能譜CT單能量成像與常規增強CT對門靜脈血管成像圖像質量的對比研究

鄧星星

江西省贛州市人民醫院影像科，江西贛州 341000

門靜脈血管成像為當前臨床評估門靜脈的重要措施，可清晰呈現門靜脈主干和側支狀況，在臨床得到了廣泛應用，特別是在肝硬化門脈高壓患者介入治療前門體側支通路的評估和肝移植患者術前的評估中發揮了重要作用[1-2]。門靜脈成像圖像質量主要受門靜脈中對比劑濃度等影響，但對比劑注射速率、用量、掃描延遲時間、掃描模式和脾臟灌注、心臟功能、周邊血管（包括腸系膜上靜脈等）的干擾均會影響其成像質量[3]。常規增強電子計算機斷層掃描（computed tomography，CT）檢查受技術、設備和患者個體因素等影響，難以取得滿意的成像效果，通過增加對比劑用量等雖能提升門靜脈成像效果，但可能會引發相關不良事件[4-5]。而能譜CT單能量成像具備選擇最佳單能量水平的功能，可顯著提升對比度噪聲比（contrast-tonoise ratio，CNR），以此提升小病灶檢出率、強化不同組織間對比和血管強化[6-7]。基于此，本研究擬選取在贛州市人民醫院接受CT 增強掃描的68 例患者，分組探討能譜CT單能量成像與常規增強CT對圖像質量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年6月至2021年6月在贛州市人民醫院影像科接受CT 增強掃描的肝炎及肝硬化門脈系統異常或內鏡檢查證實具有食管胃底靜脈曲張的100 例患者作為研究對象，采用隨機數字表法分為研究組（n=50）與對照組（n=50）。研究組中，男26 例，女24 例；年齡26～56 歲，平均（41.96±12.04）歲；體重指數18.7～26.2 kg/m2，平均（22.08±2.61）kg/m2。對照組中，男29 例，女21例；年齡27～59 歲，平均（43.18±10.97）歲；體重指數18.2～26.8 kg/m2，平均（21.79±3.04）kg/m2。兩組患者性別、年齡、體重指數與對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經贛州市人民醫院倫理委員會審批通過。患者及家屬知情同意研究項目并簽署知情同意書。納入標準：①年齡＞18 歲；②具有良好依從性及溝通能力，可配合完成調查研究。排除標準：①既往有消化道、脾臟、肝臟等手術史者；②存在心功能障礙者；③存在碘對比劑應用禁忌證者；④存在肝臟惡性腫瘤者；⑤存在視聽功能障礙、言語功能障礙者。

1.2 方法

研究組實施能譜CT單能量成像（energy spectrum CT single energy imaging，GSI）增強掃描，采用美國GE公司生產的Revoiution512 能譜CT 機行上腹部CT 增強掃描，掃描范圍為膈頂至雙腎下極水平，掃描條件：管電壓為140 kVp 和80 kVp 0.5 s 內瞬時切換，自動管電流，螺距0.508，層厚和層間距均為5 mm，掃描野（field of view，FOV）32 cm×32 cm，增強掃描采用非離子對比劑碘佛醇（300 mgI/ml），注射量1.0 mIVkg，注射流率2.5 mU/s，平掃、動脈期采用常規螺旋掃描，動脈期掃描開始時間采用對比劑追蹤技術監測而定，監測點位于腹主動脈起始部，于開始注射后15 s 啟動監測掃描，當監測閾值達到120 HU 時開始掃描，門靜脈期掃描開始時間為動脈期結束后30 s；門靜脈期使用能譜掃描模式獲得門靜脈期最佳對比信噪比（CNR）單能圖像和傳統混合能量圖像（QC 圖像）。

對照組采取常規增強CT：采用西門子64 排CT機，行上腹部增強掃描，掃描范圍自膈頂至腎下極水平，掃描條件：管電壓為120 kVp，管電流為自動毫安，圖像噪聲指數設定為15，系統通過自動調節毫安來滿足設定的圖像噪聲值，最大管電流限制為640 mA，螺距為1.375；增強掃描采用非離子對比劑碘佛醇（300 mgI/ml），劑量為90～120 ml，注射流率為3.5 ml/s；監測點位于腹主動脈起始部，于開始注射后15 s 啟動監測掃描，當監測閾值達到120 HU 時開始掃描，門靜脈期掃描開始時間為動脈期結束后30 s，重組出層厚1.25 mm、層距1.25 mm 的門靜脈期圖像。

圖像客觀評估：計算肝內與外門靜脈CNR，（CT值門靜脈-CT 值肝實質）/SD 豎脊肌=CNR。

1.3 觀察指標及評價標準

統計兩組患者有效輻射量、容積CT 劑量指數（volume CT dose index，CTDIvol）、對比劑碘攝取量、圖像質量客觀與主觀評分；圖像主觀評估：1 分：對比度差，邊緣存在鋸齒，影響診斷；2 分：顯像模糊，不利于診斷；3 分：顯像較模糊，但未對診斷產生影響；4分：對比度良好，邊緣存在污染，但未對診斷產生影響；5分：對比度清晰，邊緣銳利，門靜脈光滑度與對比度顯示較清晰[8]。

