能譜CT虛擬平掃圖像在腮腺腫瘤檢出及顯示中的可行性

蘇蕾，牛志興，高劍波*，孫強(qiáng)

1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，河南鄭州 450052；2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院口腔科，河南鄭州 450052；

腮腺腫瘤是口腔頜面部的常見腫瘤之一，其病理類型較為復(fù)雜，不同類型的腫瘤其臨床表現(xiàn)、影像學(xué)表現(xiàn)、治療及預(yù)后等均存在差異[1-2]。CT是目前臨床診斷腮腺腫瘤常用的影像學(xué)方法之一[3]。近年來，隨著CT能譜成像技術(shù)的不斷發(fā)展，多參數(shù)成像的優(yōu)勢(shì)使其為臨床提供了豐富的診斷信息[4-5]，但由于其輻射劑量較高，限制了能譜成像作為常規(guī)掃描模式應(yīng)用于臨床，如何在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)有效降低輻射劑量已成為研究的熱點(diǎn)。頸部有甲狀腺這一敏感器官，頸部 CT檢查的輻射劑量備受關(guān)注[6]。虛擬平掃（virtual unenhanced，VU）可以從增強(qiáng)圖像中重建出類似常規(guī)平掃的圖像，并已經(jīng)應(yīng)用于胸部及腹部的研究[7-8]。本研究擬比較能譜CT的VU、水基圖（water based，WB）及常規(guī)平掃（conventional unenhanced，CU）圖像對(duì)腮腺腫瘤的檢出及顯示，探討能譜CT的VU替代CU的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 回顧性分析2017年12月—2018年5月于鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院因腮腺腫瘤行能譜CT增強(qiáng)掃描，并經(jīng)病理確診為腮腺腫瘤的45例患者，其中男26例，女19例，年齡20～68歲。良性腫瘤31例，包括多形性腺瘤14例、Warthin瘤13例、基底細(xì)胞腺瘤4例；惡性腫瘤14例，包括黏液表皮樣癌7例、多形性腺癌3例、腺樣囊性癌3例、肌上皮癌1例，其中10例可見淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶。患者在進(jìn)行能譜CT增強(qiáng)掃描前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution CT機(jī)。掃描參數(shù)：螺距1.375，準(zhǔn)直256×0.625 mm，轉(zhuǎn)速0.6 s/周，層厚3 mm。采用美國(guó)瑞達(dá)雙筒高壓注射器，非離子型對(duì)比劑采用碘海醇（含碘350 mg/ml）。平掃采用常規(guī)120 kVp；增強(qiáng)掃描采用能譜成像模式，能譜智能匹配技術(shù)，噪聲指數(shù) 9 HU，可智能匹配患者掃描所需的管電流和 CT容積劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）相對(duì)應(yīng)的掃描模式，前置40%多模型迭代重建算法 V（adaptive statistical iterative reconstruction V，ASIR-V）?；颊呷⊙雠P位，囑其平靜呼吸，避免突然移動(dòng)而影響圖像質(zhì)量，掃描范圍為眶下緣至鎖骨上緣。對(duì)比劑用量為1 ml/kg，注射流速3.0 ml/s，于注射對(duì)比劑后30 s、60 s開始分別行動(dòng)脈期和靜脈期掃描。

1.3 圖像重建、圖像客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)能譜參數(shù)值測(cè)量 在主機(jī)上重建層厚及重建間隔均為1.25 mm的VU圖像，采用AW 4.7工作站利用Volume Viewer軟

件處理原始圖像，對(duì)動(dòng)脈期能譜數(shù)據(jù)進(jìn)行碘-水基物質(zhì)分離得到WB圖像。將ROI分別置于CU、VU、WB和70 keV動(dòng)脈期（arterial phase，AP）4組圖像中腮腺腫瘤病灶、正常腮腺、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)、肌肉、頸內(nèi)動(dòng)脈及皮下脂肪內(nèi)，計(jì)算腮腺腫瘤病灶在 CU和 VU圖像的CT值及相對(duì)強(qiáng)化值，相對(duì)強(qiáng)化值=CT值70 keV AP病灶－CT值CU或VU病灶，并記錄CU和VU圖像中肌肉、頸內(nèi)動(dòng)脈的CT值及皮下脂肪噪聲。測(cè)量CU、VU和WB圖像中腮腺腫瘤病灶及正常腮腺的CT值（水基值）和標(biāo)準(zhǔn)差（SD），計(jì)算腮腺病灶的對(duì)比噪聲比（CNR），CNR=CT值腮腺腫瘤－CT值正常腮腺/SD正常腮腺。勾畫ROI時(shí)避開血管及偽影明顯區(qū)域，保證ROI的大小、形態(tài)、位置在各組圖像上保持一致。所有數(shù)據(jù)測(cè)量3次，取平均值。

