雙源CT雙能量掃描模式對(duì)胰腺腫瘤的診斷價(jià)值

劉佳懌張俊陸琳趙衛(wèi)楊亞英

雙源CT(dual-source CT，DSCT)雙能量掃描經(jīng)后處理得到多種衍生序列，如線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖、單能譜圖像等。多種衍生序列可提供各種不同的診斷信息及進(jìn)行多方面定性及定量評(píng)估[1]，而采取何種圖像融合方式及不同融合權(quán)重的選擇常常因人而異、因組織而異[2]。低千伏掃描圖像噪聲相應(yīng)增加，但圖像對(duì)比度高；而高千伏掃描圖像噪聲相對(duì)較小，信號(hào)相對(duì)均勻，但對(duì)比度低。為結(jié)合兩者優(yōu)勢(shì)，雙能量掃描成像多采用兩組圖像融合的方式。為此，本研究比較各衍生序列對(duì)胰腺腫瘤病灶顯示的差異，評(píng)價(jià)其對(duì)胰腺腫瘤的診斷價(jià)值。

一、材料與方法

1．研究對(duì)象：收集2012年3月至2013年3月泰州市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科行腹部雙能量CT增強(qiáng)掃描的胰腺腫瘤患者30例，其中術(shù)后病理結(jié)果證實(shí)胰腺癌16例，囊腺瘤4例，胰島細(xì)胞瘤2例；經(jīng)臨床診斷及隨訪證實(shí)胰腺癌8例。30例患者中男性16例，女性14例，年齡27～74歲，平均(59±10)歲，體重指數(shù)為(23.5±3.3)kg/m2。所有入選患者檢查前均簽署知情同意書，并接受DSCT雙能量掃描模式檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)有碘過敏史；(2)嚴(yán)重心、肺、腎功能不全；(3)孕、產(chǎn)婦；(4)不同意該項(xiàng)掃描方案者等。

2．DSCT雙能量掃描：患者取仰臥位。應(yīng)用西門子第二代炫速雙源CT行平掃期、動(dòng)脈期、胰腺實(shí)質(zhì)期及延遲期掃描。平掃期、動(dòng)脈期及延遲期均采用常規(guī)掃描，管電壓及管電流分別為120 kVp、250 mAs，準(zhǔn)直128 mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/圈，螺距0.6；實(shí)質(zhì)期采用雙能量掃描，管電壓分別為Sn140kVp、100 kVp，管電流分別為178 mAs、230 mAs，準(zhǔn)直32 mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/圈，螺距0.8。平掃期在胰體水平腹主動(dòng)脈層面達(dá)到100 HU時(shí)延遲6 s掃描。動(dòng)脈期延遲約21 s，胰腺實(shí)質(zhì)期延遲約45 s，延遲期延遲約80 s。均開啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)技術(shù)。掃描方向?yàn)閺念^到足，掃描范圍由肝上緣至髂脊上方。增強(qiáng)掃描采用對(duì)比劑示蹤法觸發(fā)，用自動(dòng)雙筒高壓注射器經(jīng)前臂靜脈注射對(duì)比劑碘普羅胺85～100 ml，后續(xù)生理鹽水20～30 ml，流速均為4 ml/s。

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.02.015

作者單位：225300泰州，泰州市人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(劉佳懌、張俊)；昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科(陸琳、趙衛(wèi)、楊亞英)

通信作者：張俊，Email：53113379@qq.com

3．圖像處理、分析與測(cè)量：胰腺實(shí)質(zhì)期雙能量掃描獲得Sn140 kVp、100 kVp及線性融合(融合因子為0.5)3組圖像，數(shù)據(jù)傳輸至后處理工作站。將Sn140 kVp、100 kVp兩組原始數(shù)據(jù)一并調(diào)入后處理軟件，選擇“Liver VNC”程序進(jìn)行自動(dòng)能量減影，調(diào)整平掃CT與碘對(duì)比劑的融合比率到0，碘對(duì)比劑的融合比率到100%，得到碘圖；選擇“Optmial Contrast”程序處理得到非線性融合圖像；選擇“Mono Energetic”軟件處理得到機(jī)器自動(dòng)給出的最高胰腺實(shí)質(zhì)-腫瘤對(duì)比噪聲比(CNR)單能譜圖像(74keV)。

