雙能量CT 虛擬平掃在泌尿系結石檢出中應用價值的Meta 分析

賀 倩，杜小麗，林 偉

（四川省成都市第一人民醫(yī)院放射科，四川 成都 610071）

泌尿系未增強CT（conventional nonenhanced CT，CNCT）已成為診斷泌尿系結石的金標準［1］，然而，部分患者在行CNCT 檢查后還需行CTU 評估泌尿系梗阻狀況和雙腎功能［2］，這導致輻射劑量和腎毒性增大，限制了CTU 的應用。不同物質(zhì)在不同能量級別X 線下CT 值的變化不同，雙能量CT 虛擬平掃（virtual nonenhanced CT，VNCT）利用2 種X 線能量的衰減信息區(qū)分給定材料的化學成分和密度，通過消除增強圖像上的碘對比劑，實現(xiàn)物質(zhì)分離、得到虛擬平掃圖像［3-4］；在診斷泌尿系結石時可僅行增強掃描，通過對增強掃描序列的重建得到虛擬平掃圖像，減少了掃描次數(shù)，能使有效輻射劑量減少20%～50%［5］；但是雙能量VNCT 診斷泌尿系結石的準確性，以及能否應用于臨床仍有爭議。本研究通過Meta分析，以CNCT 作為金標準，從循證醫(yī)學角度系統(tǒng)評估雙能量VNCT 檢測泌尿系結石的準確性。

1 資料與方法

1.1 文獻納入與排除標準 納入標準：①以疑為泌尿系結石患者為研究對象，且患者無年齡、性別、種族及國別限制；②應用雙能量VNCT 評估泌尿系結石的診斷性試驗；③以CNCT 作為診斷金標準；④能夠提取出四格表數(shù)據(jù)，如真陽性、假陽性、假陰性、真陰性。排除標準：①非診斷性試驗；②以動物為實驗對象的研究；③非中英文文獻；④無法獲取四格表數(shù)據(jù)的文獻；⑤綜述、會議論文等；⑥無法獲取全文的文獻。

1.2 文獻檢索 2 名研究人員獨立檢索Pubmed、中國知網(wǎng)、萬方等數(shù)據(jù)庫，時間范圍從建庫至2019年6 月。英文檢索詞：dual-energy CT（DECT）、virtual nonenhanced、urinary stone/urography 等。中文檢索詞：雙能/能源/能量/能譜CT、虛擬平掃、泌尿系/尿路結石/造影。依據(jù)納入及排除標準，選出文獻。

1.3 文獻的質(zhì)量評價 2 名研究人員獨立完成，采用診斷性試驗準確性質(zhì)量評價工具（QUADAS-2）評價納入文獻的研究質(zhì)量，結果經(jīng)討論統(tǒng)一后，運用Review Manager 5.2 軟件行QUADAS-2 評價。

1.4 統(tǒng)計學分析 運用Meta-Disc 1.4 軟件，分析納入文獻有無異質(zhì)性及閾值效應，并行敏感性分析。異質(zhì)性分析通過Cochran-Q 檢驗和I2檢驗進行：I2＞50%提示研究結果間存在明顯異質(zhì)性，采用雙變量隨機效應模型進行合并分析；I2≤50%提示采用固定效應模型進行合并分析。通過ROC 曲線的形態(tài)、Spearman相關系數(shù)探討閾值效應是否存在：當存在閾值效應，僅計算合并ROC 曲線下面積；若無閾值效應，分析非閾值效應異質(zhì)性的來源，進行亞組分析、敏感性分析，計算合并敏感度、特異度、陽性似然比、陰性似然比、診斷比值比及95%置信區(qū)間（95%CI）。運用Stata 15軟件繪制Deek's 漏斗圖，評價有無發(fā)表偏倚，以P＜0.01 為有發(fā)表偏倚。亞組分析，當P＜0.05 時，提示研究間異質(zhì)性來源與某一協(xié)變量有關，則從高到低剔除協(xié)變量后，計算相對診斷比值比（RDOR）。

2 結果

共納入12 篇文獻［6-16］，其中英文文獻9 篇、中文文獻3 篇，包含1 223 例樣本，共檢出結石1 027個，文獻提取流程見圖1。分析、提取文獻的數(shù)據(jù)資料，行QUADAS-2 評價，結果見圖2。

納入研究間合并敏感度、合并特異度、合并陽性似然比、合并陰性似然比存在明顯異質(zhì)性（I2=90.6%、68.3%、80.9%、91.6%，均P＜0.01）。采用隨機效應模型合并分析顯示，雙能量VNCT 診斷泌尿系結石的合并敏感度為0.86（95%CI 0.82～0.89），其中長徑≥3 mm 結石合并敏感度為0.96（95%CI 0.94～0.97），長徑＜3 mm 結石合并敏感度為0.37（95%CI 0.31～0.43）；合并特異度為0.98（95%CI 0.97～0.99）；合并陽性似然比為37.37（95%CI 9.97～140.06）；合并陰性似然比為0.14（95%CI 0.06～0.30）；合并診斷比值比為334.10（95%CI 76.07～1 467.42）；合并ROC的AUC 為0.981 7。合并敏感度森林圖、合并ROC 曲線見圖3、4。

Spearman 相關系數(shù)r=0.280，P=0.378＞0.05，表明無明顯的閾值效應，異質(zhì)性是由非閾值效應引起的，故進行亞組分析非閾值效應異質(zhì)性的來源（表1）；亞組分析表明，研究間異質(zhì)性的來源與CT 設備、管電壓、文獻質(zhì)量無關（均P＞0.05）。

