王 俊，李 輝，劉 焱，王 佳

（新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001）

雙源CT虛擬平掃在小腸病變中的應用

王 俊，李 輝，劉 焱，王 佳

（新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001）

目的：探討雙源CT虛擬平掃在小腸病變中的應用。方法：對35位患者在雙源CT上行小腸造影檢查，共三期掃描，即常規(guī)平掃、動脈期和靜脈期對比增強雙能量掃描（100 kV/140 kV），調入后處理軟件中的Liver VNC選項卡，獲得動、靜脈期虛擬平掃圖像，將其與真實平掃圖像進行對比。對圖像質量進行主觀評分以及客觀評分，主觀評分由2名醫(yī)生采用雙盲法評分，客觀評分在3個序列的圖像上選擇感興趣區(qū)，分別記錄下動、靜脈期虛擬平掃及真實平掃的病灶、肝臟、肌肉、脂肪的平均CT值，以及由機器產(chǎn)生的噪聲，病灶的信噪比（SNR）及對比信噪比（CNR）。同時記錄下三期掃描的總輻射劑量及去除平掃劑量之后動、靜脈增強兩期掃描的總輻射劑量。采用單因素方差分析比較兩組以上圖像平均CT值、SNR、CNR。采用兩個獨立樣本t檢驗分析輻射劑量。結果：35例患者，其中男16例，女19例，年齡27～83歲，未見明顯異常16例，慢性結腸炎3例，粘連性腸梗阻4例，腫瘤切除術后2例，腸息肉3例，脂肪瘤2例，結腸惡性腫瘤3例，腸系膜纖維瘤1例，回盲部腫物1例。采用SPSS 21.0軟件進行統(tǒng)計分析，病灶、脂肪、肌肉虛擬平掃的CT值小于真實平掃，差異有統(tǒng)計學意義，而肝臟虛擬平掃的CT值大于真實平掃，差異有統(tǒng)計學意義。虛擬平掃的標準差低于真實平掃，而SNR、CNR高于真實平掃，差異無統(tǒng)計學意義。3種圖像主觀評分均能滿足診斷要求，雖然虛擬平掃的主觀評分要低于真實平掃，但是其差異無統(tǒng)計學意義，優(yōu)質圖像率達71.8%。雙能兩期掃描輻射劑量低于常規(guī)三期掃描的24.8%。結論：在患者小腸造影的檢查中，雙能CT的虛擬平掃圖像可以用作基準的密度測量及傳統(tǒng)平掃的替代，省去常規(guī)增強前掃描，大大降低患者接受的輻射劑量。

腸疾病；體層攝影術，螺旋計算機

雙源CT是一種新興的不斷創(chuàng)新的CT成像方式。各種應用程序已開發(fā)和應用，雙源CT使用所謂的三種物質分解（如腹部，對于大多數(shù)應用程序是軟組織，脂肪和碘的基準材料Liver VNC算法）方法是可以減去碘的虛擬未增強圖像或水（圖像）或顯示單純碘信息和分布（碘分布/覆蓋/密度或灌注圖）。虛擬平掃圖像是基于雙能量掃描對碘的特異性識別并去除得到的，其代替常規(guī)平掃減少一期掃描從而降低輻射劑量，已經(jīng)開始用于全身各部位，如在肝臟中的應用等。在肺部結節(jié)的應用也表明虛擬平掃得到的圖像質量完全滿足診斷學要求，可降低患者接受的輻射劑量。在頭部出血、腦膜瘤的應用中也同樣具有不影響診斷以及降低輻射劑量的作用。雖然在腹部報道的較多，但用于腸道CT造影方面的研究較少。本研究旨在調查探索雙源CT的雙能量虛擬掃描在小腸疾病中的應用。

1 材料與方法

1.1 一般資料

2015年11月—2016年3月擬行雙源CT小腸造影檢查的35例患者，其中男16例，女19例，年齡27～83歲。

1.2 掃描前準備

所有患者檢查前禁食至少6 h，在檢查前至少45min，以70mL腸道陰性對比劑 （2.5%甘露醇溶液）+500mL溫水混勻，共3份，囑患者每15min勻速口服1份，在候診室等候并憋尿，對于無禁忌證的患者在開始檢查前靜脈注射山莨菪堿 20mg。上機前囑患者口服40mL的2.5%甘露醇溶液+210mL溫開水，喝完即上機進行雙能量掃描。

1.3 掃描參數(shù)

