雙源CT雙能量虛擬平掃對(duì)喉癌的診斷價(jià)值

金弋人

鄭 冬 ZHENG Dong

蔣 悅 JIANG Yue

張 夏 ZHANG Xia

韓 丹 HAN Dan

趙 衛(wèi) ZHAO Wei

雙源CT雙能量虛擬平掃對(duì)喉癌的診斷價(jià)值

金弋人JIN Yiren

鄭 冬ZHENG Dong

蔣 悅JIANG Yue

張 夏ZHANG Xia

韓 丹HAN Dan

趙 衛(wèi)ZHAO Wei

喉癌是常見的頭頸部惡性腫瘤，發(fā)病率約占全身腫瘤的1%～5%，并呈明顯上升趨勢(shì)[1-2]。CT對(duì)喉癌的定位及顯示侵犯范圍較為理想，常用于術(shù)前全面評(píng)估病變及制訂合理的治療計(jì)劃。CT檢查一般為平掃、動(dòng)脈期、靜脈期三期掃描，對(duì)患者的輻射不容忽視，鑒于頸部有甲狀腺這一敏感器官，更應(yīng)關(guān)注頸部CT檢查的輻射劑量[3]。雙能量CT虛擬平掃（virtual noncontrast CT，VNCT）可以從增強(qiáng)掃描圖像中重建出平掃圖像，從而減少一期掃描，達(dá)到降低輻射劑量的目的，目前該技術(shù)已廣泛用于胸、腹部檢查[4-9]，而頭頸部應(yīng)用較少。本研究擬探討雙能量VNCT用于喉癌檢查的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 收集2015年10月－2016年4月于昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院行CT檢查的49例患者，均經(jīng)病理證實(shí)為喉癌，其中男42例，女7例；年齡45～78歲，平均（63.54±10.07）歲。臨床表現(xiàn)以聲嘶、吞咽困難、喉痛、咳嗽、異物感、頸部腫塊為主要癥狀。所有患者均行常規(guī)平掃及雙能量雙期增強(qiáng)掃描，檢查前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Flash雙源CT（Somatom De fi nition）行頸部常規(guī)平掃及雙能量雙期增強(qiáng)掃描。患者取仰臥位，頸部伸直，平行于喉室或聲門聲帶掃描，范圍包括舌骨會(huì)厭上緣到環(huán)狀軟骨下緣或腫瘤下界下5～10 mm[10]。掃描參數(shù)：常規(guī)平掃（conventional noncontrast，CNC）電壓100 kV，管電流200 mAs，開啟CARE kV及CARE Dose 4D；動(dòng)脈期及靜脈期采用雙能量模式掃描：A管電壓140 kV，電流70 mA，B管電壓Sn100 kV，電流68 mA，開啟CARE Dose 4D，雙能融合系數(shù)0.5，螺距0.7，重建層厚0.75 mm，間隔0.5 mm。對(duì)比劑采用碘普羅胺1.0 ml/kg（拜耳公司，370 mgI/ml），注射速度3.0 ml/s。增強(qiáng)掃描應(yīng)用自動(dòng)觸發(fā)掃描，主動(dòng)脈弓CT值達(dá)100 HU延遲5 s掃描動(dòng)脈期，動(dòng)脈期后25 s掃描靜脈期。

1.3 圖像后處理 采用Siemens MMWP（syngo MMWP，version 2008A；Siemens Medical Solutions）工作站，將動(dòng)、靜脈期雙能圖像調(diào)入雙能軟件“Liver VNC”，將碘對(duì)比劑融合比率調(diào)為0得到動(dòng)、靜脈期虛擬平掃（VNC）圖像，窗寬及窗中心分別為315 HU、25 HU。