1.4 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 由 2名影像科副主任醫(yī)師采用盲法先分別進(jìn)行主觀評(píng)分，用于評(píng)價(jià)醫(yī)師間評(píng)價(jià)的一致性，然后2人再達(dá)成一致意見，作為最終結(jié)果進(jìn)行后續(xù)分析。圖像質(zhì)量主觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[9]：5分：總體圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良；4分：總體圖像質(zhì)量高于平均水平；3分：總體圖像質(zhì)量處于平均水平；2分：總體圖像質(zhì)量欠佳；1分：總體圖像質(zhì)量不能接受。病灶顯示清晰度評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：5分：優(yōu)異；4分：良好；3分：中等；2分：較差；1分：極差。

1.5 輻射劑量 記錄所有受檢者掃描對(duì)應(yīng)的CTDIvol及掃描長(zhǎng)度（L），并計(jì)算劑量長(zhǎng)度乘積（doselength product，DLP）及有效劑量（effective dose，ED）。DLP=CTDIvol×L；ED=DLP×k，k 為不同部位的轉(zhuǎn)換系數(shù)，頸部掃描k值為0.0052 mSv/（mGy×cm）[10]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0軟件，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示。不同圖像間主觀評(píng)分和病灶清晰度顯示評(píng)分比較采用 Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，觀察者間的一致性評(píng)價(jià)采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值0～0.20為一致性極低，0.21～0.40為一致性一般，0.41～0.60為一致性中等，0.61～0.80為高度一致性，0.81～1.00為幾乎完全一致。不同圖像對(duì)病灶檢出率的比較采用χ2檢驗(yàn)。CU與VU圖像間腮腺腫瘤病灶、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的CT值以及相對(duì)強(qiáng)化值，正常腮腺、肌肉和頸內(nèi)動(dòng)脈的CT值、圖像噪聲的比較均采用配對(duì)t檢驗(yàn)。CU、VU和WB3組圖像腮腺腫瘤病灶的CNR比較采用單因素方差分析，組內(nèi)兩兩比較采用Bonferroni法。常規(guī)平掃加雙期增強(qiáng)掃描圖像與雙期直接增強(qiáng)掃描間ED比較采用t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 CU與VU圖像的CT值、相對(duì)強(qiáng)化值及噪聲比較 肌肉及淋巴結(jié)的 CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；VU圖像上腮腺腫瘤病灶、頸內(nèi)動(dòng)脈的CT值高于CU，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；腮腺腫瘤及淋巴結(jié)的相對(duì)強(qiáng)化值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。CU、VU和WB圖像對(duì)腮腺腫瘤病灶的檢出率分別為 94.02%（63/67）、92.53%（62/67）和89.55%（60/67），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，圖1、2）。VU圖像噪聲高于CU，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 CU及VU各部位CT值及腫瘤相對(duì)強(qiáng)化值和噪聲比較結(jié)果（±s，n=45）

表1 CU及VU各部位CT值及腫瘤相對(duì)強(qiáng)化值和噪聲比較結(jié)果（±s，n=45）

注：CU：常規(guī)平掃圖像；VU：虛擬平掃圖像

CU 52.79±6.9751.56±6.8943.45±5.3863.12±7.8281.45±11.786.31±0.65 t值8.4980.7535.8661.0282.5206.217

圖1 男，50歲，左側(cè)腮腺基底細(xì)胞瘤。A為CU圖像，B為VU圖像，C為WB圖像。3組圖像均可滿足診斷需求

圖2 男，51歲，Warthin瘤。A為CU圖像，B為VU圖像，C為WB圖像。VU圖像CT值高于CU圖像，WB圖像上病灶與正常腮腺的邊界不清晰（箭）

2.2 CU、VU和WB 3組圖像腮腺腫瘤病灶的CNR及主觀評(píng)分比較 WB圖像的CNR高于VU圖像，VU圖像的CNR高于CU圖像，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表2）。2名醫(yī)師對(duì)3組圖像進(jìn)行圖像質(zhì)量主觀評(píng)分均具有高度一致性（Kappa=0.767、0.864、0.793）；腮腺腫瘤顯示清晰度也均有高度一致性（Kappa=0.763、0.758、0.886）。CU與VU的圖像質(zhì)量評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），均高于WB圖像（P=0.005、0.009）；CU與VU圖像間病灶清晰度評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），均高于WB圖像（P=0.000、0.005）（表2、圖3）。

表2 3組圖像的CNR及主觀評(píng)分比較（±s，n=45）

表2 3組圖像的CNR及主觀評(píng)分比較（±s，n=45）

注：CNR：對(duì)比噪聲比；CU：常規(guī)平掃；VU：虛擬平掃；WB：水基圖；*：F值，#：Z值

CU 8.27±0.84 4.12±0.49 3.95±0.76 WB 20.45±3.78 3.54±0.36 3.42±0.49P值 ＜0.01 ＜0.05 ＜0.05

圖3 男，40歲，左側(cè)腮腺肌上皮癌。A為CU圖像，可清晰顯示腫塊的邊界及病灶內(nèi)液化壞死區(qū)（箭），左側(cè)咽旁間隙可見多發(fā)淋巴結(jié)（箭頭）。B為虛擬平掃（VU）圖像，對(duì)于病灶內(nèi)液化壞死區(qū)的顯示不如A圖像（箭頭），左側(cè)咽旁間隙淋巴結(jié)邊界顯示不清，呈融合狀（箭）。C為水基圖（WB）圖像，未見液化壞死區(qū)域顯示（箭頭），左側(cè)咽旁間隙淋巴結(jié)顯示不清（箭）

