低劑量多層螺旋CT結腸成像聯合iDose4迭代重建技術在結直腸癌N分期中的應用▲

顏俏燕 丁士申 陳 剛 甘東慧

(廣西柳州市人民醫院放射科，柳州市 545006，電子郵箱：43415151@qq.com)

結直腸癌是嚴重威脅人類健康的惡性腫瘤之一。在我國，結直腸癌的發病率及死亡率均位居全部惡性腫瘤的第5位[1]。準確的N分期評估對于結直腸癌治療方案的制訂及預后評估具有重要價值。通常認為是否發生淋巴結轉移是影響結直腸癌患者預后的重要因素，有淋巴結轉移者，常采用新輔助放化療方案進行治療[1]。多層螺旋CT結腸成像(multi-slice spiral CT colonography，MSCTC)在診斷結直腸癌及評估分期方面均具有重要價值[2-3]。結直腸癌患者往往需行多次CT結腸成像術才能滿足診斷評估及隨訪的需要，因此低劑量CT結腸成像術成為研究熱點。以往的研究多采用單純降低掃描條件結合傳統濾波反射投影重建技術來實現低劑量掃描的目的，但是容易產生圖像噪聲，而傳統的濾波反投影重建技術難以克服這些缺陷[4]。迭代重建技術的出現彌補了這一缺陷，其包括自適應迭代技術、基于模型迭代技術及iDose迭代重建技術等[5-7]。目前，關于iDose迭代重建技術應用于結直腸癌的篩查及術前分期方面的相關報道較少。因此，本研究探討降低管電壓、管電流的低劑量MSCTC聯合iDose4迭代重建技術應用于判斷結直腸癌術前N分期的可行性，以期為iDose4迭代重建技術在結直腸癌篩查及術前分期的應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象 納入2015年3月至2017年12月在柳州市人民醫院接受結直腸癌切除術的210例結直腸癌患者為研究對象。納入標準：(1)經電子結腸鏡病理檢查確診的結直腸癌患者；(2)手術前未采取其他治療手段。排除標準：(1)存在使用碘劑及X線檢查禁忌證者；(2)腸道清潔不佳及腸管充氣充盈不佳等可能影響評估者。根據術前MSCTC檢查參數將患者分為低劑量組和常規劑量組，每組105例。低劑量組中男性59例，女性46例；年齡31～85(61.3±10.8)歲，體質指數18.6～25.1(22.2±2.1)kg/m2；病理類型：結腸腺癌69例，直腸腺癌36例。常規劑量組中男性57例，女性48例；年齡27～91(64.2±11.4)歲，體質指數為15.6～34.8(22.4±3.8)kg/m2；病理類型：結腸腺癌65例，直腸腺癌40例。兩組患者的年齡、性別、體質指數及病理類型比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)。本研究獲得柳州市人民醫院醫學倫理委員會批準和所有研究對象的知情同意。

1.2 檢查方法

1.2.1 MSCTC檢查前準備：檢查前一晚清潔腸道；檢查前禁食8～12 h、不禁飲。檢查前15 min肌注山莨菪堿10 mg(有禁忌證者除外)，經肛門插入消毒肛管15～18 cm，隨后連接注射器注入空氣1 200～1 600 mL，使腸管充分充盈。

1.2.2 MSCTC掃描方案：檢查儀器為飛利浦Brilliance iCT。掃描參數：常規劑量組為管電壓120 kV、自動管電流調節、濾波反投影重建，低劑量組為管電壓100 kV、80 mA、iDose 4迭代重建；兩組其余掃描參數相同(螺距1.046，層厚5 mm，掃描范圍從膈頂水平至坐骨結節水平)。囑患者取仰臥位，CT平掃后，采用高壓注射器以3.5～4 mL/s的速率經肘靜脈注入對比劑碘普羅胺(含碘300 mg/mL，德國拜耳醫藥保健公司，批號：KT051CB)，注射劑量為1.5～2 mL/kg；注射造影劑后分別延遲20～25 s及45～55 s行動、靜脈雙期掃描。動脈期采用仰臥位掃描，靜脈期視病灶部位適當改變體位(可采取仰臥位、俯臥位或左/右側臥位)掃描，目的是使病灶處腸管充氣，病灶顯示清晰。

1.2.3 圖像后處理：將掃描獲得的薄層圖像全部上傳至飛利浦星云后處理工作站進行2D及3D重建，包括多平面重建、最大密度投影等，層厚及層間距均為1 mm。

1.2.4 輻射劑量：記錄CT設備自動生成的總劑量長度乘積(mGy×cm)及總容積CT劑量指數(mGy)；根據公式計算有效劑量(mSv)，有效劑量=總劑量長度乘積×k，轉換系數k值=0.015 mSv·mGy-1·cm-1[8]。