將線性融合圖像、常規(guī)平掃圖像及碘圖調(diào)入“Viewing”軟件，得到正常胰腺組織及腫瘤組織CT值，并計(jì)算其相對(duì)強(qiáng)化值(REV)值(即線性融合圖像CT值-常規(guī)平掃圖像CT值)。將線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖及單能譜74keV圖像調(diào)入“Viewing”軟件，得到正常胰腺組織CT值、腫瘤組織CT值、腹壁正中皮下脂肪CT值標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。橫斷位圖像于胰腺正常組織、腫瘤組織、同層面腹主動(dòng)脈及脊柱后方肌肉處測(cè)量CT值。避開血管、壞死、鈣化及組織邊緣選擇感興趣區(qū)(region of interest，ROI)。盡可能選擇大的ROI以減少噪聲，若病灶較小可適當(dāng)減小面積，原則上不低于50 mm2。取連續(xù)3層CT值的平均值，以其標(biāo)準(zhǔn)差作為該層面的圖像噪聲，進(jìn)一步計(jì)算胰腺正常組織與腫瘤組織CT差值(即正常組織CT平均值-腫瘤組織CT平均值)、強(qiáng)化比值(腫瘤組織CT平均值/正常組織CT平均值)及正常組織與腫瘤腫瘤CNR(正常胰腺平均CT值-胰腺腫瘤平均CT值/皮下脂肪SD值)[3]。

4．主觀評(píng)分：由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像科醫(yī)師分別對(duì)兩組圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，意見不一致時(shí)共同閱片達(dá)成一致。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[4]：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，病變邊界清楚，解剖細(xì)節(jié)清晰，組織界限易于識(shí)別，能夠簡(jiǎn)單明了地評(píng)價(jià)為5分；解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)及病灶較清楚，不影響診斷，能夠評(píng)價(jià)為4分；大部分解剖結(jié)構(gòu)及病灶可以滿足診斷，但少數(shù)圖像細(xì)節(jié)模糊，不能進(jìn)行評(píng)價(jià)為3分；解剖結(jié)構(gòu)及病灶不清楚，解剖細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)，診斷價(jià)值有限為2分；解剖結(jié)構(gòu)及病灶模糊，不能用于診斷為1分。解剖細(xì)節(jié)是指是否顯示病灶形態(tài)、范圍及邊緣等。3分以上均能滿足診斷要求。

二、結(jié)果

1．正常胰腺組織與胰腺腫瘤組織的REV值、碘圖CT值：正常胰腺組織及腫瘤組織的REV值分別為(62.53±18.68)、(34.98±13.79)HU；碘圖CT值分別為(60.15±15.23)、(31.68±11.34)HU，兩種組織的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t值分別為2.120、1.946，P值均>0.05，圖1、2)。

圖1　胰腺癌的線性融合圖像(1A)及碘圖(1B)

圖2　胰島細(xì)胞瘤的線性融合圖像(2A)及碘圖(2B)

2．CT差值、強(qiáng)化比值及CNR：不同衍生序列測(cè)量的CT差值、強(qiáng)化比值、腫瘤CNR的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05，表1)，其中CT差值最大的序列是非線性融合圖，其余依次是單能譜74keV圖、線性融合圖和碘圖；強(qiáng)化比值最小的是碘圖，其余依次為非線性融合圖、單能譜74keV圖、線性融合圖；腫瘤CNR最大的序列是碘圖，其余依次是非線性融合圖、單能譜74keV圖、線性融合圖(圖3)。

雙能衍生序列CT差值(HU)強(qiáng)化比值腫瘤CNR線性融合圖36.30±12.230.66±0.122.94±0.89非線性融合圖44.38±13.250.58±0.133.62±1.28碘圖27.28±10.090.49±0.124.04±0.62單能譜74keV圖40.12±14.050.61±0.123.25±1.01F值30.6727.14818.651P值0.0210.0120.003

圖3　胰體尾癌的線性融合圖(3A)、非線性融合圖(3B)、碘圖(3C)、單能譜74keV圖(3D)

3．4組衍生序列圖像質(zhì)量評(píng)分比較：線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖、單能譜74keV圖像的評(píng)分分別為(3.92±0.53)、(3.98±0.55)、(2.32±0.68)、(3.95±0.54)分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Chis-Square=6.562,P=0.002)。除評(píng)分最低的碘圖與其他各圖像間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余兩兩間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩評(píng)分者的一致性較好(Kappa=0.81,P<0.05)。

討論雙能量掃描模式在一次掃描的同時(shí)獲得Sn140kVp及100kVp兩組原始數(shù)據(jù)，并經(jīng)后處理得到系列衍生序列，包括碘圖、線性融合圖、非線性融合圖及單能譜圖，相較于常規(guī)掃描可提供更多的診斷信息。CT增強(qiáng)掃描采用低管電壓能夠提高含碘組織的CT值，提高病變組織與周圍正常組織的對(duì)比度[5]，雙能CT對(duì)物質(zhì)的化學(xué)組成亦有較高的敏感性[6]，其物質(zhì)分離技術(shù)可以將碘與其他物質(zhì)分離開來，其基本原理在于利用碘在不同能量下的衰減趨勢(shì)與其他組織衰減趨勢(shì)的明顯差異將碘從圖像中單獨(dú)提取出來[3,7]。碘分布圖根據(jù)碘濃集情況分析病灶強(qiáng)化程度較常規(guī)增強(qiáng)準(zhǔn)確度高，有助于評(píng)價(jià)病變血供狀況及富血供、乏血供病灶的檢出[8]。