采用Siemens Somatom FLASH雙源CT機。掃描范圍自肝頂起始至生殖器結束，掃描序列包括平掃期和雙能量動、靜脈增強期。平掃參數(shù)：120 kV，螺距 0.7，0.5 s/r，準直器寬度 128×0.6 mm，重建層厚1mm，間距0.7mm。完成平掃后，經(jīng)肘前靜脈的留置針， 注入碘帕醇（350mgI/mL）90mL，流率 4.0mL/s。采用對比劑示蹤法（Bolus tracking）確定動脈期延遲時間，在降主動脈內放置感興趣區(qū)（ROI），ROI的閾值為100HU，達到閾值后，延遲7 s自動觸發(fā)動脈期掃描。延遲35 s進行靜脈期掃描。雙能量掃描參數(shù)：A、B管球分別為 140 kVp、178mAs和 100 kVp、230mAs，視野32 cm，余同平掃參數(shù)。通過后處理合成圖像，重建與平掃期相同間距、層厚的圖像，其雙能量圖像構成比為M0.5（140 kVp和100 kVp的數(shù)據(jù)比值各為 50%）。

1.4 虛擬平掃圖像的獲得

雙能掃描可獲得100 kV、Sn140 kV、融合圖像（融合比 0.5）。 采用 Siemens MMWP（syngo MMWP，Siemens Medical Solutions）工作站，將動脈期及靜脈期雙能量薄層（100 kV、Sn140 kV）圖像分別調入雙能選項卡（Dual energy），選擇 Abdomen（CA），再啟動Liver VNC，通過下方滑塊，把CT融合比率調到100%，此時獲得的即是虛擬圖像，然后分別選擇徑向范圍與平行范圍，重建出與常規(guī)平掃間隔、層厚相同的圖像，得到動脈期以及靜脈期的軸位、冠狀位圖像，保存序列。

1.5 圖像客觀評估數(shù)據(jù)的測量

測量病灶及脂肪、肝臟、肌肉CT值：分別在動脈期、靜脈期重建1mm的虛擬平掃軸位圖像上，選擇病灶及脂肪、肝臟、肌肉各自顯示最佳的3個層面，放置感興趣區(qū)（ROI），盡量保證3個層面放置的ROI大小相同、位置相似，分別把ROI的CT值及由機器產(chǎn)生的標準差（噪聲）記錄下來，病灶的信噪比（SNR）＝病灶 CT 值/噪聲；對比噪聲比（CNR）＝（病灶CT值－脂肪CT值）/噪聲。

1.6 圖像主觀質量評分

主觀評分由2位影像中心的主治醫(yī)師在不知道患者檢查方法的情況下讀片，2位醫(yī)師獨立觀察及比對圖像，如果意見不一致，由2人協(xié)商后達成一致。按照5分的等級標準：5分，解剖結構和細節(jié)顯示清晰，無明顯噪聲；4分，解剖結構和細節(jié)顯示較為清晰，噪聲較多；3分，大部分解剖結構較為清晰，細節(jié)顯示欠清楚，噪聲較明顯但基本可以接受；2分（較差），解剖結構顯示不清楚，細節(jié)辨識困難，噪聲很明顯；1分（極差），解剖結構模糊，細節(jié)不清，噪聲很明顯。

1.7 輻射劑量評估

把每位患者的相關劑量數(shù)據(jù)記錄下來，主要數(shù)據(jù)有容積 CT 劑量指數(shù)（CT dose index，CTDIvol）及劑量長度乘積（Dose length product，DLP）。 再分別計算出每位患者的有效輻射劑量 （ED=DLP×k），k為換算因子，采用歐洲CT質量標準指南提出的腹部取值為 0.015，DLP 由機器自動生成，CTDIvol反應球管旋轉一圈掃描容積的平均劑量，DLP用來評價受檢者完成一次完整CT掃描的總輻射劑量。

1.8 統(tǒng)計學分析

在SPSS 21.0軟件上采用兩個獨立樣本t檢驗分析輻射劑量，以P＜0.01為差異有統(tǒng)計學意義，分析主觀評分采用R×C列表的卡方檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。采用單因素方差分析比較兩組以上圖像的平均CT值、SNR、CNR。

2 結果

35例小腸CT造影的患者中未見明顯異常16例，慢性結腸炎3例，粘連性腸梗阻4例，腫瘤切除術后2例，腸息肉3例，脂肪瘤2例，結腸惡性腫瘤3例，腸系膜纖維瘤1例，回盲部腫物1例。對3組圖像測量得到的病灶及脂肪、肝臟、肌肉CT值以及標準差、SNR、CNR進行統(tǒng)計學分析見表1，病灶、脂肪、肌肉虛擬平掃的CT值小于真實平掃，P＜0.05，差異有統(tǒng)計學意義，而肝臟虛擬平掃的CT值大于真實平掃，P＜0.05，差異有統(tǒng)計學意義。虛擬平掃的標準差低于真實平掃，而SNR、CNR高于真實平掃，P＞0.05，差異無統(tǒng)計學意義。

