黃潔惠　倪鐫　謝鐵明　孫晶晶　楊永波

[摘要] 目的 探討雙能量盆腔CT虛擬平掃（VNC）與常規(guī)平掃（CNC）的圖像質(zhì)量差異。 方法 收集2017年7月～2018年1月單盆腔增強(qiáng)掃描的60例患者，行常規(guī)平掃和實(shí)質(zhì)期雙能量掃描。測(cè)量虛擬平掃及常規(guī)平掃圖像上臀大肌及膀胱的平均CT值、臀大肌SNR、臀大肌-膀胱對(duì)比噪聲比（CNR）及輻射劑量，并記錄圖像質(zhì)量主觀評(píng)分。結(jié)果 虛擬平掃所測(cè)膀胱SNR及圖像質(zhì)量評(píng)分與常規(guī)平掃比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；所測(cè)膀胱CT值、臀大肌CT值、臀大肌SNR、CNR比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）；雙能量盆腔直接增強(qiáng)掃描所測(cè)輻射劑量低于常規(guī)盆腔增強(qiáng)掃描，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。 結(jié)論 雙能量盆腔CT虛擬平掃的圖像質(zhì)量跟常規(guī)平掃的圖像質(zhì)量相比無(wú)差別，在去除節(jié)育環(huán)等金屬偽影方面甚至優(yōu)于常規(guī)平掃。因此虛擬平掃可替代常規(guī)平掃并且可以減少1次輻射劑量。

[關(guān)鍵詞] 雙能量CT；盆腔；虛擬平掃；金屬偽影；圖像質(zhì)量；輻射劑量

[中圖分類(lèi)號(hào)] R814 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2018）26-0096-04

Comparative study on dual-energy pelvic CT virtual plain scan and conventional plain scan

HUANG Jiehui NI Juan XIE Tieming SUN Jingjing YANG Yongbo

Department of Radiology， Zhejiang Cancer Hospital， Hangzhou 310022， China

[Abstract] Objective To investigate the difference of image quality between dual-energy pelvic CT virtual plain scan （VNC） and conventional plain scan（CNC）. Methods 60 patients undergoing single pelvic enhanced scan between July 2017 and January 2018 were collected. Conventional plain scans and dual-energy scans in nephrographic phase were carried out. The plain CT value of gluteus maximus and bladder， SNR， gluteus maximus-bladder contrast noise ratio （CNR）， and radiation dose on virtual plain scan and conventional plain scan images were measured. The subjective scores of image quality were recorded. Results There were no statistically significant differences in the urinary bladder SNR and image quality scores measured by the virtual plain scan compared with the conventional plain scan（P>0.05）； the measured CT value of the bladder， the CT value of the gluteus maximus， the SNR and the CNR of the gluteus maximus were all statistically different（P<0.05）； the measured radiation doses of dual-energy pelvic direct enhanced scan were lower than those in conventional pelvic enhanced scans， the difference was statistically significant（P<0.05）. Conclusion The image quality of dual-energy pelvic CT virtual plain scan has no difference compared with the image quality of conventional plain scan. It is even superior to conventional plain scan in removing metal artifacts such as birth control rings. Therefore， the virtual plain scan can replace the conventional plain scan and can reduce the radiation dose once.

[Key words] Dual-energy CT； Pelvic cavity； Virtual plain scan； Metal artifacts； Image quality； Radiation doses

CT具有較高密度的分辨力，結(jié)合CT增強(qiáng)掃描，能更好顯示病變特征，CT檢查在盆腔疾病的診斷中占有重要地位[1]，但對(duì)射線高度敏感的性腺等器官、組織在盆腔檢查中不可避免受到照射，加上我們醫(yī)院患者大多需要多次（術(shù)前、術(shù)后及放化療后）盆腔增強(qiáng)CT掃描，導(dǎo)致輻射劑量的增加，因而盆腔CT低劑量掃描值得深入研究。雙能量（dual energy， DE）虛擬平掃（virtual non-contrast，VNC）是通過(guò)一次增強(qiáng)掃描，并用軟件處理獲得平掃圖像[2]，這項(xiàng)技術(shù)可減少患者一次檢查，有效降低輻射劑量。本文旨在研究盆腔CT虛擬平掃的圖像質(zhì)量與真實(shí)平掃圖像質(zhì)量的差異，探討在盆腔CT掃描中虛擬平掃可否有望代替常規(guī)平掃?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2017年7月～2018年1月行盆腔單個(gè)部位增強(qiáng)CT的患者60例，其中男39 例，女 21例，平均年齡（55±10）歲。所有患者檢查前要求無(wú)過(guò)敏史，并簽署知情同意書(shū)。

