈期掃描。掃描完成后重建獲得常規(guī)圖像及光譜圖像，重建層厚和間隔為1 mm。

1.3 圖像分析 將圖像傳入Philips SpDS工作站(Spectral Diagnostic Suite 6.5，Philips Healthcare)進行處理，光譜圖像數(shù)據(jù)在后處理工作站中獲得動脈期VNC圖像(a-VNC)和門靜脈期VNC圖像(p-VNC)。選取同一患者TNC、動脈期VNC圖像(a-VNC)和門靜脈期VNC圖像(p-VNC)，同一層面中病灶ROI，測量CT值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，計算TNC與a-VNC、p-VNC圖像CT值差值(絕對值)，并以SD值作為圖像的背景噪聲值，計算信噪比(SNR)，SNR=CT值/SD值。ROI的選擇盡量包括整個病灶，在TNC和VNC圖像上采用復(fù)制的方式以保證所選ROI大小不變。

1.4 主觀評價 2名分別具有3年和6年影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)師采用盲法，根據(jù)病灶的顯示情況采用3分法分別對TNC、a-VNC和p-VNC圖像進行評價[7]。評分標(biāo)準(zhǔn)：3分為病灶顯示好，不易導(dǎo)致漏診；2分為病灶顯示一般，需要仔細(xì)尋找；1分為病灶顯示不清，容易漏診。評價有分歧時，邀請第3位醫(yī)師共同閱片并達(dá)成一致。

1.5 輻射劑量 記錄32例患者(18例在行上腹部檢查時同時行胸部或盆腔檢查，未納入計算)在檢查結(jié)束后由設(shè)備自動生成的平掃、動脈期及門靜脈期三期的劑量長度乘積(DLP)，根據(jù)公式計算有效劑量(ED)，ED=DLP×0.015，0.015為腹部轉(zhuǎn)換系數(shù)[6]，計算TNC的ED在總ED中比例。

2 結(jié)果

2.1 HCC病灶三種掃描方式檢測指標(biāo)比較 與a-VNC、p-VNC圖像比較，TNC圖像CT值、SD值降低，SNR升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)；a-VNC、p-VNC圖像CT值、SD值、SNR比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P均﹥0.05)，見表1。TNC與a-VNC、TNC與p-VNC、a-VNC與p-VNC的CT值呈正相關(guān)(r分別為0.811、0.808、0.883，P均<0.01)。

表1 HCC病灶TNC與a-VNC、p-VNC圖像指標(biāo)比較

2.2 HCC病灶三種掃描方式CT值差值及分布情況 TNC與a-VNC圖像CT值差值為-18.10～8.20(5.52±4.14)HU，TNC與p-VNC圖像CT值差值為-20.90～7.30(5.19±4.28)HU，a-VNC與p-VNC圖像CT值差值為-6.20～16.00(3.15±2.71)HU。TNC與a-VNC圖像CT值差值≥±15 HU者1例，CT值差值±10 HU～±15 HU者6例，CT值差值±5 HU～±10 HU者15例，CT值差值<±5 HU者28例；TNC與p-VNC圖像CT值差值≥±15 HU者1例，CT值差值±10 HU～±15 HU者6例，CT值差值±5 HU～±10 HU者17例，CT值差值<±5 HU者26例；a-VNC與p-VNC圖像CT值差值≥±15 HU者1例，CT值差值±5 HU～±10 HU者9例，CT值差值<±5 HU者40例。a-VNC、p-VNC圖像與TNC圖像CT值之間差異<10 HU的占86%，差異<15 HU的占98%，a-VNC圖像與p-VNC圖像CT值之間差異<10 HU的占98%。

2.3 HCC病灶三種掃描方式圖像質(zhì)量主觀評分 見表2。

表2 不同成像方式的圖像主觀評分情況[例(%)]

2.4 輻射劑量 32例患者TNC、動脈期和門靜脈期三期的ED分別為(5.29±1.20)、(5.33±1.19)、(5.18±1.08) mSv，總ED為(15.81±3.47) mSv，其中TNC的ED約占總ED的33.44%。

