寶石能譜CT聯合低劑量掃描用于肝臟三期增強檢查的圖像質量評價

張方圓，王珊珊，邱曉暉，任永鳳，劉旭東，王超，王胤，涂勝

亳州市人民醫院 a.影像科；b.超聲科；c.消化內科；d.心內科，安徽 亳州 236800

引言

增強CT掃描是在普通CT平掃的基礎上，通過注射靜脈造影劑增強局部的對比度，使局部病變組織圖像更加清晰，有利于提高疾病診斷準確率的技術[1-2]。增強CT為三期掃描，電離輻射量較普通CT掃描可多出兩倍，且常需較大劑量的對比劑，造成部分患者出現短暫的免疫功能下降、造血功能異常等不良反應[3]。因此，在增強CT掃描過程中，如何采用最低劑量獲得較為理想的影像學資料，減少無效掃描、降低患者輻射量是影像技術人員一直關注的問題。寶石能譜CT是一種高清低劑量的螺旋CT成像技術，具有掃描速度快、小病灶和多發病灶檢出率高、成像清晰和照射劑量低的優勢，極大程度地提高了臨床診斷的精確度和安全性，在臨床中應用廣泛[4-6]。本研究前瞻性探討分析寶石能譜CT聯合低劑量掃描用于肝臟三期增強檢查的圖像質量，旨在為寶石能譜CT的臨床應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月至2021年1月在我院行寶石能譜CT肝臟三期增強檢查的患者140例，年齡30～73歲，平均（46.17±5.38）歲，男83例、女57例。采用簡單隨機分組分為4組，每組35例：A1組（60 keV、300 mg/kg）年齡30～70歲，平均（46.17±5.38）歲，男21例、女14例；A2組（60 keV、450 mg/kg）年齡30～72歲，平均（46.25±5.47）歲，男18例、女17例；B1組（70 keV、300 mg/kg）年齡31～73歲，平均（46.59±5.14）歲，男24例、女11例；B2組（70 keV、450 mg/kg）年齡30～73歲，平均（46.33±5.42）歲，男20例、女15例。4組患者年齡、性別等一般資料無顯著差異（P＞0.05）。納入標準：年齡＞18歲；可全程配合完成檢查；患者及家屬了解并簽署知情同意書。排除標準：合并嚴重心、肝、腎等臟器功能不全者；合并免疫性相關性疾病者；合并心理、精神疾病者。本研究經醫院倫理委員會批準通過（20190A03）。

1.2 方法

寶石能譜CT掃描[7]：將20G靜脈套管針置入行寶石能譜CT肝臟三期增強檢查患者的肘靜脈，掃描前飲水1000 mL，待膀胱充盈后，使用美國GE寶石能譜CT進行動脈期、門靜脈期和延遲期腹部增強掃描，由肝頂水平掃描至坐骨結節水平。4組均采用相同的寶石能譜CT掃描模式，掃描層厚及層距均設置為5 mm，噪聲指數13 HU，視野50 cm×50 cm，矩陣512×512，螺距0.984，重建層厚1.25 mm、層間距0.8 mm。由留置靜脈套管針注射對比碘海醇[上海司太立制藥有限公司，國藥準字H20203258，規格： 100 mL∶3 g（I）]，觀察組（A1、A2組）與對照組（B1、B2組）注射劑量分別為300 mg/kg和450 mg/kg，注射速率為3.0～3.5 mL/s。動脈期掃描的觸發掃描CT值設置為100 HU，門靜脈期掃描延遲時間設置為30 s。由2名具有10年以上經驗的放射科醫師獨立進行所有寶石能譜CT肝臟三期增強圖像后處理。

1.3 圖像質量評價

1.3.1 圖像質量主觀評價

圖像質量主觀評價：由工作經驗5年以上的2位影像科醫生組成評分小組進行圖像質量打分，根據解剖結構清晰程度，結合CT影像質量要求及圖像細節、圖像噪聲等參數，評估寶石能譜CT肝臟三期增強圖像質量主觀評分，每例患者取平均值作為圖像質量主觀評分的結果。圖像質量主觀評分表標準：① 1分：圖像細節完全無法分辨，噪聲很明顯；② 2分：圖像顯示器官組織邊界分辨欠清，噪聲明顯；③ 3分：圖像顯示器官組織邊界細節尚清晰，噪聲尚可接受；④ 4分：圖像顯示器官組織邊界比較清晰，無噪聲；⑤ 5分：圖像非常清晰，小的解剖結構邊界清晰可見，無噪聲。以圖像質量主觀評分4分以上為符合診斷要求[8]。