1.2 掃描方法

檢查前要求患者憋尿使膀胱充盈并去除腹部的金屬物品。采用德國(guó)西門(mén)子64排雙源CT機(jī)（Somaton Definition flash CT）行盆腔常規(guī)平掃及實(shí)質(zhì)期雙能量增強(qiáng)掃描。掃描范圍從髂前上嵴至恥骨聯(lián)合下緣。常規(guī)平掃：?jiǎn)吻蚬?20 kV管電壓，參考管電流為210 mAs，層厚及層間距均為5 mm，螺距0.7，準(zhǔn)直128×0.6 mm。雙能量增強(qiáng)掃描：A、B球管電壓分別為100 kV、140 kV，參考管電流分別為230、178 mAs，A、B球管的融合比為0.5，準(zhǔn)直32×0.6 mm，螺距0.7，掃描野332 mm×332 mm，層厚及層間距為1 mm。開(kāi)啟自動(dòng)曝光劑量調(diào)節(jié)技術(shù)（Care Dose 4D），即根據(jù)患者身材和臟器的解剖厚度及密度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)管電流，球管旋轉(zhuǎn)速度（RT）為0.5 s/周，掃描方向從頭到足。增強(qiáng)采用德國(guó)Ulrich高壓注射器，18 g套管針經(jīng)肘靜脈注射，碘比醇注射液（三代顯300 mg I/mL）85 mL，后跟20 mL氯化鈉注射液，注射速率為2.5 mL/s，延遲65 s后開(kāi)始實(shí)質(zhì)期掃描。

1.3 圖像后處理

掃描結(jié)束后將雙能量增強(qiáng)掃描得到A、B球管的任意一組1 mm薄層圖像調(diào)入（Siemens syngo multimodality workplace，VE40B）工作站中，打開(kāi)Dual-energy軟件，點(diǎn)擊liver VNC后處理選項(xiàng)卡，將碘對(duì)比劑的融合比率調(diào)到0%，窗寬窗位調(diào)整到與常規(guī)盆腔平掃一致，得到盆腔的VNC圖像，再把1 mm的VNC圖像導(dǎo)入3D卡中按照常規(guī)平掃時(shí)相同的層厚層間距重建出相應(yīng)圖像。

1.4 圖像評(píng)價(jià)指標(biāo)

1.4.1 客觀評(píng)價(jià) 參考文獻(xiàn)[3]的方法，選擇臀大肌、膀胱充盈的中央層面，測(cè)量范圍0.9～1.1 cm2，保證常規(guī)平掃與雙能量虛擬平掃圖像上ROI的大小和位置相同，分別測(cè)量這兩者的平均CT值，并測(cè)量該層面空氣的標(biāo)準(zhǔn)差值（SD）作為圖像背景噪聲。測(cè)量方法見(jiàn)圖1。信號(hào)噪聲比（SNR）為平均CT值除以背景噪聲SD值；對(duì)比噪聲比（CNR）為臀大肌平均CT值與膀胱平均CT值之差再除以背景噪聲SD值[4]。

圖1 常規(guī)平掃及VNC圖像上同一層面不同部位CT值和噪聲的測(cè)量（其中左圖為VNC圖像）

1.4.2主觀評(píng)價(jià) 由兩名主治醫(yī)生共同對(duì)VNC及CNC圖像進(jìn)行閱片，按照解剖細(xì)節(jié)、圖像質(zhì)量及是否存在偽影行進(jìn)行評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[5]：5分：圖像質(zhì)量非常好，解剖細(xì)節(jié)在圖像中顯示清晰，沒(méi)有偽影；4分：圖像質(zhì)量好，解剖結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)在圖像中顯示較清楚，偽影少，能夠評(píng)價(jià)；3分：圖像質(zhì)量較好，解剖細(xì)節(jié)在圖像中顯示可滿(mǎn)足診斷，但少數(shù)圖像不能進(jìn)行評(píng)價(jià)；2分：圖像質(zhì)量較差，解剖細(xì)節(jié)在圖像中顯示不清楚，偽影較大；1分：圖像質(zhì)量很差，解剖結(jié)構(gòu)在圖像中顯示模糊，不能診斷。圖像質(zhì)量評(píng)分≥3分即認(rèn)為能滿(mǎn)足診斷要求。

