胃癌能譜CT 成像的技術優化及診斷價值

陳瓊珠 李 嫻 沈一濂 藍日輝 宋玉全 蒙秋華＊

（廣州醫科大學附屬第一醫院，廣東 廣州 510120）

0 引言

胃癌是癌癥導致死亡的第二大原因，中國作為胃癌高發地區，約占全球胃癌人口的42%。現階段，普通CT 是臨床評價胃癌TNM 分期的重要手段。但能譜CT 能提供比常規CT 更多圖像信息，并有效消除偽影、提高圖像清晰度和解剖細節辨析度，對胃癌病灶的顯示、分期、病理分型及分化程度的判斷更具優越性。如何較好地發揮這些優勢，優化能譜CT 的成像參數成為我們思考的問題。本項目通過比較胃癌能譜CT 在40～70 keV 單能量圖及彩色編碼碘融合圖的顯示效果來優化成像模式，并提高胃癌診斷信息的價值。

1 材料與方法

1.1 病例資料

選取2019 年6 月至2020 年11 月之間，在廣州醫科大學附屬第一醫院因胃痛、黑便等癥狀行腹部增強能譜CT 檢查的患者，術前均未行放化療。40 例患者經病理活檢證實為胃腺癌，包括男25 例，女15 例，年齡31～83 歲，平均為（60.5±11.5）歲。

40 例病例中，28 例行手術切除，術后病理診斷均為胃腺癌，其中浸潤胃壁達外周脂肪組織的共18 例，位于黏膜層和肌層的共10 例；另外12 例為胃鏡活檢，病理診斷為胃腺癌。本研究所有病例圖像及胃癌病灶顯示清楚，受檢者均于檢查前準備良好并簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

所有病例均行GE 能譜CT 檢查（Revolution CT256，GE Healthcare，USA）。掃描參數：管電壓80 和140 kVp 瞬時切換，自動毫安秒技術，轉速0.5 s/r，螺距0.992，探測器寬度80mm，矩陣512×512，掃描層厚0.625 mm，標準算法重建，層厚和層間距均為1.25mm。掃描方法：腹部平掃和增強三期掃描，掃描范圍由膈頂至胃下緣，碘克沙醇（320 mgI/ml）1.2 ml/kg，流速4～4.5 ml/s，使用對比劑追蹤觸發技術，觸發點為平膈面降主動脈（閾值180HU），動脈期后延時20 s 門脈期掃描，再延時40 s 靜脈期掃描。

1.3 圖像后處理

在AW4.7 工作站上，將原始數據導入能譜分析軟件GSIvolume viewer，得到40～70 keV 的單能量圖及對應融合圖。融合圖采用Rainbow 融合模式，碘圖窗寬100 Hu，窗位30 Hu，融合圖窗寬400 Hu，窗位40 Hu，色階范圍80～-20。在胃癌病灶內測量CT 值，ROI 選取實性成分，避開壞死、鈣化、大血管和硬化偽影區域。在同層面豎脊肌位置，選取ROI 測量CT 值和標準差。ROI 范圍在10～30 mm，形狀和位置在動脈期和門脈期測量中保持一致。分別在40 keV 和70 keV 兩組融合圖上選取遠離胃癌病灶的正常胃壁作為對照組。

1.4 數據測量計算和圖像分析

測量和計算包括：（1）在40～70 keV 的雙期圖像上，每間隔10 keV 測量和計算病灶的CT 值、豎脊肌的CT 值、病灶信噪比（signal-noiseratio，SNR）。（2）病灶的對比噪聲比（contrast-to-noise ratio，CNR），計算公式：CNR=CT 值（病灶）-CT 值（同層面豎脊肌）/SD噪聲值。SD 噪聲值為同層面豎脊肌CT 值的標準差；（3）比較不同keV 時的CNR，并記錄每個病灶最大CNR 值所對應的keV 值（即最佳keV 值）；（4）將最佳keV 值的單能量圖及融合圖、70 keV 單能量圖及融合圖（相當于120 kV 混合能量圖），進行ROC 曲線主觀評價。

三位放射科醫師在同一窗寬窗位對40 和70 keV單能量圖與融合圖進行評價，為最大限度減少主觀經驗和閱片方法的影響，40 例胃癌病灶的40 和70 keV融合圖及其對應的遠離胃癌病灶的正常胃壁圖像分兩次閱片，病例被編為1～40 號，每個病例都有4 組圖像：門脈期40 keV 融合圖、70 keV 融合圖及其遠離胃癌病灶的正常胃壁圖像。記錄三位醫師閱片的編號順序和每例的圖像種類并評分，包括：肯定是、可能是、不確定、可能不是和肯定不是，分別記作5～1 分，并作相應評分匯總，結果采用三位醫師總評分的平均分。