1.2.5 診斷標準：(1)術后病理診斷N分期。病理分期采用國際抗癌聯盟和美國腫瘤聯合會制訂的原發腫瘤-區域淋巴結-遠處轉移(tumor-node-metastasis，TNM)分期[9];Nx期：區域淋巴結無法評估；N0期：無區域淋巴結轉移；N1期：1～3枚結、直腸周圍淋巴結轉移；N2期：≥4枚結、直腸周圍淋巴結轉移。(2)MSCTC診斷N分期。以淋巴結短徑≥8 mm作為淋巴結轉移的判定標準[10]，N0期：區域淋巴結短徑均<8 mm；N1期：1～3枚短徑≥8 mm的區域淋巴結；N2期：≥4枚短徑≥8 mm的區域淋巴結。由兩名具有豐富腹部影像診斷經驗的醫師(工作年限分別為5年及10年以上)進行術前MSCTC 診斷N分期評估，意見不統一時協商解決。

1.3 統計學分析 采用SPSS 17.0軟件進行統計學分析。計量資料以(x±s)表示，組間比較采用t檢驗；計數資料以例數或百分比表示，組間比較采用χ2檢驗。以手術病理診斷N分期為金標準，MSCTC診斷N分期與手術病理診斷N分期的一致性評估采用Kappa檢驗，0

2 結 果

2.1 不同劑量MSCTC診斷結直腸癌術前N分期的準確性 術后病理結果顯示，低劑量組患者中，N0期51例、N1期37例、N2期17例；常規劑量組患者中，N0期52例、N1期29例、N2期24例。低劑量MSCTC診斷結直腸癌術前N分期的準確率為66.7%(70/105)，與術后病理結果的一致性為中等(Kappa值=0.439，P<0.001)；常規劑量MSCTC診斷結直腸癌術前N分期的準確率為70.5%(74/105)，與術后病理結果的一致性為中等(Kappa值=0.519，P<0.001)。低劑量MSCTC與常規劑量MSCTC對結直腸癌術前N分期的準確率差異無統計學意義(χ2=0.354，P=0.552)。見表1、表2。

表1 低劑量MSCTC診斷N分期與術后病理診斷N分期結果(n)

表2 常規劑量MSCTC診斷N分期與術后病理診斷分期結果(n)

2.2 兩組患者接受輻射劑量比較 低劑量組的總劑量長度乘積、總容積CT劑量指數及有效劑量均低于常規劑量組(均P<0.05)，分別下降約67%、69%及67%。見表3。

表3 兩組患者接受輻射劑量比較(x±s)

3 討 論

降低X線輻射劑量的方法通常有降低管電壓、降低管電流、加大螺距及縮短掃描時間等。管電壓與輻射劑量呈指數關系，管電流與輻射劑量呈線性關系[11]。降低管電壓及管電流是臨床實現低劑量CT掃描的主要方法。管電壓決定了X線光子能量，降低管電壓使得X線光子能量降低，往往會導致硬化束偽影加重以及圖像噪聲增加[11-12]。降低管電流可使圖像噪聲增加，降低圖像質量[13]。

既往CT圖像重建方法常常采用濾波反投影重建技術，該重建算法簡單快速，但未考慮焦點、體素和探測器的實際幾何大小、X線光子的系統光學及統計學波動，圖像對噪聲及偽影敏感，難以大幅度降低輻射劑量[13]。而iDose4迭代重建技術主要是通過數據的投影空間和圖像空間構造多噪聲模型和解剖模型，在對噪聲予以精確刻畫和處理的同時，不改變噪聲的頻率分布，保持圖像的真實性，可消除蠟像狀偽影，提高圖像分辨率。楊利莉等[12]的研究表明，iDose4迭代重建技術低劑量掃描應用于冠狀動脈CT檢查時，患者接受的輻射劑量較常規劑量降低約49%。Ippolito等[15]運用iDose4迭代重建技術低劑量掃描方案評估直腸癌患者直腸系膜侵犯情況，結果顯示，與標準劑量檢查相比，該技術可降低25%的輻射劑量，同時可獲得較高的診斷效能，可用于評估直腸癌直腸系膜侵犯情況。本研究采取同時降低管電壓及管電流并結合iDose4迭代重建技術進行檢查，結果顯示，患者接受輻射的有效劑量較常規劑量檢查下降幅度達67%，下降幅度高于上述文獻報道，可能與本研究采取的是同時降低管電壓、管電流的掃描方案有關。既往研究顯示，常規劑量MSCTC診斷結直腸癌術前淋巴結轉移的準確率為69.3%[2]。本研究結果顯示，低劑量、常規劑量MSCTC診斷結直腸癌術前N分期的準確率分別為66.7%、70.5%，均與既往研究結果相似，雖然低劑量組準確率略低于常規劑量組，但二者差異無統計學意義(P>0.05)，且兩種方法診斷N分期結果與術后病理診斷N分期結果的一致性均為中等(P<0.05)。本研究中無論是低劑量組還是常規劑量組，均存在結直腸癌術前N分期被高估或低估的病例，這與CT評估N分期仍存在一定局限性有關。

綜上所述，采用100 kV管電壓、80 mA管電流低劑量MSCTC檢查聯合iDose4迭代重建技術對結腸癌術前N分期的評估是可行的，可明顯降低輻射劑量且對N分期診斷效能影響不大。本研究仍存在一定局限性，如樣本數量偏少，僅采用淋巴結大小評估N分期，在以后的研究中，或許可嘗試采用能譜CT進行評估。