1.4 圖像分析 由1名影像主治醫(yī)師和1名影像學(xué)專業(yè)碩士分別分析，若有分歧則請(qǐng)1名副主任醫(yī)師綜合分析達(dá)成一致意見。①定量評(píng)估：包括喉部病變組織、同層面胸鎖乳突肌、皮下脂肪、腫大淋巴結(jié)以及空氣的平均CT值、標(biāo)準(zhǔn)差即噪聲（SD）、計(jì)算信噪比（SNR）及對(duì)比噪聲比（CNR）。兩組圖像相同層面、相同位置分別測(cè)量3次取平均值，SNR=病灶CT值/噪聲，CNR=（病灶CT值－同層面胸鎖乳突肌CT值）/背景SD的絕對(duì)值。ROI置于病灶中心，大小為病變的70%，盡量避開壞死、鈣化，并測(cè)量頸部腫大淋巴結(jié)的大小。②圖像質(zhì)量評(píng)分：采用5分等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[11]，5分，解剖細(xì)節(jié)及病灶清晰，能明確評(píng)價(jià)；4分，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)及病灶較清楚，能夠評(píng)價(jià)；3分，大部分解剖結(jié)構(gòu)及病灶可以滿足診斷，少數(shù)圖像不能進(jìn)行評(píng)價(jià)；2分，解剖結(jié)構(gòu)及病灶顯示不清楚，不足以發(fā)現(xiàn)細(xì)節(jié)；1分，解剖結(jié)構(gòu)及病灶模糊，不能診斷。3分以上為能滿足診斷要求。喉癌的形態(tài)學(xué)觀察包括病變部位、形態(tài)、大小、邊界、鈣化、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、骨質(zhì)破壞、前聯(lián)合受累及周圍間隙受侵情況。

1.5 輻射劑量 機(jī)器自動(dòng)生成CT容積劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）、劑量長度乘積（doselength product，DLP），并根據(jù)公式（1）計(jì)算有效劑量（effective dose，ED）。因常規(guī)三期掃描參數(shù)及掃描范圍一致，故常規(guī)掃描模式劑量為常規(guī)平掃劑量的3倍。雙能量掃描因省去常規(guī)平掃，輻射劑量為動(dòng)、靜脈雙期增強(qiáng)掃描劑量之和。

其中k值采用歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南頸部平均值0.0059[12]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料以±s表示，平均CT值、SNR、CNR比較采用配對(duì)t檢驗(yàn)，VNCT和CNC圖像顯示病灶的差異采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)學(xué)比較 CNC和動(dòng)、靜脈雙期VNC圖像均顯示病灶形態(tài)呈結(jié)節(jié)狀4例，菜花狀9例，不規(guī)則形35例，巨塊形1例。43例邊界清晰，6例邊界模糊。囊變壞死29例，鈣化1例，聲門旁間隙受侵17例，會(huì)咽前間隙受侵10例，前聯(lián)合受累11例，喉軟骨侵犯14例，頸部淋巴結(jié)腫大31例，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移2例。兩種方法均能顯示相同喉癌病灶的形態(tài)、大小、邊界、發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)囊變壞死、周圍間隙侵犯及骨質(zhì)破壞，VNC圖像對(duì)囊變壞死顯示較CNC好（圖1），VNC顯示鈣化較CNC密度稍減低（圖2）。

2.2 定量指標(biāo)比較 VNC圖像CT值小于CNC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見表1。VNC動(dòng)、靜脈期病灶噪聲大于CNC，SNR及CNR值小于CNC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），見表2。CNC圖像質(zhì)量評(píng)分為（4.37±0.30）分，高于VNC動(dòng)脈期的（3.86±0.75）分和VNC靜脈期的（3.71±0.47）分，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=10.11、9.23，P＜0.05）；所有圖像評(píng)分均在3分以上，達(dá)到診斷要求，3組間評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

2.3 輻射劑量比較 單期CNC的CTDIvol、DLP、ED低于雙能量雙期掃描，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=－15.60、－13.56、－13.56，P＜0.01），但常規(guī)三期掃描CTDIvol、DLP、ED均高于雙能量雙期掃描，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=29.58、19.76、19.76，P＜0.01），見表4。雙能量雙期掃描ED較常規(guī)三期掃描降低約0.42 mSv（18.3%）。

圖1 男，61歲，喉鱗狀細(xì)胞癌。A～C分別為軸位CNC、動(dòng)脈期VNC、靜脈期VNC圖像，均較好地顯示雙側(cè)聲帶軟組織腫塊，其左側(cè)見1個(gè)類圓形低密度壞死區(qū)，均顯示清楚（箭），A～C圖像病灶CT值、噪聲、SNR、CNR分別為61.6 HU、8.1、7.60、1.23，54.8 HU、9.3、5.89、1.06，55.7 HU、9.8、5.68、1.13，圖像主觀評(píng)分均為4分

