歐陽(yáng)子健 慕 鑒 羅鵬飛 李 俊 何 飛 韋 學(xué)

(廣西南寧市第二人民醫(yī)院放射科,廣西南寧市 530031)

主動(dòng)脈夾層是各種病因?qū)е碌闹鲃?dòng)脈內(nèi)膜破裂或中層彈力纖維層病變,可使血液進(jìn)入內(nèi)膜下中膜內(nèi),導(dǎo)致中膜撕裂、剝離,形成雙腔主動(dòng)脈[1-2],屬于急性主動(dòng)脈綜合征,是一種發(fā)病急、進(jìn)展快、病死率高的主動(dòng)脈疾病。目前診斷主動(dòng)脈夾層的金標(biāo)準(zhǔn)為主動(dòng)脈CT血管造影(computed tomography angiography,CTA),但是由于各種客觀原因(夜間急癥、碘劑過(guò)敏、腎功能不全、醫(yī)院條件有限等)導(dǎo)致部分患者并不能及時(shí)行CTA檢查以明確診斷,以至于延誤救治時(shí)間。主動(dòng)脈夾層的主要癥狀為胸痛,臨床首診常會(huì)選擇胸部CT平掃排除如肺炎、肺占位、氣胸等導(dǎo)致胸痛的常見(jiàn)疾病。在胸部薄層CT平掃中出現(xiàn)管腔內(nèi)線樣高密度影(游離內(nèi)膜瓣)是提示主動(dòng)脈夾層的重要征象[3],但一般的CT平掃有時(shí)對(duì)無(wú)鈣化的游離內(nèi)膜瓣顯示并不清晰。能譜CT采用單球管管電壓瞬時(shí)切換技術(shù),可以在0.5 ms的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行80～140 kVp高低峰電壓瞬時(shí)切換,球管同時(shí)同向產(chǎn)生多種混合能量X線,穿過(guò)人體后被寶石材料的探測(cè)器吸收并得到多組不同能量(40～140 keV)的吸收投影數(shù)據(jù),可獲得比常規(guī)CT更多的影像信息[4]。本研究利用能譜CT的這一特性尋找顯示主動(dòng)脈夾層內(nèi)膜瓣的最佳keV條件,探討最佳keV條件下的能譜CT單能量圖像在主動(dòng)脈夾層診斷中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2022年6月至2023年2月在我院診治的34例主動(dòng)脈夾層患者作為觀察組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)CTA確診為主動(dòng)脈夾層;(2)游離內(nèi)膜瓣無(wú)鈣化。排除標(biāo)準(zhǔn):CT檢查時(shí)有運(yùn)動(dòng)或金屬偽影干擾。選取同期51例非主動(dòng)脈夾層者作為對(duì)照組,其中CT提示肺部炎癥37例、冠心病9例、正常者5例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)經(jīng)CTA排除主動(dòng)脈夾層;(2)游離內(nèi)膜瓣無(wú)鈣化。排除標(biāo)準(zhǔn):CT檢查時(shí)有運(yùn)動(dòng)或金屬偽影干擾。觀察組中男性18例、女性16例,年齡30～80(56.22±14.04)歲,入院時(shí)收縮壓為86～207(153.19±30.39)mmHg,舒張壓為39～125(86.78±23.04)mmHg。對(duì)照組中男性29例、女性22例,年齡28～82(54.32±15.27)歲,入院時(shí)收縮壓為78～195(149.84±32.54)mmHg,舒張壓為63～118(84.46±26.43)mmHg。兩組研究對(duì)象的性別、年齡和血壓比較,差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。所有研究對(duì)象或直系親屬均知情并簽署知情同意書(shū)。本研究經(jīng)南寧市第二人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(NO.Y2002009)。

1.2 檢查設(shè)備與方法 采用GE公司的Discovery CT750 HD寶石能譜 CT機(jī)進(jìn)行檢查。檢查前對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行常規(guī)呼吸訓(xùn)練,檢查時(shí)囑研究對(duì)象取仰臥位。掃描范圍從肺尖至髂總動(dòng)脈起始部,包括整個(gè)主動(dòng)脈。采用能譜掃描模式:管電壓為140 kVp和80 kVp的瞬時(shí)切換(0.5 ms)。掃描參數(shù):設(shè)定自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR)為40%,螺旋掃描速度為0.6 s/周,螺距為0.984,床速為39.37 mm/周,管電流為260 mA,視野為40 cm×40 cm,層厚5 mm,層間距5 mm。

