Revolution CT虛擬平掃在直腸癌診斷中的應(yīng)用價(jià)值研究*

劉 文，張禮榮，石 卉

(江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科，江蘇 鎮(zhèn)江 212001)

Revolution CT可以分離出非碘即水的基物質(zhì)圖像，虛擬平掃是指基于能譜掃描的水基圖像。Revolution CT掃描為腹部成像提供了廣泛的潛在應(yīng)用價(jià)值，包括減少輻射劑量，改善疾病的診斷性能及圖像質(zhì)量優(yōu)化等。本研究旨在比較直腸癌患者Revolution CT增強(qiáng)雙期的虛擬平掃與常規(guī)能譜平掃的圖像質(zhì)量之間差異，以及對直腸癌的診斷價(jià)值，討論Revolution CT虛擬平掃能否代替常規(guī)能譜平掃，減少輻射劑量的同時(shí)也能較好地診斷疾病。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年10月至2018年7月在本院行手術(shù)治療的70例直腸癌患者，均于術(shù)前進(jìn)行常規(guī)能譜CT平掃及Revolution CT雙期增強(qiáng)虛擬平掃。70例患者年齡(64±11)歲，男41例(58.6%)，女29例(41.4%)，體重(65.33±10.25)kg，體重指數(shù)(23.60±2.37)kg/m2，高血壓19例(27.1%)，糖尿病8例(11.4%)，抽煙史12例(17.1%)，便血70例(100.0%)，大便隱血陽性70例(100.0%)，大便次數(shù)改變20例(28.6%)，大便性狀改變24例(34.3%)，體重減輕8例(11.4%)，腹部不適5例(7.1%)。

1.2方法

1.2.1成像方法及數(shù)據(jù)處理 采用256排CT掃描儀(Revolution CT,GE healthcare,Waukesha,WI美國)行常規(guī)能譜平掃和雙期增強(qiáng)虛擬掃描，注射器為高頻高壓注射器。能譜平掃掃描參數(shù)：管電壓為120 kVp，管電流為自動(dòng)mAs。增強(qiáng)虛擬掃描參數(shù)：管電壓為140 kVp與80 kVp之間瞬時(shí)切換，管電流設(shè)定為自動(dòng)管電流，最大參考管電流為600 mA。球管轉(zhuǎn)速為0.5 r/s。螺距設(shè)置為1.984∶1。掃描視野(DFOV)為25 cm。后處理工作站為GE ADW4.6，采用50%前置迭代重建(ASiR-V)算法。利用工作站上的GSI viewer軟件自動(dòng)進(jìn)行碘水物質(zhì)分離，即分離得到雙期增強(qiáng)虛擬平掃圖像。

1.2.2圖像分析

1.2.2.1圖像質(zhì)量主觀及客觀評分 主觀評分由2位診斷經(jīng)驗(yàn)分別為10年(評分者1)及20年(評分者2)的放射科醫(yī)生對常規(guī)能譜平掃及增強(qiáng)虛擬平掃進(jìn)行圖像質(zhì)量的主觀評分，通常使用5分制[1],具體如表1。

1.2.2.2圖像質(zhì)量客觀評價(jià) 勾畫感興趣區(qū)域(ROI)時(shí)選擇直腸癌病灶的最大層面ROI1，ROI選擇時(shí)盡量避開腫瘤囊變壞死及鈣化血管等區(qū)域；并勾畫與直腸癌層面一致的鄰近正常直腸壁ROI2。ROI1、ROI2均測量3次，求取平均值。通過計(jì)算得到對比噪聲(CNR)的數(shù)值。計(jì)算公式：CNR=|ROI1-ROI2|/SD2(對于平掃，ROI1為三處病灶的CT值平均值；對于虛擬平掃，ROI1為三處病灶的水濃度平均值；SD2為鄰近正常直腸壁平均值的標(biāo)準(zhǔn)差)。

