CT 血管造影低劑量掃描聯(lián)合迭代重建在結(jié)腸檢查中的應(yīng)用價值

曹治婷，霍 鑫，劉鐵軍，陳 剛，廖玉榮*，顏俏燕，王 甜

（1.柳州市人民醫(yī)院放射科，廣西柳州 545006；2.柳州市人民醫(yī)院血管外科，廣西柳州 545006）

0 引言

隨著CT 技術(shù)的發(fā)展，CT 結(jié)腸成像已成為篩查結(jié)腸占位病變及術(shù)前分期診斷的重要檢查方法[1]。多層螺旋 CT 血管造影（CT angiography，CTA）結(jié)合增強掃描對結(jié)腸癌的術(shù)前評估具有較高價值，尤其是在顯示腫瘤血管方面具有優(yōu)勢[2]。放射低劑量原則要求在滿足診斷要求的前提下盡可能地降低輻射劑量。目前，低劑量結(jié)合迭代重建CT 檢查廣泛應(yīng)用于臨床[3]。iDose4是迭代重建軟件，其原理是基于多模型系統(tǒng)的迭代運算來降低圖像噪聲，以得到最好的解剖細(xì)節(jié)的重建圖像[4-5]。本文探討CTA 低劑量（100 kV、80 mAs）掃描聯(lián)合iDose43 級迭代重建技術(shù)在結(jié)腸檢查中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集本院2018 年1—7 月經(jīng)結(jié)腸鏡證實為結(jié)腸癌且 19 kg/m2≤體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＜24 kg/m2行CT 結(jié)腸成像的42 例患者的資料。其中，男 24 例、女 18 例，年齡 32～80 歲，平均（53.7±6.5）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：常規(guī) CT 增強禁忌證；BMI＜19 kg/m2或BMI≥24 kg/m2。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 掃描方法

檢查設(shè)備為飛利浦公司的Brilliance iCT SP CT機。檢查前2 d 流質(zhì)飲食，檢查前12 h 口服清腸液2 000 mL 并禁食。掃描前約10 min 肌注山莨菪堿10 mg，掃描時先經(jīng)肛門注入空氣1 000～1 500 mL，仰臥位平掃定位圖像，觀察結(jié)腸內(nèi)充氣足夠時，先行平掃，掃描范圍從膈肌到恥骨聯(lián)合下緣。增強掃描時動脈期采用CTA，掃描參數(shù)：管電壓100 kV、管電流80 mAs、iDose43 級迭代算法重建圖像；靜脈期采用管電壓120 kV、管電流200 mAs、濾波反投影（filtered back projection，F(xiàn)BP）重建圖像。其他參數(shù)一致：探測器寬度 64×0.625 mm，視野（filed of view，F(xiàn)OV）360 mm，球管轉(zhuǎn)速 0.4 s/r，螺距 1.2，矩陣 512×512，重建層厚1 mm，重建層間隔0.5 mm。注入優(yōu)維顯80 mL，注射速率4 mL/s；行二期增強掃描。采用智能跟蹤技術(shù)，閾值達(dá)到150 HU 啟動掃描。

1.3 圖像后處理與評價

1.3.1 客觀評價

選擇結(jié)腸病灶較大層面平均CT 值為結(jié)腸病灶CT 值，測量雙側(cè)腰大肌及空氣的CT 值。以空氣CT值的標(biāo)準(zhǔn)差（standard deviation，SD）作為圖像噪聲，則信噪比=CT結(jié)腸占位/SD空氣，對比噪聲比=（CT結(jié)腸病灶-CT腰大肌）/SD空氣[6]。

1.3.2 主觀評價

由3 名10 a 以上工作經(jīng)驗的放射科腹部學(xué)組醫(yī)師采用4 分法對2 組圖像質(zhì)量進行評估：（1）圖像清晰度：1 分，差且不可診斷；2 分，較差且影響診斷；3 分，良好且不影響診斷；4 分，優(yōu)且圖像清晰度高。（2）診斷效果：1 分，不可診斷；2 分，影響診斷；3 分，可以診斷；4 分，診斷效果優(yōu)。（3）空間分辨力：1 分，較差；2 分，可接受；3 分，較好；4 分，空間分辨力優(yōu)。（4）密度分辨力：1 分，不可接受；2 分，模糊且勉強診斷；3 分，較清晰，可以診斷；4 分，清晰且診斷效果優(yōu)[6]。

1.3.3 診斷標(biāo)準(zhǔn)

掃描后圖像由2 名高年資放射科醫(yī)師對重建薄層圖像進行多平面重建（multi-planarreconstruction，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）和容積重建（volume rendering，VR）等三維后處理圖像分析。觀察指標(biāo)[7]：（1）腫瘤部位及累及范圍；（2）腫瘤形態(tài)特征及生長方式；（3）增強血供特征；（4）侵犯層次，主要分為黏膜及黏膜下層、黏膜下層到漿膜層以及突破漿膜層；（5）是否累及腸周筋膜；（6）腸周淋巴結(jié)有無腫大及數(shù)目，即單個淋巴結(jié)≥8 mm 或成簇淋巴結(jié)＜8 mm 的大于 3 個；（7）有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，以病理T 分期為金標(biāo)準(zhǔn)，評價CT 分期[8]的準(zhǔn)確性。