1.3 影像處理及分析 (1)將主動(dòng)脈夾層患者的能譜CT平掃數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE AW4.7工作站,在GSI能譜圖像重建軟件中重建出40 keV、60 keV、80 keV、100 keV、120 keV、140 keV 6組圖像,重建層厚0.625 mm、窗寬350、窗位40。將同層CTA圖像作為對(duì)照(圖1),將感興趣區(qū)(region of interest,ROI)分別定位于內(nèi)膜瓣、假腔及真腔內(nèi)(圖2),分別在各個(gè)keV的條件下測(cè)量出內(nèi)膜瓣、真腔及假腔的CT值。計(jì)算真腔CT值、假腔CT值與內(nèi)膜瓣CT值的差值,其中將Δ真定義為內(nèi)膜瓣CT值與真腔CT值的差值,將Δ假定義為內(nèi)膜瓣CT值與假腔CT值的差值。選擇Δ真和Δ假最大時(shí)的keV值作為顯示內(nèi)膜瓣的最佳keV條件。(2)由兩名不知結(jié)果的放射科醫(yī)生(1名主治醫(yī)師及1名副主任醫(yī)師)對(duì)兩組研究對(duì)象基于最佳keV條件下重建的單能量圖像及未重建的混合能量圖像進(jìn)行分析,并進(jìn)行主動(dòng)脈夾層的診斷(依據(jù)是否顯示內(nèi)膜瓣),如有分歧則協(xié)商后統(tǒng)一意見(jiàn)。以CTA結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算單能量圖像(最佳keV條件下)、混合能量圖像診斷主動(dòng)脈夾層的準(zhǔn)確度、靈敏度、特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值及陰性預(yù)測(cè)值。

圖1 典型主動(dòng)脈夾層患者的混合能量圖像、單能量(40 keV)圖像、CTA圖像

圖2 ROI的設(shè)定示意圖

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。正態(tài)分布的計(jì)量資料以(x±s)表示,組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn);非正態(tài)分布的計(jì)量資料以[M(P25,P75)]表示,組間比較采用秩和檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法;采用四格表法進(jìn)行診斷效能分析。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 最佳keV條件的篩選結(jié)果 在6種不同keV條件下,34例主動(dòng)脈夾層患者的真腔CT值、假腔CT值、內(nèi)膜瓣CT值見(jiàn)表1。6個(gè)keV條件下的Δ真、Δ假比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P<0.05),其中40 keV條件下的Δ真、Δ假最大,故將其設(shè)為最佳keV條件,見(jiàn)表2。

表1 在不同keV條件下主動(dòng)脈夾層患者的真腔CT值、假腔CT值、內(nèi)膜瓣CT值(x±s,Hu)

表2 不同keV條件下的Δ真、Δ假比較[M(P25,P75)]

2.2 最佳keV條件下單能量圖像對(duì)主動(dòng)脈夾層的診斷效能 40 keV單能量圖像診斷主動(dòng)脈夾層的靈敏度、準(zhǔn)確度、陰性預(yù)測(cè)值均高于混合能量圖(均P<0.05),兩者的特異度、陽(yáng)性預(yù)測(cè)值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均P>0.05)。見(jiàn)表3、表4。

表3 CTA診斷結(jié)果、40 keV單能量圖像及混合能量圖像的診斷結(jié)果(n)

3 討 論

急性主動(dòng)脈夾層是病死率極高的疾病,有研究顯示,在發(fā)病48 h內(nèi)未進(jìn)行手術(shù)治療的急性主動(dòng)脈夾層患者的病死率超過(guò)50%[5]。目前CTA仍為診斷主動(dòng)脈夾層的金標(biāo)準(zhǔn),但是由于準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)、造影劑禁忌、硬件或技術(shù)條件不足等因素,導(dǎo)致部分患者未能及時(shí)進(jìn)行CTA檢查。與CTA不同,能譜CT單能量圖像是一種無(wú)須使用對(duì)比劑的影像學(xué)檢查方法,具有簡(jiǎn)單、快速、輻射低、費(fèi)用少等優(yōu)勢(shì),尤其對(duì)于夜間急癥及有對(duì)比劑禁忌的患者,其應(yīng)用價(jià)值較大。