1.5 輻射劑量評(píng)估

記錄掃描時(shí)機(jī)器自動(dòng)生成的常規(guī)平掃及雙能量增強(qiáng)掃描輻射劑量，包括CT劑量指數(shù)（CT dose index，CTDI）和劑量長(zhǎng)度乘積（dose Length product，DLP），并計(jì)算有效劑量（effective dose，ED），參照計(jì)算公式：ED=k×DLP，單位為mSv，其中換算因子k=0.015[6，7]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件包，對(duì)常規(guī)平掃與VNC兩組圖像上臀大肌及膀胱的平均CT值、SNR、CNR、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分及輻射劑量進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩種不同掃描方案的輻射劑量比較

方案一為常規(guī)平掃劑量加雙能量掃描劑量，方案二為直接雙能量增強(qiáng)掃描劑量，見(jiàn)表1。常規(guī)盆腔增強(qiáng)掃描輻射劑量為（9.57±1.57）mSv，雙能量增強(qiáng)掃描劑量為（5.60±1.05）mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），雙能量直接增強(qiáng)掃描輻射劑量均低于常規(guī)增強(qiáng)掃描輻射劑量。

2.2 CNC與VNC間不同組織平均CT值、SNR、CNR、圖像質(zhì)量評(píng)分比較

兩組圖像不同組織的平均CT值、SNR、CNR的比較，得到膀胱SNR和圖像質(zhì)量評(píng)分，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），表明CNC與VNC圖像上膀胱的SNR及圖像質(zhì)量評(píng)分差異不大，雖然CNC絕對(duì)評(píng)分高于VNC，但兩組圖像評(píng)分均在3分以上，達(dá)到診斷要求。膀胱及臀大肌平均CT值、臀大肌SNR、CNR比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），且VNC圖像上測(cè)得的臀大肌平均CT值、臀大肌SNR，CNR均高于CNC圖像。見(jiàn)表2。

2.3 VNC與CNC圖像在金屬偽影方面的比較

在女性節(jié)育環(huán)等金屬影響方面VNC相比于CNC圖像可以削弱金屬偽影[8]。見(jiàn)圖2。

3 討論

雙源CT雙能量掃描后處理產(chǎn)生的虛擬平掃圖像可以排除造影劑的影響，產(chǎn)生與常規(guī)平掃相似的圖像。目前，雙能量虛擬掃描技術(shù)已廣泛應(yīng)用于人體各個(gè)部位，尤其在鑒別顱內(nèi)出血[9-11]，胸部孤立性肺結(jié)節(jié)的良、惡性診斷[12-14]，肝臟病變等器官的診斷[15-17]及骨關(guān)節(jié)金屬偽影的消除[18，19]等方面已得到證實(shí)。而對(duì)于盆腔雙能量掃描的探討較少，因此，本文著重對(duì)雙能量盆腔CT掃描與常規(guī)掃描的差異進(jìn)行對(duì)比研究。

隨著多層螺旋CT掃描技術(shù)的相應(yīng)成熟，CT掃描越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于全身各部位檢查。但是隨之帶來(lái)的X線輻射對(duì)人體的潛在危險(xiǎn)備受關(guān)注，因此如何在保證圖像質(zhì)量的前提下降低X線輻射劑量成為當(dāng)今CT臨床應(yīng)用的研究熱點(diǎn)之一。由于盆腔包含性腺等射線敏感器官，在CT掃描的過(guò)程中，尤其要注意對(duì)患者性腺的放射防護(hù)保護(hù)，嚴(yán)格控制輻射劑量，一般不建議使用多期增強(qiáng)的盆腔CT增強(qiáng)掃描方案[20]，除了盆腔初診情況。而VNC不需進(jìn)行常規(guī)平掃，可減少一次掃描，縮短檢查時(shí)間，降低輻射劑量。本研究結(jié)果顯示，雙能量盆腔增強(qiáng)檢查方案的有效輻射劑量低于常規(guī)增強(qiáng)掃描方案，輻射劑量可降低41.4%。符合近年來(lái)國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）提出的合理使用低劑量原則，即在保證圖像質(zhì)量的前提下，盡可能地降低患者X線吸收劑量。