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0 統計學軟件進行數據分析，計量資料用均數±標準差（±s>）表示，組間比較采用t檢驗；計數資料用率表示，組間比較采用χ2檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者有效輻射量、CTDIvol、對比劑碘攝取量的比較

研究組有效輻射量、CTDIvol 與對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。研究組的對比劑碘攝取量低于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）（表1）。

表1 兩組患者有效輻射量、CTDIvol、對比劑碘攝取量的比較（±s>）

表1 兩組患者有效輻射量、CTDIvol、對比劑碘攝取量的比較（±s>）

注 CTDIvol：容積CT 劑量指數

組別例數有效輻射量（mSv）CTDIvol（mGy）對比劑碘攝取量（g）研究組對照組t 值P 值50 50 5.95±1.82 6.09±2.01 0.365 0.716 11.68±3.82 12.95±4.04 1.615 0.110 23.15±3.29 30.38±5.06 8.470＜0.001

2.2 兩組圖像質量客觀與主觀評分的比較

研究組門靜脈主干、門靜脈右支CT 值大于對照組，門靜脈左支CT 值小于對照組，門靜脈主干、門靜脈左支、門靜脈右支噪聲低于對照組，門靜脈肝內段CNR 高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05）。研究組的門靜脈肝外段CNR 及主觀評分與對照組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）（表2）。

表2 兩組患者圖像質量客觀與主觀評分的比較（±s>）

表2 兩組患者圖像質量客觀與主觀評分的比較（±s>）

注 CNR：對比度噪聲比

組別例數CT 值（Hu）門靜脈主干門靜脈左支 門靜脈右支噪聲（Hu）門靜脈主干 門靜脈左支 門靜脈右支CNR門靜脈肝內段 門靜脈肝外段主觀評分（分）研究組對照組t 值P 值50 50 186.05±15.12 151.79±16.07 10.979＜0.001 192.38±15.89 265.52±29.30 15.516＜0.001 191.03±16.68 155.79±20.13 9.532＜0.001 16.43±3.18 19.54±2.22 5.670＜0.001 15.86±3.36 19.01±3.21 4.793＜0.001 15.79±3.02 18.26±2.06 4.778＜0.001 4.19±1.05 3.01±0.98 5.809＜0.001 5.89±1.25 6.01±1.41 0.450 0.654 4.51±0.43 4.37±0.50 1.501 0.137

3 討論

CT 門靜脈成像為當前臨床常用門靜脈檢查方式，其圖像質量受門靜脈增強程度影響，門靜脈增強程度則受對比劑情況影響，由于對比劑至門靜脈時間較長，門靜脈血管中對比劑含量通過體循環及門靜脈藥循環血液稀釋而降低，影響門靜脈增強效果[9]。因此，如何提升門靜脈血管成像質量成為研究熱點。

能譜CT 采取單源瞬時kVp 切換技術，能于0.5 ms內在低、高管電壓（80 kVp、140 kVp）間進行瞬時切換，以此對兩組數據同時采樣，獲取101 個單能量圖像（40～140 keV）[10]。同時，不同能量水平單能量圖像具備不同的典型特征，低keV 值圖像組織CT 值顯著高于高keV 值的圖像，組織對比度較高，但噪聲隨之增加；而高keV 值硬化偽影少，噪聲低，但其圖像組織對比度低[11]。既往有相關研究證實，通過最佳CNR 曲線獲取門靜脈和周邊肝組織最佳單能量圖像，可有效提升組織對比噪聲比，提高門靜脈血管成像圖像質量，且門靜脈最佳CNR 通常集中于50～53 keV，主要是因碘于51 keV 值時的光電效應最為顯著，同時，最佳keV 值范圍處于50～53 keV 時較接近碘K-緣，能強化門靜脈圖像信號強度，提升其和周邊組織對比噪聲[12-13]。此外，傳統CT 檢查僅可采取80～140 kV 球管峰電壓形成混合能量X 線，經人體衰減后計算獲取混合能量X 線的混合衰竭系統，最終得到混合能量圖像，能譜CT 則可迅速地在高低電壓間進行瞬時切換，X 球管可同時產生2 種混合能量X 線，其穿過機體后可被探測器吸收、獲取兩組不同能量數據，且兩組數據一致性較高，可進行空間數據投影與物質密度投影間的轉換[14-15]。水及碘吸收可隨能量改變而變化，能將該吸收效率轉化成不同物質密度，通過上述物質的能量吸收函數隨能量改變關系與密度值，可計算感興趣物質在不同單能量點中對X 射線的吸收，以此實現CT 的真正單能量成像[16-19]。本研究結果顯示，研究組對比劑碘攝取量低于對照組，研究組門靜脈主干、門靜脈左支、門靜脈右支CT 值、噪聲與對照組存在顯著差異，門靜脈肝內段CNR 高于對照組，差異有統計學意義（P＜0.05），提示能譜CT單能量成像在門靜脈血管成像中應用價值較高，可獲取優質圖像，為疾病的臨床診斷提供客觀參考依據，并能減少對比劑碘攝入量，可能是因能譜CT 可提供101 個單能量圖像（40～140 keV），其中低單能量能用于血管優化成像，提升圖像分辨率。

綜上所述，輻射量相當的狀況下，能譜CT單能量成像在門靜脈血管成像中的圖像質量優于常規增強CT，且對比劑碘攝入量較少。