3 討論

本研究使用的新型雙層光譜探測器CT系統(tǒng)利用兩種不同材料的探測器，對X線球管所發(fā)出的混合能級的射線實現(xiàn)高低能量的區(qū)分，同時獲得常規(guī)圖像和能譜圖像[2]。與臨床上所使用的雙源CT高低千伏掃描方式[8,9]、單源CT瞬時管電壓切換方式[10,11]的能譜CT不同，其不必對需要進行雙能CT掃描的患者進行前瞻性篩選而預(yù)設(shè)掃描程序，無需改變臨床工作流程，可為患者提供能譜數(shù)據(jù)，有助于對影像資料進行回顧性分析。

盡管我們的數(shù)據(jù)顯示VNC圖像的CT值比TNC圖像高，但其具有較強的相關(guān)性。Meyer等[12]基于不同類型的能譜CT對一組腎臟病變VNC圖像的分析顯示，VNC圖像CT值與TNC圖像之間有很強的相關(guān)性，但其圖像的CT值之間無明顯差異。Sauter等[4]認(rèn)為VNC和TNC圖像之間CT值差異在10 HU或以下時是可以忽略的，差異在10～15 HU是可以接受的。在所有病灶的測量中，VNC和TNC圖像CT值的差異有86%小于10 HU，98%小于15 HU，這個數(shù)值甚至高于Sauter等[4]對腹部正常臟器及組織的測量結(jié)果。本研究表明，從動脈期和門靜脈期圖像重建獲得的VNC圖像的CT值能很好地再現(xiàn)，且a-VNC和p-VNC圖像CT值間具有較好的相關(guān)性。

從客觀評價指標(biāo)來看，基于雙層光譜探測器CT動脈期和門靜脈期掃描所獲得的HCC病灶的VNC圖像噪聲值增高，SNR降低，提示圖像質(zhì)量有所下降。與楊琰昭等[6]對腹部正常臟器和組織的VNC圖像測算結(jié)果相左。由于本研究關(guān)注的焦點是HCC病灶，未對腹部其他臟器和組織進行測量。

在本研究中，圖像主觀評分的依據(jù)是病灶能否清楚地顯示，因此病灶與周圍肝實質(zhì)的密度差決定了其得分。在本組病例中，TNC圖像中評分為1分的8個病灶均為小肝癌，且這8個小病灶在a-VNC和p-VNC圖像中的評分亦為1分，說明病灶的大小對圖像的評分有影響，這可能與小HCC分化程度較好，與周圍肝實質(zhì)的密度差別小有關(guān)。同時，病灶在VNC圖像的顯示清楚與否，可能還與病灶的強化程度、方式有關(guān)。在a-VNC和p-VNC圖像中分別還有6個和1個病灶的評分為1分，而這些病灶在其他圖像中的評分為2分甚至3分，其主要表現(xiàn)是病灶在動脈期或門靜脈期有強化，呈等或稍高密度，VNC圖像對碘的去除不徹底而使病灶呈等密度，病灶在門靜脈期時強化程度減退已呈低密度，再加上去碘的作用，使病灶密度顯得更低而易于辨認(rèn)。

在上腹部動脈及門靜脈多期增強掃描時，使用VNC技術(shù)替代TNC，將可減少約1/3的掃描劑量，這與以往的研究相仿[5,6]。

綜上所述，雖重建VNC圖像質(zhì)量稍差，但雙層光譜探測器CT在HCC成像過程中所獲取的VNC圖像能較好地再現(xiàn)TNC圖像的CT值，且可使患者因有效降低輻射劑量而獲益。同時亦需注意到本研究為單中心小樣本研究，入組病例數(shù)較少，未對病灶的細(xì)節(jié)(包括病灶大小、密度、強化程度、強化方式等)、病理分級進行評估，需在后續(xù)研究中進一步擴大樣本量并進行亞組分析，為其臨床應(yīng)用提供更充分的循證依據(jù)。