SNR是評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量的客觀指標(biāo)之一，CNR是評(píng)價(jià)病灶相對(duì)顯示度的客觀指標(biāo)，一般來(lái)說(shuō)，圖像噪聲越低，信號(hào)越高，病灶CNR越高，圖像質(zhì)量越好。本研究對(duì)CNC與VNC圖像進(jìn)行主客觀比較，結(jié)果顯示膀胱平均CT值，臀大肌平均CT值及臀大肌SNR、CNR比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），且除膀胱的平均CT值外，VNC圖像的各項(xiàng)平均值均高于CNC圖像。雖然圖像質(zhì)量主觀評(píng)分CNC高于VNC，但圖像質(zhì)量的評(píng)分均在4分以上，能達(dá)到診斷要求，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。本組資料中，雖然CNC膀胱的平均CT值高于VNC，但膀胱SNR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），究其原因是其中有3例在前一天做增強(qiáng)，但是第2天做盆腔增強(qiáng)時(shí)小便里仍殘留部分造影劑，因而所測(cè)膀胱的平均CT值偏高。由于一般正常情況下，膀胱診斷最重要的是觀察其膀胱壁情況，可是當(dāng)膀胱內(nèi)充滿(mǎn)高亮度的造影劑與尿液時(shí)，臨床上很難診斷膀胱壁情況，而虛擬平掃技術(shù)可以通過(guò)將碘對(duì)比劑的融合比率調(diào)到0%，使充盈物為去除碘對(duì)比劑后的尿液，可以更好顯示膀胱壁的情況，這說(shuō)明了虛擬平掃的優(yōu)勢(shì)，因此就沒(méi)有把以上病例剔除。當(dāng)有節(jié)育環(huán)等高密度物質(zhì)存在時(shí)，VNC圖像會(huì)明顯減弱金屬偽影，優(yōu)化圖像質(zhì)量，相比常規(guī)平掃更有利于臨床診斷。另一方面，雙能量CT采用的是“D”卷積核技術(shù)，這樣雖然會(huì)降低噪聲但同時(shí)也會(huì)增加圖像的模糊[21]。有文獻(xiàn)指出雙能量VNC圖像對(duì)<3 mm的鈣化顯示不佳[22]，部分鈣化灶邊緣容易被當(dāng)成碘對(duì)比劑去除，因此部分鈣化在VNC上較CNC有縮小。這與本研究中個(gè)別VNC圖像上盆腔內(nèi)細(xì)小的鈣化灶容易出現(xiàn)遺漏，導(dǎo)致VNC圖像質(zhì)量主觀評(píng)分略低于CNC的結(jié)果。但是一般來(lái)說(shuō)，鈣化灶的檢出對(duì)于需要首診并且需要明確病灶良惡性的患者較為重要，對(duì)于需要反復(fù)多次隨訪治療效果的腫瘤患者意義不大[23]，加上圖像質(zhì)量評(píng)分均值均在4分以上，完全滿(mǎn)足診斷要求，不影響研究結(jié)果。

此次研究仍然存在一些不足：首先，沒(méi)有對(duì)患者的體重指數(shù)（body mass index，BMI）進(jìn)行統(tǒng)一；其次，收集的樣本量不夠大，對(duì)不同病種沒(méi)有分開(kāi)比較討論。

綜上，雙能量盆腔CT虛擬平掃的圖像質(zhì)量與常規(guī)平掃圖像相比無(wú)差異，接近于真實(shí)平掃，甚至有些情況下更優(yōu)于常規(guī)平掃，因此虛擬平掃可以替代常規(guī)平掃。在盆腔增強(qiáng)掃描過(guò)程中可以省去常規(guī)平掃，縮短檢查時(shí)間同時(shí)降低輻射劑量，這對(duì)于需要長(zhǎng)期隨訪進(jìn)行多次CT檢查的患者而言尤為重要。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 蔡新宇，肖蕾，梁曉平. 超聲及多層螺旋CT鑒別女性盆腔囊性腫塊病變的價(jià)值比較[J]. 中國(guó)CT和MRI雜志，2016，14（2）：106-108.

[2] 江杰，韓丹. 雙能量CT虛擬平掃技術(shù)的臨床應(yīng)用及進(jìn)展[J]. 中華放射學(xué)雜志，2012，46（10）：958-960.