2.3 輻射劑量 常規(guī)平掃加雙期增強(qiáng)掃描圖像和雙期直接增強(qiáng)掃描的 DLP分別為（671.24±42.12）mGy·cm、（421.37±24.51）mGy·cm，ED 分別為（3.96±0.14）mSV、（2.49±0.11）mSV，后者ED較前者明顯減低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.029），ED降低33.31%（1.47/3.96）。

3 討論

CT增強(qiáng)掃描是腮腺腫瘤患者術(shù)前檢查的重要方法，在臨床術(shù)前定位、周圍解剖關(guān)系顯示、指導(dǎo)治療及評(píng)估預(yù)后中具有重要作用[3,10-11]。由于口腔內(nèi)義齒的影響，MRI在頜面部檢查中受到一定的限制，CT檢查簡(jiǎn)單、便捷，但輻射劑量較高。能譜CT采用單個(gè)X線管，通過80～140 kVp瞬時(shí)切換實(shí)現(xiàn)能譜成像[12-13]，可以將物質(zhì)的X線吸收系數(shù)轉(zhuǎn)換為基物質(zhì)對(duì)的吸收系數(shù)，使之達(dá)到與該物質(zhì)一致的X線衰減效應(yīng)，而虛擬平掃圖像是通過能譜成像Volume Viewer軟件對(duì)70 keV單能量圖像進(jìn)行物質(zhì)抑碘重建出的一種新的虛擬平掃圖像[13]。隨著能譜CT的廣泛應(yīng)用，雙能量掃描的VU圖像替代CU已應(yīng)用于胃癌、腹膜疾病、喉癌等[6,8,14]，不但可以優(yōu)化檢查流程，而且可以明顯降低輻射劑量。常規(guī)平掃與虛擬平掃在顯示病灶的大小、邊界、發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)的囊變壞死、周圍間隙侵犯、骨質(zhì)破壞及周圍淋巴結(jié)大小的顯示方面無(wú)明顯差異，在一定程度上虛擬平掃可以代替常規(guī)平掃[14]。柴亞如等[15]的研究表明，由于WB圖像測(cè)量單位為mg/ml，WB圖像胃癌病灶的CNR盡管高于CU，但是不能反映病灶強(qiáng)化特點(diǎn)的基線CT值。

本研究結(jié)果顯示，各解剖位置VU圖像的CT值均高于CU，可能是由于不同能量的能譜存在一定程度的交叉，導(dǎo)致VU圖像的碘成分未完全壓制。VU圖像腮腺腫瘤病灶的CT值高于CU，腮腺腫瘤及淋巴結(jié)的相對(duì)強(qiáng)化值在CU與VU圖像間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，CU、VU和WB圖像對(duì)腮腺腫瘤病灶的檢出率分別為94.02%（63/67）、92.53%（62/67）和89.55%（60/67），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。進(jìn)一步證實(shí)了VU圖像可以為病灶提供可靠的CT衰減值，VU圖像可以替代CU對(duì)病灶進(jìn)行診斷。在圖像主觀質(zhì)量評(píng)分和腮腺腫瘤病灶顯示的清晰度方面，VU圖像與CU相當(dāng)并且高于WB圖像。由于模糊淡化作用的影響，VU圖像對(duì)于細(xì)小鈣化檢出低于CU圖像，但腮腺腫瘤鈣化發(fā)生率較低，因此其對(duì)于本病的整體診斷影響較小。

虛擬平掃取代常規(guī)平掃可以降低20%～30%的輻射劑量[8,13,15]。本研究結(jié)果顯示，減少常規(guī)平掃后雙期能譜掃描可降低 33.33%的輻射劑量，可能與本研究采用前置ASIR-V迭代重建算法，不但可以提高圖像質(zhì)量，還能在一定程度上降低輻射劑量有關(guān)。頜面部掃描圖像可能會(huì)受到患者呼吸及吞咽的影響，減少了常規(guī)平掃，不但簡(jiǎn)化了掃描流程，同時(shí)避免了呼吸及吞咽引起掃描位置的偏差。

總之，能譜CT的VU圖像與CU相當(dāng)，可以為腮腺腫瘤的評(píng)估提供一個(gè)CT基線值，可以替代常規(guī)CT平掃。本研究的不足之處在于未對(duì)腮腺病灶的定性診斷進(jìn)行研究，有待進(jìn)一步擴(kuò)充樣本量對(duì)腮腺病灶進(jìn)行多參數(shù)研究。