理論上來說碘圖CT值較常規(guī)增強(qiáng)的REV值更加準(zhǔn)確，因?yàn)殡p能量掃描不存在數(shù)據(jù)采集位置和時(shí)間差，可以最大程度減少ROI在動(dòng)態(tài)掃描中出現(xiàn)位置偏差導(dǎo)致的測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確[9]，尤其對(duì)于相對(duì)較小的病灶，既可降低測(cè)量誤差的影響，同時(shí)也提高了診斷的準(zhǔn)確性。本研究結(jié)果顯示，胰腺腫瘤組織的碘圖CT值與REV值之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，總體相關(guān)性較好。直接利用碘圖CT值來判定REV值可以更直觀地顯示腫瘤組織的強(qiáng)化程度。碘圖的胰腺腫瘤CT差值低于線性融合、非線性融合及單能譜74keV圖，但腫瘤CNR卻最大，強(qiáng)化比值最小。

眾所周知，圖像的CNR越高，病灶的顯示越清楚，但本研究中碘圖的圖像主觀評(píng)分診斷卻低于其他各組，提示測(cè)量出來的碘圖高噪聲比并沒有提高主觀診斷價(jià)值，原因可能主要在于其脂肪的SD值明顯低于其他各組，因此CNR采用脂肪SD值進(jìn)行計(jì)算和評(píng)估的標(biāo)準(zhǔn)是否也適用于碘圖值得進(jìn)一步思考和探討。

線性融合是指將各像素的信號(hào)強(qiáng)度按固定權(quán)重相互疊加融合。本研究的線性融合圖由Sn140 kVp和100 kVp兩組原始數(shù)據(jù)按0.5的加權(quán)融合系數(shù)融合而成。Sn140 kVp圖像噪聲較低，但對(duì)比度較差，100 kVp圖像對(duì)比度較為理想，但噪聲較高，線性融合圖像在一定程度上提高對(duì)比度同時(shí)降低噪聲，能夠平衡這兩方面的問題。這樣獲得的圖像雖然不是真實(shí)的120 kVp管電壓采集獲得的圖像, 但與標(biāo)準(zhǔn)120 kVp管電壓實(shí)際采集獲得的圖像質(zhì)量基本一致[10]。非線性融合圖像中的融合比例是不定的，可根據(jù)不同CT值決定融合的權(quán)重，在CT值較低區(qū)域的融合時(shí)Sn140 kVp圖像所占比例較大，優(yōu)先獲得高電壓數(shù)據(jù)來降低噪聲，而CT值較高區(qū)域的融合時(shí)100 kVp圖像所占比例較大，優(yōu)先提取低管電壓數(shù)據(jù)來提高對(duì)比增強(qiáng)度，因此，非線性融合圖像有望在獲得更佳的密度分辨率的同時(shí)降低圖像噪聲[11]。本研究結(jié)果亦顯示，在線性融合、非線性融合及單能譜74 keV圖像中，胰腺腫瘤CT差值、強(qiáng)化比值及腫瘤CNR最優(yōu)的均為非線性融合圖像，其余依次為單能譜74 keV圖像、線性融合圖像。有研究報(bào)道[12-13]，40～190 keV的單能譜圖像中73～74 keV圖像的胰腺腫瘤CNR最佳，但并不優(yōu)于非線性融合圖像，而線性融合圖像的CNR近似于單能譜70 keV圖像。因單能譜74 keV圖像的CNR高于單能譜70 keV圖像，所以推算單能譜74 keV圖像的CNR高于線性融合圖像。本研究結(jié)果與其相符合。但在圖像質(zhì)量主觀評(píng)分中，三者的兩兩組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

目前，由于雙能CT投入臨床應(yīng)用的時(shí)間較短，值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)較少，同時(shí)本研究所收集的病例數(shù)不多，樣本的選擇也存在一定偏倚，得出的結(jié)果可能不夠準(zhǔn)確。此外，本研究的病灶區(qū)大小不等、形態(tài)不規(guī)則，選定ROI時(shí)也不能做到完全相同，或者是難以避開一些其他組織，硬化偽影和容積效應(yīng)等因素[14-15]都可對(duì)本研究結(jié)果造成影響，從而產(chǎn)生誤差。因此，還需要進(jìn)一步完善研究方案，擴(kuò)大研究范圍，進(jìn)行更深入的研究，以取得更可靠的結(jié)果。

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收稿日期：(2014-07-18)

(本文編輯：呂芳萍)

·勘誤更正·

本刊2015年第1期22頁刊登的“HIF-1α@Fe3O4納米顆粒標(biāo)記對(duì)胰腺癌干細(xì)胞增殖及凋亡的影響”一文英文中的Suzhou單位更正為Jiangsu，即：Department of Radiology, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang212001, China

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