1.4 輻射劑量

記錄掃描后輻射劑量圖顯示的容積CT 劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算有效劑量（effective dose，ED）。ED（mSv）=DLP×k，其中k=0.015 mSv·mGy－1·cm－1，為腹部轉(zhuǎn)換因子[9]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 24.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料若符合正態(tài)分布，以表示，采用配對樣本 t 檢驗比較患者動脈期和靜脈期的DLP、ED、背景噪聲、信噪比（signal to noise ratio，SNR）和對比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）差異；主觀質(zhì)量評分比較采用Wilcoxon 秩和檢驗，采用Kappa 值檢驗CT 分期與病理T 分期的一致性（0＜Kappa≤0.4 表示一致性較差，0.4＜Kappa＜0.75 表示一致性中等，Kappa≥0.75 表示一致性較好）。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

42 例患者均順利完成檢查，均能清晰顯示病變形態(tài)、大小、累及范圍及其血供來源等，如圖1 所示。42 例患者CT 分期與病理T 分期結(jié)果（詳見表1）的 Kappa 值為0.833，P＜0.05，一致性較好。與病理分期比較，CT 分期診斷準(zhǔn)確率達(dá)85%以上。

圖1 升結(jié)腸癌患者CT 圖像

2.1 動脈期和靜脈期輻射劑量比較

動脈期 ED 為（2.41±0.28）mSv，靜脈期 ED 為（7.89±0.56）mSv，二者比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=4.129，P＜0.05），詳見表 2。與靜脈期相比，動脈期患者所受的ED 降低約70%。

2.2 動脈期和靜脈期的圖像質(zhì)量客觀評價

動脈期和靜脈期圖像的背景噪聲、CNR、SNR 比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），詳見表3。

2.3 動脈期和靜脈期圖像主觀評分

動脈期和靜脈期圖像質(zhì)量主觀評分均＞3 分，滿足圖像診斷要求。

3 討論

CT 結(jié)腸成像作為安全、快捷、實用的檢查方法，目前已廣泛應(yīng)用于大腸癌的診斷與分期，并為臨床制訂手術(shù)治療或新輔助化療方案提供重要的指導(dǎo)作用。但由于全結(jié)腸掃描范圍大，采用常規(guī)技術(shù)掃描會對患者造成較大的輻射傷害，所以在保證圖像質(zhì)量能滿足診斷的基礎(chǔ)上應(yīng)盡可能降低輻射劑量。降低輻射劑量最直接的方法是降低管電壓[10]，降低管電壓能較大幅度地降低輻射劑量。管電流與ED 呈線性相關(guān)，降低管電流相應(yīng)的輻射劑量也隨之降低。但降低管電壓和管電流勢必會增加圖像噪聲，降低圖像質(zhì)量，影響臨床診斷，這就需要引用一種高級迭代重建算法來保證圖像質(zhì)量。

iDose4主要通過雙空間多模型對噪聲予以精確刻畫和處理的同時消除偽影，使圖像分辨力提高且保持圖像真實性，其能明顯減小圖像噪聲，提高SNR[11]。本研究中，動脈期采用低劑量（100 kV、80 mAs）和iDose43 級迭代重建結(jié)合CTA成像，靜脈期采用常規(guī)劑量（120 kV、200 mAs）和 FBP 成像。圖像 CNR、SNR比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），動脈期和靜脈期圖像的主觀評分均＞3 分，但動脈期較靜脈期的輻射劑量降低約70%，充分證明本研究的可行性。

腸腔內(nèi)灌注氣體后可形成良好密度對比，同時在腸周豐富的脂肪組織襯托下，腸壁能清晰顯示，對腫瘤形態(tài)特征及浸潤范圍進行評估，使低劑量CT 結(jié)腸成像可以應(yīng)用于大腸癌的診斷和分期。本研究動脈期采用CTA，不僅更有利于觀察供血動脈的解剖分支形態(tài)及腫瘤血管的分布、腸周異常的微血管顯示、腸周轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的強化等信息，且能更準(zhǔn)確地判斷病變是否侵犯漿膜層，還能直觀顯示腫瘤與鄰近血管及臟器的解剖關(guān)系，為介入治療及手術(shù)方案的制訂提供依據(jù)和指導(dǎo)。本研究中，與病理T 分期相比，CT 分期診斷準(zhǔn)確率達(dá)85%以上，這主要得益于CTA 檢查能清晰顯示腫瘤血供特點及微血管的形成等信息，從而進一步提高分期診斷的準(zhǔn)確率。國內(nèi)外相關(guān)研究結(jié)果表明[12-14]，低劑量CT 掃描且對圖像進行后處理分析是結(jié)腸癌臨床診斷的重要檢查方法，其不僅能夠準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)較小的原發(fā)腫塊和轉(zhuǎn)移灶，還能作為術(shù)后隨訪的方法之一。

表1 CT 分期與病理T 分期結(jié)果比較 單位：例

表2 動脈期和靜脈期輻射劑量比較

表3 動脈期和靜脈期圖像質(zhì)量比較

表4 動脈期和靜脈期主觀評分比較 單位：分

本文局限性：BMI＜19 kg/m2或 BMI≥24 kg/m2未納入研究，對于 BMI＜19 kg/m2或 BMI≥24 kg/m2是否能獲得一樣結(jié)果，尚未論證。

綜上所述，采用低劑量（100 kV、80 mAs）和iDose43 級迭代重建結(jié)合的CTA，在結(jié)腸檢查中能清晰顯示結(jié)腸腫瘤血供及微血管等信息，進一步提高病變分期診斷的準(zhǔn)確率，可在滿足臨床診斷的同時降低ED，符合盡可能低的輻射防護原則。