能譜CT采用單源瞬時(shí)kVp切換技術(shù),高壓發(fā)生器能在極短時(shí)間內(nèi)完成140 kVp和80 kVp高低電壓間的切換,幾乎可在同一時(shí)間和角度進(jìn)行兩個(gè)能量的數(shù)據(jù)采樣,并根據(jù)這兩種能量數(shù)據(jù)確定體素在40～140 keV范圍內(nèi)的衰減系數(shù),獲取該能量范圍內(nèi)的101個(gè)單能量圖像。與常規(guī)CT圖像相比,能譜CT單能量圖像能有效地減少射線硬化偽影,具有更好的圖像質(zhì)量[6-7]。當(dāng)能譜CT成像的X線能量水平變化時(shí),人體不同組織產(chǎn)生的X線衰減系數(shù)隨之變化,并可以通過(guò)能譜CT成像顯示[8-9]。主動(dòng)脈內(nèi)膜的成分以鱗狀上皮細(xì)胞為主,而血管腔內(nèi)(無(wú)論真腔與假腔)成分均以血液為主,因此產(chǎn)生的X線衰減系數(shù)存在差異。本研究中,在40 keV條件下主動(dòng)脈夾層患者的真腔、假腔與內(nèi)膜瓣CT值的差值最大,故以40 keV單能量圖像為最佳單能量圖像,這與王利等[4]、葉曉華等[6]、黃瑞歲等[10]的研究所提示的最佳單能量圖像的keV條件不同。分析其原因:(1)本研究主要探討不同keV值對(duì)于提高病灶檢出率的影響,并不涉及圖像質(zhì)量的評(píng)估,且所有患者掃描及重建條件均一致,故未引入噪聲值與信噪比,僅基于對(duì)比度的比較。(2)本研究圖像背景為主動(dòng)脈,而上述研究均以肝臟為背景,組織成分不同。

本研究結(jié)果顯示,40 keV單能量圖像診斷主動(dòng)脈夾層的靈敏度>80%,特異度和準(zhǔn)確度均超過(guò)90%,且靈敏度、準(zhǔn)確度、陰性預(yù)測(cè)值均高于混合能量圖像(均P<0.05),說(shuō)明能譜CT 40 keV單能量圖像對(duì)主動(dòng)脈夾層有較高的診斷價(jià)值,且診斷效能優(yōu)于混合能量圖像。分析其原因:CT掃描是通過(guò)測(cè)量X線在物質(zhì)中的衰減變化來(lái)進(jìn)行成像的。傳統(tǒng)CT設(shè)備采用混合能量成像,X線中包含不同能量水平的光子,線束硬化效應(yīng)導(dǎo)致CT值不準(zhǔn)確和硬化偽影的產(chǎn)生,從而影響病灶的檢出。能譜CT檢查的原理是基于基礎(chǔ)物質(zhì)分解理論,當(dāng)X線光子能量處于30～140 keV時(shí),任何一種物質(zhì)的衰減系數(shù)都可以用兩種基礎(chǔ)物質(zhì)的衰減系數(shù)的加權(quán)和來(lái)表示,從而將求解CT值轉(zhuǎn)化為求解基物質(zhì)對(duì)的密度值,且該密度值與X線能量無(wú)關(guān)。單能量圖像是指其中某一能量水平的X線穿過(guò)物體后產(chǎn)生的衰減圖像,它能有效減除硬化效應(yīng),得到準(zhǔn)確的CT值并消除硬化偽影,改善圖像質(zhì)量及提高病灶檢出率[4,11]。

本研究存在一定的不足:首先,本研究?jī)H納入最大對(duì)比度差,并未引入圖像噪聲值、對(duì)比噪聲比值等圖像質(zhì)量評(píng)估參數(shù),在最大對(duì)比度差、最低噪聲值、最佳對(duì)比噪聲比值等條件下的能譜CT單能量圖像,對(duì)主動(dòng)脈夾層檢出率的影響是否有區(qū)別,還有待于進(jìn)一步研究。其次,本研究采用的能譜CT為GE公司的Discovery CT750 HD寶石能譜CT機(jī),重建算法為ASiR,其降低噪聲效果較差,而目前新的GE Revolution能譜CT機(jī)采用的迭代重建算法為第二代迭代重建算法ASiR-V,較ASiR能更大程度地降低圖像噪聲[12-13],兩者結(jié)果是否存在差異也有待于進(jìn)一步探究。最后,本研究的樣本量較小。

綜上所述,40 keV條件下的能譜CT單能量圖像對(duì)主動(dòng)脈夾層有較高的診斷價(jià)值,且診斷效能優(yōu)于混合能量圖像。該檢查方法對(duì)于主動(dòng)脈夾層的早發(fā)現(xiàn)、早治療以及對(duì)胸痛急癥醫(yī)學(xué)的發(fā)展具有十分重要的意義。