1.2.3常規(guī)平掃與虛擬平掃對直腸癌病灶診斷準(zhǔn)確性評估 直腸癌病灶的評估包括對直腸癌腸壁厚度、漿膜面的受累情況、直腸癌周圍淋巴結(jié)顯示情況的評價(jià)。直腸癌腸壁厚度選擇含病灶區(qū)的最大腸壁厚度測量寬度，單位為mm。直腸漿膜面受累情況以最大強(qiáng)度投影(MIP)顯示周圍脂肪密度增高及直腸管壁毛糙作為圖像上判定的標(biāo)準(zhǔn)，以術(shù)后病理結(jié)果作為“金標(biāo)準(zhǔn)”。直腸癌周圍淋巴結(jié)的測量，以常規(guī)平掃圖像所顯示的病灶周圍淋巴結(jié)短徑值為標(biāo)準(zhǔn)，按照淋巴結(jié)短徑大小分為5～9 mm組(可疑組)和大于9 mm組(高度可疑組)。

1.2.4常規(guī)平掃與虛擬平掃對直腸癌患者掃描劑量評估 統(tǒng)計(jì)計(jì)算機(jī)自動(dòng)記錄的患者掃描的CT劑量指數(shù)(CTDI)和劑量長度乘積(DLP)，按照公式計(jì)算有效劑量(ED)值。計(jì)算公式：ED=k×DLP，其中k值約為0.015[1]。

2 結(jié) 果

2.1能譜平掃與雙期虛擬平掃圖像質(zhì)量主觀評分比較 能譜平掃圖像主觀評分為(4.85±0.35)分，與雙期虛擬平掃圖像主觀評分[分別為(4.82±0.38)、(4.81±0.39)分]比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=0.24，P>0.05)。且2種對直腸癌平掃圖像的主觀評分均在3分以上，達(dá)到了臨床診斷的要求，見表2。

表2 能譜平掃與雙期虛擬平掃主觀評分分布(n)

2.2能譜平掃與雙期虛擬平掃CNR值比較 雙期虛擬平掃CNR值分別為(0.85±0.17)和(0.82±0.15)，均高于能譜平掃的(0.57±0.18)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(F=54.42，P<0.05)。動(dòng)脈期、門脈期虛擬平掃圖像CNR值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.107，P=0.29)。

2.3能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌腸壁厚度及周圍淋巴結(jié)大小比較 能譜平掃與雙期虛擬平掃直腸癌病灶的腸壁厚度比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。能譜平掃與雙期虛擬平掃直腸癌病灶周圍淋巴結(jié)大小按可疑組和高度可疑組分組結(jié)果比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3、圖1。

表3 能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌腸壁厚度及周圍淋巴結(jié)大小比較

注：A.直腸癌平掃圖像，直腸左旁可見1枚腫大淋巴結(jié)影，腸壁最厚處約15.96 mm，淋巴結(jié)短徑約12.7 mm；B.動(dòng)脈期虛擬平掃圖像，腸壁最厚處約15.94 mm，淋巴結(jié)短徑約12.7 mm；C.門脈期虛擬平掃圖像，腸壁最厚處約15.95 mm，淋巴結(jié)短徑約12.6 mm；D.直腸癌與左側(cè)高度可疑淋巴結(jié)的能譜曲線圖，能譜曲線顯示高度可疑淋巴結(jié)與直腸癌病灶具有同源性。圖1 典型病例CT平掃及能譜曲線圖(36歲女患者)

2.4能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌漿膜面受侵犯程度比較 以術(shù)中病理為“金標(biāo)準(zhǔn)”，依據(jù)MIP的結(jié)果評估，能譜平掃與雙期虛擬平掃病灶漿膜面清晰情況比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.153，P=0.926)，見表4、圖2。

表4 能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌漿膜面受侵犯程度比較(n=70)

2.5能譜平掃與雙期虛擬平掃輻射相關(guān)參數(shù)比較 三期掃描(能譜平掃+雙期虛擬平掃)與雙期虛擬平掃的DLP、CTDI及ED值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表5。能譜平掃ED值為(7.61±1.68)mSV，與雙期虛擬平掃ED值[動(dòng)脈期虛擬平掃：(8.30±2.43)mSV，門脈期虛擬平掃：(8.47±2.56)mSV]比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=4.138，P=0.019)。雖然雙期虛擬平掃的劑量稍高于能譜平掃，三期掃描省去能譜平掃劑量后，輻射劑量減少約30%。

注：箭頭所指為直腸癌病灶區(qū)域。圖A、B、C分別為能譜平掃、動(dòng)脈期虛擬平掃、門脈期虛擬平掃的圖像。所有圖像顯示直腸癌漿膜面清晰，周圍脂肪間隙密度清晰。圖2 直腸癌患者M(jìn)IP圖像