[3] 曾憲春，楊艷，匡貴榕，等. 雙能量CT虛擬平掃及CTA在宮頸癌診療中的應(yīng)用[J]. 實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2015，31（6）：974-977.

[4] Bernhard A.Herzog，Lars Husmann，NinBurkhard，et al. Low-dose CT coronary angiography using prospective ECG-triggering：Impact of mean heart rate and heart bate variability on image quality[J]. Acad Radiol，2009， 16（1）：15-21.

[5] De Cecco CN，Buffa V，F(xiàn)edeli S，et al. Dual energy CT （DECT） of the liver：Conventional versus virtual unenhanced images[J]. European Radiology，2010，20（12）：2870-2875.

[6] Mccollough C，Cody D，Edyvean S. The measurement，reporting，and management of radiation dose in CT[J]. Clinical & Translational Science，2008，8（4）：330-333.

[7] 潘丹，姜彥，陳鑫，等. 迭代模型重建技術(shù)不同輻射劑量對(duì)肝臟CT增強(qiáng)掃描圖像質(zhì)量的影響[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2015，23（1）：10-13，18.

[8] 顏森森，羅敏，汪奇慧，等. 單源能譜CT在消除金屬內(nèi)固定偽影中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2016，26（1）：94-95，98.

[9] 龍斌，徐凱，胡春峰，等. 頭顱雙能CTA及其虛擬平掃診斷顱內(nèi)出血的初步探討[J]. 中國(guó)CT和MRI雜志，2011， 9（3）：20-22.

[10] 息迅. 單次對(duì)比增強(qiáng)的雙源雙能量CT血管成像評(píng)估顱內(nèi)出血及原因的價(jià)值分析[J]. 中國(guó)療養(yǎng)醫(yī)學(xué)，2017， 26（6）：607-609.

[11] 黃偉，徐益明，邵瑾，等. 雙源CT虛擬平掃在頭部檢查的初步應(yīng)用[J]. 中華放射學(xué)雜志，2011，45（3）：229-234.

[12] 鄧東，彭業(yè)勝，李凱，等. 采用雙源CT雙能量成像技術(shù)評(píng)價(jià)孤立性肺腫塊的可行性分析[J]. 廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2016，33（1）：36-40.

[13] 劉琪，郝菲. 能譜CT對(duì)孤立性肺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別[J].實(shí)用醫(yī)技雜志，2017，24（7）：759-760.

[14] 江杰，何波，張俊，等. 雙源CT雙能量胸部虛擬平掃的應(yīng)用價(jià)值[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2012，28（4）：791-795.

[15] 馬小鋒，雷靜，楊亞英，等. 雙源CT單能譜成像對(duì)肝臟占位病變圖像質(zhì)量的影響[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2016，24（3）：199-202.

[16] 楊帆，林偉，陳衛(wèi)霞. CT雙能量掃描模式在腹部應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 放射學(xué)實(shí)踐，2015，30（4）：388-391.

[17] 汪田田，李劍，任靜，等. 雙源CT雙能量虛擬平掃在腹部應(yīng)用的可行性研究[J]. 實(shí)用放射學(xué)雜志，2013，29（3）：446-450，465.

[18] 顏森森，羅敏，汪奇慧，等. 單源能譜CT在消除金屬內(nèi)固定偽影中的應(yīng)用[J]. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2016，26（1）：94-95，98.

[19] 曹永杰，周俊，姜楠. 雙源CT雙能量成像技術(shù)在骨關(guān)節(jié)金屬內(nèi)固定術(shù)后的應(yīng)用[J]. 中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2015，26（2）：143-145.

[20] 李學(xué)勝，鮑莉，寧剛，等. 女性盆腔CT增強(qiáng)掃描的方法研究[J]. 放射學(xué)實(shí)踐，2009，24（8）：906-909.

[21] 袁元，黃子星，李真林，等. 胰腺雙能量CT虛擬平掃與真實(shí)平掃的初步對(duì)比研究[J].放射學(xué)實(shí)踐，2013，28（12）：1191-1195.

[22] 郭興，丁偉，秦慧娟.雙能CT血管成像虛擬平掃對(duì)評(píng)價(jià)蛛網(wǎng)膜下腔出血的應(yīng)用價(jià)值[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，32（6）：695-698.

[23] 劉姝芩，謝明國(guó)，侯中華，等. 胸部CT虛擬平掃技術(shù)的可行性[J]. 中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2016，24（2）：111-114.

（收稿日期：2018-04-13）