圖2 男，68歲，喉鱗狀細(xì)胞癌。A～C分別為軸位CNC、動(dòng)脈期VNC、靜脈期VNC圖像，均較好地顯示雙側(cè)聲帶軟組織腫塊，其內(nèi)見細(xì)小鈣化點(diǎn)（箭），雙側(cè)甲狀軟骨及左側(cè)勺狀軟骨骨質(zhì)破壞，VNC圖顯示細(xì)小鈣化點(diǎn)較淺淡，但骨質(zhì)破壞均顯示較好。A～C圖像病灶CT值、噪聲、SNR、CNR分別為53.6 HU、7.4、7.20、1.58，47.8 HU、8.3、5.75、1.10，45.1 HU、8.8、5.12、1.04，圖像主觀評(píng)分均為4分

表1 CNC與VNC圖像CT值比較（±s，HU）

表1 CNC與VNC圖像CT值比較（±s，HU）

注：與CNC比較，*P＜0.01。CNC：常規(guī)平掃；VNC：虛擬平掃

掃描方式 病灶 胸鎖乳突肌 皮下脂肪 淋巴結(jié) 空氣CNC 52.46±6.59 60.74±7.23 －78.22±4.09 53.12±8.62 －999.80±2.05 VNC（動(dòng)脈期） 44.58±7.34* 51.12±7.89* －49.56±5.76* 45.17±9.52* －996.80±3.25*VNC（靜脈期） 43.06±7.86* 52.43±8.45* －47.30±5.21* 43.81±9.26* －996.40±1.95*

表2 CNC與VNC圖像質(zhì)量客觀指標(biāo)比較（±s）

表2 CNC與VNC圖像質(zhì)量客觀指標(biāo)比較（±s）

注：與CNC比較，*P＜0.01。CNC：常規(guī)平掃；VNC：虛擬平掃；SNR：信噪比；CNR：對(duì)比噪聲比

掃描方式 病灶噪聲（HU） 病灶SNR 病灶CNR CNC 7.34±2.63 7.14±1.23 1.54±0.56 VNC（動(dòng)脈期） 8.14±2.38* 5.47±2.87* 1.19±0.43*VNC（靜脈期） 8.91±2.11* 4.83±3.19* 1.23±0.68*

3 討論

雙源CT具備2套獨(dú)立的X線球管探測(cè)器系統(tǒng)，2套球管同時(shí)掃描，系統(tǒng)將2套數(shù)據(jù)組合在一起，形成雙源CT雙能量成像的硬件基礎(chǔ)。根據(jù)同種物質(zhì)在不同X射線能量下衰減系數(shù)不同，雙能量掃描圖像數(shù)據(jù)經(jīng)二維線性方程調(diào)整后，可區(qū)分碘及其他物質(zhì)[13]，對(duì)增強(qiáng)圖像進(jìn)行碘分離及去除可得到類似CNC的VNC圖像。第二代雙源CT在高能譜X線管后采用選擇性能譜濾過技術(shù)，達(dá)到了能譜純化并降低噪聲的目的，提高了在相同射線劑量下對(duì)碘的區(qū)分能力[14-16]。