1.3.2 圖像質量客觀評價

圖像質量客觀評價結合圖像空間分辨率降低、對比度降低和圖像偽影等CT圖像質量失真，以可具體反映不同組織影像差異性的圖像信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）對4組圖像質量進行客觀評價[9]。采用GSI Viewer軟件，選取60 keV、70 keV單能量圖像的感興趣區域（Region of Interest，ROI），區域范圍為65～85 mm2，分別在寶石能譜CT肝臟三期圖像上測量患者腹主動脈腹腔干、門靜脈主干、腹腔動脈干及腸系膜上動脈和肝臟占位病變CT值（CT值占位病變）、正常肝實質CT值（CT值肝實質）。測量CT值血管時，應避開血管鈣化碘或狹窄區域，ROI盡量選取血管近端；測量CT值臟器或CT值肌肉時，ROI盡量選擇密度比較均勻的區域。同時測量CT值同層肌肉，以標準差（Standard Deviation，SD）作為背景噪聲值。計算ROI CT值（CT值ROI）的均數和SD，SNR=（CT值ROI-CT值肌肉）/SD肌肉或SNR=（CT值占位病變-CT值肝實質）/SD肝實質。

1.4 有效輻射劑量

記錄4組劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP），并據此計算有效射線劑量（Effective Dose，ED），ED=K×DLP（K=0.015）。

1.5 統計學分析

采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析，滿足正態分布且方差齊的計量資料（4組被試圖像質量主觀評分、ROI圖像質量SNR及增強掃描的DLP和ED）采用±s表示，采用單因素方差分析比較多組間差異，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 4組圖像質量主觀評分比較

本研究中，4組被試圖像均可清晰顯示血管及臟器組織，均達到診斷要求。4組在動脈期、門靜脈期和延遲期的圖像質量主觀評分無顯著差異（P＞0.05），見圖1和表1。

表1 4組圖像質量主觀評分比較（±s，分）

表1 4組圖像質量主觀評分比較（±s，分）

組別 例數 動脈期 門靜脈期 延遲期A1組 35 4.23±0.28 4.46±0.17 4.21±0.19 A2組 35 4.27±0.23 4.49±0.31 4.27±0.23 B1組 35 4.35±0.25 4.55±0.21 4.30±0.26 B2組 35 4.29±0.26 4.51±0.32 4.32±0.33 F值 1.334 0.722 1.068 P值 0.266 0.541 0.365

圖1 4組肝臟三期增強CT圖像比較

2.2 4組圖像質量客觀評價

4組動脈期和門靜脈期的腹主動脈腹腔干、腹腔動脈干、腸系膜上動脈門靜脈主干的圖像SNR及肝占位病變的圖像SNR差異具有統計學意義（P＜0.05）；其中，A2組所得圖像在動脈期和門靜脈期的SNR均明顯高于其他組（P＜0.05），見表2。

表2 4組圖像SNR比較（n=35，±s）

表2 4組圖像SNR比較（n=35，±s）

注：與A1組比，aP＜0.05；與B1組比，bP＜0.05。與B2組比，cP＜0.05。

動脈期組別門靜脈期腹主動脈腹腔干腹腔動脈干腸系膜上動脈門靜脈主干肝占位病變腹主動脈腹腔干腹腔動脈干腸系膜上動脈門靜脈主干肝占位病變A1組27.64±6.19 16.06±3.28 18.24±6.62 13.89±3.15 4.73±0.94 14.35±3.37 8.75±1.59 9.76±1.45 7.62±1.02 4.15±0.72 A2組33.15±7.03abc 20.34±5.68abc 23.82±6.93abc 17.93±2.49abc 5.69±1.26abc 17.72±4.41abc 10.23±1.54abc 11.04±1.39abc 8.99±1.45abc 5.20±0.98abc B1組4.79±0.85 B2組30.17±8.74 19.16±5.32 21.05±6.17 16.49±2.86 5.02±1.13 16.95±4.72 9.69±3.87 10.27±1.52 8.15±2.07 4.92±0.86 F值 4.452 5.413 3.800 4.789 4.279 4.862 3.868 4.217 4.751 9.396 P值 0.005 0.002 0.011 0.003 0.006 0.003 0.010 0.006 0.004 ＜0.001 31.95±6.12 18.93±3.47 22.01±6.52 15.34±3.08 5.27±1.29 15.97±3.21 9.75±3.27 10.96±3.31 8.20±1.36