1.5 統計學分析

使用SPSS 22.0 進行統計學分析，在動脈期和門脈期雙期圖像上，對胃癌病灶在雙期圖像上的CNR和SNR 進行獨立樣本t 檢驗。當p＜0.05 時，表示存在統計學差異。40 和70 keV 單能量圖與融合圖采用SPSS 22.0 軟件進行ROC 分析，并繪制ROC 曲線圖。

2 結果

2.1 最佳keV、SNR、CNR

40 例胃癌病灶中，在同一窗寬窗位水平下，40～70 keV 圖像中，門靜脈期40 keV 單能量圖像的CNR效果最佳（圖1），40 keV 單能量圖像的動脈期和門靜脈期平均CNR 分別為2.82±1.52 和5.01±2.35。門脈期最佳CNR 值高于動脈期，因此其顯示病灶增強效果最佳，病灶與正常組織間的密度差異最大，可以更好顯示病灶的輪廓和邊緣。

圖1 女，61 歲，胃竇癌，門脈期70 keV（a 圖）和40 keV 單能量圖像（b 圖），病灶在40 keV 單能量圖中與周圍組織分界最清晰。

圖1 胃竇癌

2.2 門脈期70 keV、40 keV 單能量圖和融合圖ROC 曲線分析

采用門靜脈期70 及40 keV 單能量融合圖（圖2）作ROC 分析的主觀評價，70 及40 keV 融合圖曲線的Az 為0.875 和0.908，兩種圖像的曲線下面積Az 不同，有顯著統計學差異（配對t 檢驗，P＜0.05）。因此，40 keV 融合圖能更好顯示胃癌病灶（圖3）。

圖3 40 keV 和70 keV 融合圖的ROC 曲線比較

圖2 女，61 歲，胃竇癌，門靜脈期70 keV 單能量融合圖（a 圖）和40 keV 單能量融合圖（b 圖）對比。

圖2 胃竇癌對比

3 討論

3.1 雙能量CT 多參數在胃癌診斷中的價值

雙能量CT 掃描成像與傳統CT 掃描不同，其通過后處理可得到多個參數如碘基圖和水基圖、能譜曲線、多個keV 單能量圖和融合圖等。這些參數結合CT形態學特征能夠提高早期胃癌的檢出率、有助于早期胃癌的定性及定量診斷。碘基圖中的碘濃度間接反映腫瘤血供情況，可用于腫瘤診斷、化療療效及腫瘤分化程度的評估。安歲萌等研究發現，腫瘤分化程度越低，攝取碘越多，標準化碘濃度越大，與細胞異型性增加存在明顯聯系。單能量圖像為單一能量水平下的X 線衰減圖像，物質的衰減系數取決于其本身密度，可有效消除硬化偽影，改善圖像質量，并得到準確的CT 值，不受掃描模式等因素影響，結果更為一致和可靠，可提高準確率。吉玉剛等研究發現，低keV 時可以將不同組織間的細微差別加以放大，從而有利于不同組織的鑒別。

3.2 不同keV 單能量圖與融合圖的優選及胃癌診斷的應用

CT 能譜成像重建出的不同keV 單能量圖像，對圖像噪聲的影響和對病變組織的辨析度不同。張靜等人發現，胰島素瘤在動脈期及門靜脈期最佳單能量圖像分別集中在44～60 keV 和45～70 keV 兩個區間。王鑫毅等認為，胃癌平均CNR 曲線顯示動脈期最佳CNR 在60 keV，門脈期最佳CNR 在50 keV，門脈期的CNR 值要高于動脈期，門脈期可得到更好的對比和噪聲值。本研究中，胃癌病灶在動脈期和門脈期均以40 keV 單能量圖顯示最佳，其中門脈期顯示更佳。門脈期40 keV 和70 keV 融合圖進行主觀評價的ROC 曲線比較，40 keV 融合圖的Az 高于70 keV 融合圖。提示門脈期40 keV 單能量圖及融合圖的CNR 最高，其融合圖能更好顯示胃癌病灶，可增加診斷信息。本研究發現門脈期40 keV 單能量圖較動脈期40 keV單能量圖的CNR 高。本研究得到70 keV 和40 keV 融合圖均有較高的診斷效能，可能和選取的病例腫瘤浸潤范圍較為局限有一定關系，另外病例的評分標準相對簡單也有關系，進一步的研究需要增加病例的數量，嘗試發現其他更有效的能譜參數增加診斷信息。

綜上所述，能譜CT 門靜脈期的40 keV 單能量圖的CNR 值較高，病灶與正常組織間差異較大，其彩色編碼碘融合圖圖像質量也較好，能提高胃癌病灶的顯示和診斷信息。