本研究結(jié)果顯示，VNC圖像的CT值、SNR、CNR均小于CNC圖像（P＜0.01），圖像主觀評(píng)分低于CNC圖像（P＜0.05），提示CNC圖像質(zhì)量較VNC高，但主觀評(píng)分均高于3分，均能滿足診斷需求，與謝曉潔等[17]的研究一致。既往研究報(bào)道對(duì)VNC圖像質(zhì)量存在爭(zhēng)議[18-19]，可能與各研究掃描條件不同及是否使用迭代重建有關(guān)，本研究中動(dòng)、靜脈期圖像采取相同方式獲得VNC圖像，故兩組VNC圖像質(zhì)量差別不大，與王勇等[20]的研究一致。謝曉潔等[17]報(bào)道VNC對(duì)鈣化顯示不佳，可能漏診細(xì)小鈣化（＜3 mm），其可能原因是：①VNC圖像平均CT值降低可能使鈣化密度下降，導(dǎo)致細(xì)小鈣化不顯影；②VNC圖像噪聲較高，SNR在鈣化區(qū)域更低，可使鈣化邊緣模糊；③在物質(zhì)抽取過程中部分鈣化灶被當(dāng)成碘對(duì)比劑而與VNC圖像分離；④圖像重建層厚大于細(xì)小鈣化最大徑，部分容積效應(yīng)致細(xì)小鈣化不顯示[17,21-22]。盡管VNC對(duì)檢出鈣化的敏感性稍有不足，但喉癌病變中鈣化罕見，本組49例患者僅1例有細(xì)小鈣化，且鈣化對(duì)本病的定性無決定性意義。喉部病灶對(duì)周圍骨質(zhì)破壞是判斷喉部病變良惡性的重要指標(biāo)，盡管VNC圖像骨質(zhì)的顯示較CNC圖像淺淡，但本組均能診斷骨質(zhì)破壞。VNC與CNC圖像對(duì)囊變壞死顯示均較好，部分VNC圖像對(duì)囊變壞死的顯示較CNC更好，可能與VNC圖像保留了輕度增強(qiáng)效果、且圖像融合提高了組織對(duì)比度有關(guān)。本研究結(jié)果顯示，CNC與VNC對(duì)喉癌病灶的定位、形態(tài)、大小、邊界及淋巴結(jié)大小的顯示無顯著差異，且2種方法發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)囊變壞死、周圍間隙侵犯及骨質(zhì)破壞的診斷符合率完全一致，提示VNC圖像可用于診斷喉癌。

頸部有對(duì)射線敏感的甲狀腺，故減少檢查的輻射劑量非常重要。盡管本研究中單次雙能量掃描劑量大于單次CNC，但雙能量雙期檢查輻射劑量較常規(guī)三期掃描降低約18.3%，減少了受檢者接受的輻射劑量，并節(jié)約了掃描時(shí)間，與文獻(xiàn)報(bào)道[3,22]相近。本研究中，常規(guī)平掃采用100 kV掃描，而既往研究對(duì)于頭頸部VNC一般采用120 kV掃描[3,17]，本研究中劑量較既往研究降低，且圖像質(zhì)量也均可滿足診斷要求，若采用VNC后，再減少一期CNC則可大幅度降低輻射劑量。

總之，雙能量CT動(dòng)、靜脈期VNC均可以在保證圖像質(zhì)量、不影響喉癌診斷的前提下降低輻射劑量，動(dòng)、靜脈期VNC圖像質(zhì)量無明顯差異，有望取代CNC用于喉癌的術(shù)前診斷評(píng)估及術(shù)后復(fù)查。但本研究未進(jìn)行詳細(xì)的TNM分期，同時(shí)本研究未納入良性病變，有待進(jìn)一步研究。

表3 CNC與VNC主觀評(píng)分比較（例）

表4 不同掃描方式輻射劑量比較（±s）

表4 不同掃描方式輻射劑量比較（±s）

注：與單期常規(guī)掃描比較，*P＜0.01；與常規(guī)三期掃描比較，#P＜0.01。CTDIvol：CT容積劑量指數(shù)；DLP：劑量長度乘積；ED：有效劑量

掃描方式 CTDIvol（mGy） DLP（mGy·cm） ED（mSv）單期常規(guī)掃描 4.36±1.25 129.26±34.21 0.76±0.02單期雙能量掃描 5.87±2.34 159.09±43.13 0.93±0.03常規(guī)三期掃描 13.58±3.43 389.37±67.08 2.29±0.07雙能量雙期掃描 10.32±4.29*# 318.25±89.70*# 1.87±0.14*#

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（本文編輯 張春輝）

醫(yī)學(xué)科技論文摘要撰寫要求：摘要應(yīng)具有獨(dú)立性和自含性，即不閱讀論文全文就能獲得必要的信息。結(jié)構(gòu)式摘要由目的、資料與方法、結(jié)果、結(jié)論4個(gè)要素組成。目的中需簡(jiǎn)要交代研究的前提（問題的提出）、研究目的及其重要性；資料與方法中需簡(jiǎn)述研究類型（如回顧性研究、前瞻性研究）、人口學(xué)（研究對(duì)象）或材料、分組、采用的研究方法及觀察指標(biāo)，摘要方法中不需要指明具體使用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法；結(jié)果中針對(duì)研究方法及觀察指標(biāo)簡(jiǎn)要列出主要的、有意義的或新發(fā)現(xiàn)的研究結(jié)果，指出臨床與統(tǒng)計(jì)學(xué)的意義和價(jià)值；結(jié)論是針對(duì)結(jié)果的分析、評(píng)價(jià)和應(yīng)用，肯定經(jīng)過科學(xué)分析的研究結(jié)果及其獲得的某些結(jié)論，但不能超出研究結(jié)果的范圍而過度推論，同時(shí)指出這些結(jié)論的理論或?qū)嵱脙r(jià)值。摘要中不列圖表，不引用參考文獻(xiàn)，英文縮略語首次出現(xiàn)需注明中文全稱。中文摘要以350字左右為宜，英文摘要需與中文摘要對(duì)應(yīng)。