表1 亞組分析

敏感性分析，分別去除單個研究，其余研究進行合并分析，結果顯示當剔除Mangold 等［12］該項研究時對異質(zhì)性的影響大，說明結果的敏感度高、穩(wěn)定性較低。繪制Deek's 漏斗圖（圖5），P＞0.01，表明納入研究無發(fā)表偏倚。

3 討論

泌尿系結石復發(fā)率高，患者常需行部分排除性診斷檢查（除外泌尿系腫瘤性病變），導致重復檢查。而CTU 總體掃描時間長，輻射劑量較高，存在腎毒性，因此，在獲得高質(zhì)量圖像、滿足臨床和患者需求的同時，降低輻射劑量，是放射科醫(yī)師努力的方向。

雙能量VNCT 成像利用旋轉(zhuǎn)機架內(nèi)2 套互相垂直的球管和探測器，以140 kV 和80 kV 2 個管電壓運行，因不同物質(zhì)在不同能量級別X 線下的CT 值不同，碘劑的CT 值在80 kV 和140 kV 圖像上呈現(xiàn)出巨大差異，經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的后處理將碘化物質(zhì)從增強掃描圖像上去除，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離［17］。Sosna 等［18-19］通過雙能量VNCT 與CNCT 在圖像質(zhì)量、組織器官結構、CT 值等方面比較研究，認為VNCT 能夠取代CNCT的診斷作用，因此可減少對CNCT 圖像的需求。在CTU 排泄期圖像中，泌尿系結石常與碘化對比劑無法區(qū)分，雙能量CTU 通過去除碘化物質(zhì)獲取VNCT 圖像可提供關于泌尿系結石大小和位置的信息，通過一站式雙能量VNCT 檢查，同時得到平掃圖像、CTU圖像信息。

圖1 文獻提取流程圖 圖2 QUADAS-2 納入文獻質(zhì)量評價結果

圖3 雙能量CT 虛擬平掃（VNCT）檢測泌尿系結石合并敏感度的森林圖，合并敏感度（95%置信區(qū)間）=0.86（95%CI 0.82～0.89），χ2=117.08，v=11（P＜0.001），異質(zhì)性檢驗結果=90.6%

圖4 雙能量VNCT 檢測泌尿系結石的合并ROC 曲線 圖5 雙能量VNCT 檢測泌尿系結石的Deek's 漏斗圖

雙能量VNCT 的圖像噪聲高于CNCT，VNCT 需更多的時間和專業(yè)知識處理圖像數(shù)據(jù)和生成圖像［20］。限制VNCT 在CTU 中廣泛應用的一個因素是對尿液中排泄的高濃度碘化對比劑的不完全減影，高濃度碘化對比劑的“邊緣偽影”可掩蓋結石，導致假陰性；另外，未去碘的病灶可能被誤認為是結石，從而導致假陽性。本研究共納入12 篇文獻，Meta 分析顯示，對于泌尿系結石，雙能量VNCT 有較好的敏感度、特異度，且對長徑≥3 mm 結石的檢出有較好的敏感度。但納入結果存在較大異質(zhì)性，故進行亞組及敏感度分析探討異質(zhì)性來源：①提取3 個亞組的數(shù)據(jù)，且亞組分析并未找到異質(zhì)性來源；②敏感度分析顯示，剔除Mangold 等［12］該項研究［12］對異質(zhì)性的影響大，分析原因可能與其研究設計不完整有關（延遲期在給藥100 mL 后10 min 進行，小結石被忽略的原因可能是泌尿系統(tǒng)腔內(nèi)對比劑的衰減）。本研究納入文獻數(shù)量較少，且不同文獻樣本量、質(zhì)量有一定差別，今后需更多設計良好、質(zhì)量較高的研究進一步證實。

本研究納入文獻中VNCT 期相均為延遲期，對VNCT 期相的研究，國內(nèi)外文獻暫無統(tǒng)一標準，各學者所用期相也有所不同［21］，彭波等［22］通過對比雙能量VNCT 相同重建模式下腎臟動脈期、實質(zhì)期及排泄期的圖像，發(fā)現(xiàn)對動脈期圖像對結石（尤其是小結石）的檢出率明顯提高。本研究中長徑＜3 mm 的泌尿系結石敏感度低，可能為VNCT 去碘過度而將小結石當作碘劑去除所致。有學者［23］建議修改CTU 方案，通過給予小劑量的對比劑和利尿劑、積極地給患者補水，以確保排泄系統(tǒng)中碘的濃度較低，提高結石的發(fā)現(xiàn)。一項研究［24］發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)長徑＜3 mm 的輸尿管結石可自行排出，但即便結石長徑＜3 mm 也會引起疼痛和顯微鏡下血尿。

綜上所述，Meta 分析表明，對于泌尿系結石，雙能量VNCT 有較好的診斷敏感度、特異度，對長徑≥3 mm 結石的檢出有較好的診斷效能，在CTU 檢查中可基本取代常規(guī)CT 平掃，降低輻射劑量，具有很好的臨床應用前景。雙能量CT 增強掃描數(shù)據(jù)經(jīng)后處理可得到VNCT 圖像、碘圖等，除具備結石檢出及成分分析能力外，還能提供更多臨床所需信息。