2位醫(yī)師對虛擬平掃圖像質量的評分見表2，所有圖像的評分均為5分、4分和3分，無2分和1分者。P＞0.05，3組圖像主觀評分差異無統(tǒng)計學意義。3種圖像主觀評分均能滿足診斷要求，雖然虛擬平掃的主觀評分要低于真實平掃，但其差異無統(tǒng)計學意義，優(yōu)質圖像率達71.8%。

常規(guī)三期掃描的劑量為平掃及動、靜脈增強掃描的劑量之和，而計算雙能量兩期掃描的劑量時，只算動、靜脈期增強掃描劑量之和即可。雖然一期雙能增強掃描輻射劑量比常規(guī)平掃稍高，但是雙能兩期掃描有效輻射劑量（（14.36±4.20） mGy）低于常規(guī)三期（（20.18±5.14） mSv）。

表1 對3組圖像測量得到的病灶及脂肪、肝臟、肌肉CT值以及標準差、SNR、CNR進行比較

表2 虛擬平掃圖像質量的評分表

圖1a～1e 升結腸癌患者。圖1a：真實平掃圖像顯示升結腸局限性腸壁增厚，腸腔不規(guī)則狹窄；圖1b：動脈期虛擬平掃圖像；圖1c：靜脈期虛擬平掃圖像；圖1d，1e：動脈期及靜脈期虛擬平掃冠狀位重建圖像。Figure 1a～1e. Ascending colon cancer patient.Figure 1a:Real scan image shows circumscribed thickening of the ascending colon wall,irregular luminal stenosis;Figure 1b is the virtual unenhanced image in arterial phase;Figure 1c is the virtual unenhanced image in venous phase;Figure 1d,1e for the virtual unenhanced coronal reconstruction images in arterial and venous phase.

3 討論

因為雙源CT是同時使用兩個球管來采集數(shù)據(jù)的，而在不同的管電壓下，組織對X射線的吸收度是不一樣的，所以這種技術才可以在不同的管電壓下識別物質，鑒別原子序數(shù)較大物質的衰減情況，尤其是碘這種CT檢查時常用的對比劑，我們可以通過對高低不同管電壓球管掃描出的原始數(shù)據(jù)進行重建，來分離出對比劑碘這種物質，即可得到虛擬平掃圖像[1－2]。

由于此研究采用了第二代雙源CT 100 kV/140 kV的管電壓組合，比第一代80 kV/140 kV的管電壓有所提高，再加上Sn140 kV采用了能譜純化技術，所以比第一代雙源CT的圖像質量要高，而且在后處理的算法中采用了專用的濾波平滑技術。其線性融合技術使得高低千伏數(shù)據(jù)的優(yōu)勢得到很好的利用，發(fā)揮了低千伏優(yōu)質對比度的優(yōu)勢以及高千伏低噪音的好處[3－4]。

有文獻報道，動脈期虛擬平掃圖像的質量要比靜脈期高，可能很大程度上還是因為虛擬平掃圖像重建的原理，動脈期圖像上對比劑主要集中在動脈血管中，臟器組織毛細血管中對比劑的含量少，因此所得到的虛擬平掃圖像臟器和組織的自然對比更接近于常規(guī)CT平掃圖像。相較于肝臟來說，在動、靜脈期中腸道攝碘的差異較小，因此去除碘之后沒有太大的差異，而肝臟在靜脈期的血供遠遠大于動脈期，CT值較高，靜脈期的虛擬重建時去除碘的能力有限。因此在小腸疾病中，動、靜脈期的虛擬平掃圖像并無明顯差異。有文獻報道虛擬平掃在腹部應用可以替代真實平掃，但是在此次研究中發(fā)現(xiàn)部分病人肝臟的虛擬平掃圖像部分結構顯示欠清，不如真實平掃那么銳利[5]。而虛擬平掃在腸道病變的顯示中，與真實平掃是對等的，甚至有時是高于真實平掃的，其對于腸壁以及腫瘤病變的腫塊形成的顯示，較真實平掃圖像更加清晰。

虛擬平掃圖像由于圖像生成的某些過程，使其往往比真實平掃的圖像更光滑。虛擬平掃圖像上組織器官的邊緣較常規(guī)平掃圖像稍欠銳利，但通過在PACS上調節(jié)圖像的窗寬和窗位可以彌補，不會影響對病變的顯示[6]。虛擬平掃圖像對腸道內較小的高密度物體的顯示能力不及常規(guī)平掃，這與文獻報道的結果一致。由于接受條件不同，真實平掃的效果通常也是不同的，尤其是第一代雙源CT。隨著圖像處理技術的進步，虛擬圖像的效果越來越趨于真實平掃。現(xiàn)在隨著迭代重建的頻繁使用，虛擬圖像與真實圖像幾乎沒有差異。