表5 能譜平掃與雙期虛擬平掃輻射相關(guān)參數(shù)比較

3 討 論

隨著CT技術(shù)的迅速發(fā)展，從最初的全身掃描CT到最近發(fā)展形成的將能譜、寬體、快速掃描、低劑量和超清圖像融合的Revolution能譜CT，Revolution能譜CT能夠?qū)崿F(xiàn)單個(gè)球管雙能量成像。Revolution 能譜CT的物質(zhì)分析是基物質(zhì)的衰減效應(yīng)，通過在基物質(zhì)對組成上通常選擇2種衰減不同的物質(zhì)——水與碘[2]，增強(qiáng)圖像上碘分離后得到了虛擬平掃圖像，一定程度上為減少輻射劑量提供了可能性。而Revolution CT前置ASiR-V算法，這一重建算法有以下優(yōu)勢：如降噪、消噪、消偽影、降輻射劑量，還可提高低對比度檢測性，以運(yùn)算速度快為特點(diǎn)[3]。有研究表明，AsiR-V迭代重建算法百分比隨著百分比的增加，圖像噪聲降低越顯著，過高的迭代百分比會(huì)形成蠟狀偽影，影響病灶顯示[4-6]。在保證質(zhì)量及減小劑量的需求下，本次研究使用了50%權(quán)重的ASiR-V百分比。

在本研究中，圖像質(zhì)量的評價(jià)結(jié)果表明，能譜平掃及雙期虛擬平掃的主觀評分之間無明顯差異，且評分均高于3分以上，已經(jīng)達(dá)到了臨床診斷的要求。通常來說，CNR值越高圖像質(zhì)量越高。研究結(jié)果表明，雙期虛擬平掃CNR值均高于能譜平掃，說明在對病灶的顯示上，虛擬平掃明顯優(yōu)于能譜平掃，而雙期虛擬平掃圖像之間的CNR之間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。可能原因分析：(1)可能是Revolution CT的前置ASIR-V迭代重建算法提高了圖像的質(zhì)量[7-9]；(2)可能是由于增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期及靜脈期圖像進(jìn)行基物質(zhì)對分離時(shí)，碘未被徹底去除，導(dǎo)致獲得的虛擬平掃圖像存在輕度強(qiáng)化表現(xiàn)有關(guān)[10-11]，本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈期圖像中，水基圖中肝腎、腎實(shí)質(zhì)似見輕度強(qiáng)化，“去碘效果不佳”，可能是在動(dòng)脈期，對比劑在該臟器中積聚較多，無法完全達(dá)到去碘的作用，這與既往研究一致[12]。能譜平掃及雙期虛擬平掃直腸癌腸壁厚度、直腸癌周圍淋巴結(jié)評估比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。虛擬平掃對直腸癌周圍浸潤情況診斷的符合率與能譜平掃相近，表明能譜平掃與雙期虛擬平掃之間對直腸癌周圍漿膜層侵犯無明顯差異，提示虛擬平掃在直腸癌TNM分期診斷中具有一定價(jià)值。

由于直腸癌患者在整個(gè)治療過程中需要重復(fù)多次的CT檢查，降低輻射劑量顯得尤為重要[13-15]。本研究表明，在省去能譜平掃后，輻射劑量減少了約30%。虛擬平掃可替代能譜平掃，節(jié)省了時(shí)間，且可減少掃描劑量。

綜上所述，Revolution CT在直腸癌增強(qiáng)雙期的虛擬平掃中，顯示解剖細(xì)節(jié)清晰，可以滿足臨床診斷需求，且雙期虛擬平掃的CNR值高于常規(guī)能譜平掃；在對直腸癌診斷的準(zhǔn)確性上，能譜平掃及雙期虛擬平掃針對直腸癌腸壁厚度、漿膜面的受累情況、直腸癌周圍淋巴結(jié)顯示情況評估無差異。因此，在直腸癌診斷時(shí)，虛擬平掃有望代替能譜平掃，在直腸癌患者術(shù)前進(jìn)行分期診斷及術(shù)后隨訪復(fù)查過程中發(fā)揮潛在價(jià)值，且在減少輻射劑量的同時(shí)滿足臨床診斷需求。