Dual-energy Dual-source Virtual Non-contrast CT Imaging of Laryngeal Carcinoma

目的探討雙源CT雙能量虛擬平掃代替常規(guī)平掃診斷喉癌的可行性，以減少受檢者的輻射劑量。資料與方法49例經(jīng)手術(shù)及病理證實(shí)的喉癌患者行頸部常規(guī)CT平掃和雙能量動(dòng)、靜脈雙期掃描，經(jīng)雙能后處理軟件處理得到動(dòng)、靜脈期虛擬平掃圖，比較常規(guī)平掃與虛擬平掃圖像病灶平均CT值、病灶信噪比、對(duì)比噪聲比、病灶形態(tài)、圖像質(zhì)量評(píng)分及輻射劑量的差異。結(jié)果常規(guī)平掃圖平均CT值、病灶信噪比、對(duì)比噪聲比及圖像質(zhì)量評(píng)分均高于動(dòng)、靜脈期虛擬平掃圖像，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而動(dòng)、靜脈期虛擬平掃圖像評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。虛擬平掃圖的圖像評(píng)分均在3分以上，達(dá)到診斷要求，與常規(guī)平掃圖像評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；常規(guī)平掃與虛擬平掃病灶形態(tài)、大小、邊界、發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)囊變壞死、周圍間隙侵犯、骨質(zhì)破壞及周圍淋巴結(jié)大小比較無差異。雙能量動(dòng)、靜脈期掃描較常規(guī)三期掃描輻射劑量降低約0.42 mSv（18.3%）。結(jié)論采用雙能量CT掃描可在保證喉癌患者圖像質(zhì)量不影響診斷的前提下，降低輻射劑量，具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

喉腫瘤；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；質(zhì)量控制；輻射劑量

PurposeTo assess the feasibility of dual-energy dual-source virtual noncontrast (VNC) CT in the diagnosis of laryngeal carcinoma, in order to reduce radiation hazard.Materials and MethodsForty-nine patients with clinically identified laryngeal carcinoma underwent conventional non-contrast (CNC) scan as well as arterial and venous dual-phase and dual-energy VNC scan. The VCN images of arterial and venous phase were obtained by using the dual-energy software. The mean CT value, signal-to-noise ratio (SNR), contrast noise ratio (CNR), lesion morphology, image quality and radiation dose were compared between the VNC and CNC images.ResultsThe mean CT value, SNR, CNR and image quality scores of CNC were higher than those of VNC images of arterial and venous phase (P＜0.05). There was no signi fi cant difference in the image quality scores of VNC between the arterial and venous phase (P＞0.05). The image quality scores of VNC were all above 3, which could meet the diagnostic requirements. There was no signi fi cant difference in the shape, size, boundary and cystic necrosis of the lesions, invasion of the surrounding space, osteolytic destruction and size of the surrounding lymph node between the CNC and VNC image. The radiation dose of dual-phase dual-energy scan was 0.42 mSv, which was 18.3% lower than that of the conventional three-phase scan.ConclusionFor laryngeal carcinoma, the VNC images from the dual-energy CT scan can be used to reduce the radiation dose without affecting image quality and diagnosis accuracy, which has good clinical value.

Laryngeal neoplasms; Tomography, X-ray computed; Quality control; Radiation dosage

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.04.002

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像學(xué)科CT室云南昆明 650032

韓 丹

Department of Imaging, the First Af fi liated Hospital, Kunming Medical University, Kunming 650032, China

Address Correspondence to:HAN Dan

E-mail: kmhandan@sina.com

R739.65；R730.42

2016-10-25

修回日期： 2016-12-23

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2017年 第25卷 第4期：246-250

Chinese Journal of Medical Imaging

2017 Volume 25 (4): 246-250