CT的輻射劑量長久以來一直是人們的困擾，尤其是對于一些需要長期隨訪的病人。這些年來，大家一直在降低輻射劑量上進行了各種努力，降低管電壓、電流，增大螺距，但是伴隨而來的是圖像質量也會相應的下降，要將降低劑量與提高圖像質量完美結合一直是大家的目標。本研究中，雖然一期雙能量增強掃描的劑量稍高于常規(guī)平掃，但是雙能兩期掃描卻比常規(guī)三期掃描的劑量要低，并且圖像質量并無下降。綜上所述，在患者小腸造影的檢查中，雙能CT的虛擬平掃圖像可以用作基準的密度測量及傳統(tǒng)平掃的替代，省去常規(guī)增強前掃描，大大降低患者接受的輻射劑量。

雙源CT在小腸造影檢查中有一些局限性，新一代雙源CT的高能X射線管視野較小，對于部分體型較大的病人，進行雙能掃描后所生成的圖像，其腹部的邊緣顯示不全，部分腸道周邊的圖像可能被截斷。并且對于肥胖病人來說，低能X射線穿透較少，即使新一代雙源CT使用100 kVp作為低能量譜，代替上一代的80 kVp，且在高能量譜140 kVp的球管上用了錫過濾器 （通過減少低能光譜和高能光譜之間的重疊，消除了光譜的低能X射線[7－8]），圖像質量仍然略低于同條件下的普通患者。而低噪聲的源數(shù)據(jù)對于獲取準確DE－based后處理是至關重要的，所以患者體質量指數(shù)（BMI）最好低于35 kg/m2。

本研究的局限性在于研究樣本量相對較少，由于數(shù)據(jù)量較大以及需要在特殊的后處理工作站進行后處理，目前在小腸造影方面仍未廣泛使用，尚需要更多的研究來證實雙能量CT虛擬平掃及雙能CT其他后處理技術在腸道疾病中應用的可靠性和有效性。

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Application of virtual unenhanced imaging of dual-source CT in small intestine lesions

WANG Jun,LI Hui,LIU Yan,WANG Jia
(Radiographic Center,the People’s Hospital of Xinjiang Uygur Autonomous Region,Urumqi 830001,China)

Objective:To explore the application of dual－source CT virtual scan in the small intestine.Methods:Thirtyfive patients underwent small intestine radiography with dual source CT,a total of three scans,namely conventional unenhanced,arterial and venous phase.The virtual unenhanced images were obtained and compared with the real images in arterial and venous phase.The subjective score of image quality was evaluated by two doctors using double－blind method,the objective score of image quality was to select the region of interest in the images of three sequences,to record the average CT values of lesions,liver,muscle and fat of virtual unenhanced and real images in arterial and venous phase,and the noise generated by the machine,lesion－noise ratio(SNR)and contrast－noise ratio(CNR).At the same time,the total radiation dose of three phase scans and the total radiation dose of arterial and venous enhancement after the removal of the unenhanced dose were recorded.ANOVA was used to compare the average CT values of the images of two groups,SNR and CNR.Two independent samples t－test was used to analyze radiation dose.Results:In 35 patients,there were 16 males,and 19 females,aged 27～83 years old,which had no obvious abnormalities in 16 cases,chronic colitis in 3 cases,4 cases of intestinal obstruction,2 cases of tumor resection,intestinal polyp in 3 cases,2 cases of lipoma,3 cases of colon cancer,1 case of mesenteric fibroma,ileocecal tumor in 1 case.Using SPSS 21.0 software for statistical analysis,the CT values of lesions,fat,muscle of virtrual non－contrasted(VNC)were less than the those of true non－contrasted(TNC),the difference was statistically significant,while the CT value of VNC of liver was greater than that of TNC,the difference was statistically significant.Virtual unenhanced SD was lower than the real plain,and SNR,CNR were higher than those of the real plain,the difference was not statistically significant.The subjective scores of the three images could meet the diagnostic requirements,although virtual unenhanced subjective rating was lower than that of real plain,but the difference was not statistically significant,highquality image rate of 71.8%.The dual－energy two phases radiation dose was less than 24.8%of the conventional three phases radiation dose.Conclusions:In the examination of patients with small bowel radiography,the dual－energy CT VNC images can be used as a benchmark for the density measurement and an alternative for the traditional plain,eliminating the conven-tional pre－enhancement scan,greatly reducing the patient’s radiation dose.

Intestinal diseases;Tomography,spiral computed

R574；R814.42

A

1008－1062（2017）04－0260－04

2016－07－20；

2016－10－01

王?。?991－）， 女， 河南人，在讀碩士研究生。 E－mail：xstrawberry＠sina.cn

李輝，新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院放射影像中心，830001。 E－mail：lihui0035＠163.com

新疆自然科學基金（2015211C189）。