2.3 4組增強掃描的DLP和ED比較

4組肝臟增強掃描的DLP及ED差異具有統計學意義（P＜0.05），其中A1組DLP及ED低于其他組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 4組增強掃描的DLP和ED比較（±s）

表3 4組增強掃描的DLP和ED比較（±s）

注：與A1組比，aP＜0.05。

組別 例數 DLP/（mGy·cm） ED/mSv動脈期 門靜脈期 動脈期 門靜脈期A1組 35 483.24±61.58 6.74±0.13 A2組 35 501.05±481.95±63.04 6.77±0.08 63.19a492.53±66.19a7.56±0.13a7.49±0.46a B1組 35 779.56±84.73a705.54±79.05a10.91±1.14a10.19±1.09a B2組 35 795.49±87.65a764.18±80.54a11.84±1.25a12.59±1.24a F值 158.651 139.599 298.700 338.632 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

3 討論

增強CT掃描具有病灶檢出率高、病灶定性能力好、對血管和非血管性病變的診斷和鑒別能力強的優點，在肝臟、膽、胃腸道等腹部疾病的臨床檢查中應用廣泛[10]。以往在腹部CT掃描過程中常需較大的水溶性碘造影劑劑量才能達到較為理想的圖像質量，但較大的造影劑劑量會使患者出現不良反應，如胃腸反應、嘔吐、蕁麻疹、休克甚至死亡等[11-13]。因此，如何在CT增強掃描檢查中，使用最小劑量的碘造影劑獲得最為理想的圖像資料，是影像科醫師關注的難題。本研究將寶石能譜CT聯合低劑量掃描用于肝臟三期增強檢查，并對其檢查的影像圖像質量進行評價。

本研究中，4組圖像可清晰顯示血管及臟器組織，均達到診斷要求。4組主觀圖像質量的動脈期和門靜脈期、延遲期的差異均無統計學意義，提示寶石能譜CT聯合低劑量掃描方案和寶石能譜CT聯合高劑量掃描方案在主觀圖像質量動脈期和門靜脈期以及延遲期無顯著差異。在CT增強掃描過程中，選擇合適的能量水平可顯著提高單能量圖像質量，準確顯示肝臟血管及占位性病變，對提高臨床診斷具有重要的意義[14]。本研究中，A2組客觀圖像質量動脈期和門靜脈期的腹主動脈腹腔干、腹腔動脈干、腸系膜上動脈門靜脈主干及占位病變的SNR明顯高于其他組，提示最佳SNR單能量圖像并非最高單能量圖像，在肝臟三期增強掃描中，選擇450 mg/kg的低劑量造影劑及60 keV單能量重建，SNR最高，可獲得最優質的ROI圖像，為影像診斷提供了可靠的圖像依據。能譜CT可將X線分成X線的能譜，完成傳統CT無法完成的內容，如發現傳統CT無法辨認的病灶并鑒別其良惡性及定量跟蹤該病灶的治療效果等[15-16]。既往研究顯示，在行寶石能譜肝臟增強CT掃描時，選用400 mg/kg以下的大劑量即可在ROI獲得較為清晰滿意的掃描圖像[17-19]，本研究結果與其基本一致，證實了寶石能譜CT聯合低劑量掃描可在降低水溶性碘造影劑用量的同時，有效提高動脈期和靜脈期圖像的信噪比，獲得更好的圖像質量。4組肝臟增強掃描的DLP及ED差異具有統計學意義，其中A1組DLP及ED明顯低于其他組，說明采用寶石能譜CT聯合低劑量掃描可顯著降低患者行肝臟三期增強掃描所受的輻射劑量，安全性高。分析原因為能譜CT可利用物質對不同X線能量的吸收率不同，有效識別能量差異，辨別物質成分，增強組織對比度，以獲取更多的影像信息，提高CT掃描的圖像質量。雖然低能量高劑量的SNR最高，但低能量低劑量具有最高的圖像主觀評分和最低的DLP和ED值，且SNR尚可，因此相對而言具有更好的臨床應用價值。寶石能譜CT較傳統的CT掃描可顯著降低造影劑的劑量，是目前世界上照射劑量最低的CT，最大程度地保護了患者的健康。結合本研究結果，說明寶石能譜CT聯合低劑量用于肝臟三期增強掃描，能確保影像質量，滿足臨床診斷的需要，同時可有效降低患者輻射劑量，具有較好的臨床應用價值。

綜上所述，寶石能譜CT聯合低劑量掃描在60 keV單能量重建，可有效提高肝臟三期增強掃描的圖像質量，能滿足影像診斷的要求，并有效減少造影劑劑量，安全性高。