双源CT虚拟平扫图像质量及去除碘油的能力评价

于欣，任克，徐克，陈久红，赵宇，赵丽

·专家荐稿·

双源CT虚拟平扫图像质量及去除碘油的能力评价

于欣，任克，徐克，陈久红，赵宇，赵丽

【推荐理由】 该篇论文对40例肝癌TACE术后患者先行常规腹部平扫(TNC)，然后静脉注射对比剂行双能量动脉期、门静脉期增强扫描，之后采用肝脏虚拟平扫后处理软件Liver VNC，对双能量强化图像进行后处理，得到虚拟平扫(VNC)图像，以TNC图像为标准，评价VNC图像的图像质量及VNC去除碘油的能力，并对比分析图像的SNR、CNR、碘油沉积缺损区及病灶周边区CT值差异有无统计学意义。

结果表明VNC较TNC在图像质量上有所下降，但能满足诊断的基本需求，VNC替代TNC扫描可降低辐射剂量。VNC图像碘油沉积缺损区的CT值较TNC图像明显减低，而病灶周边区的CT值与TNC图像无明显差异。VNC具有很强去除碘油的能力，从而去除碘油遮蔽的影响，使双源CT观察TACE术后病灶内碘油及周边区残余或复发肿瘤成为可能。该研究利用双源CT双能量扫描的虚拟平扫技术，评价去除肝癌TACE术后栓塞区域碘油的能力,在国内外尚未见报道。

(任克)

目的评价肝癌肝动脉化疗栓塞(TACE)术后双源CT虚拟平扫的图像质量以及去除栓塞区域碘油的能力。方法对40例肝癌TACE术后患者先行常规腹部平扫(TNC)，然后静脉注射对比剂行双能量动脉期、门静脉期增强扫描，之后采用肝脏虚拟平扫后处理软件Liver VNC对双能量强化图像进行处理，得到VNC图像，以TNC图像为标准，评价VNC图像的图像质量及VNC去除碘油的能力，比较图像的信噪比(SNR)、对比信噪比(CNR)、碘油沉积缺损区及病灶周边区CT值并进行统计学分析。结果VNC具有很强的去除碘油的能力，对于碘油沉积患者，VNC较TNC在图像质量上有所下降，碘油沉积缺损区的CT值VNC较TNC低，差异有统计学意义(TNC动脉期CT值=54.4±19.1，VNC-CT值=44.8±12.9，P<0.05；TNC门静脉期CT值=54.4±19.1，VNC-CT值=45.3±13.4,P<0.05)，病灶周边区的CT值VNC与TNC差异无统计学意义(TNC动脉期CT值=56.4±7.6，VNC-CT值=55.1±7.8，P>0.05；TNC门静脉期CT值=56.4±7.6，VNC-CT值=58.3±8.2，P>0.05)，病灶的动脉期VNC与门静脉期VNC的CT值差异无统计学意义(碘油沉积缺损区动脉期CT值=44.8±12.9，门静脉期CT值=45.3±13.4，P>0.05；病灶周边区动脉期CT值=55.1±7.8，门静脉期CT值=58.3±8.2，P>0.05)。结论对于较少碘油沉积的病例，VNC能基本满足诊断需求，对于肝癌TACE术后病灶，VNC对病灶周边区的显示好于病灶内。

体层摄影术，X线计算机；肝肿瘤；肝动脉化疗栓塞术

肝动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)是肿瘤局限在患者肝内且不能手术切除的首选治疗方案，正确评价肝癌TACE术后疗效对制定治疗方案、把握治疗时机有重要意义[1,2]。CT是评价肝癌TACE术后疗效最常用、最有效的随访方法。TACE术后肝癌复发最易出现在病灶内碘油沉积缺损区及病灶周边区，CT复查需特别注意。然而高密度碘油在CT上易产生伪影, 碘油区残存肿瘤的强化与碘油沉积常不易区分[3,4]。双源CT双能量扫描的虚拟平扫技术指于增强后的任何一期行双能量扫描，经去碘处理后生成虚拟平扫图像，在满足诊断要求的同时降低了辐射剂量，有望代替常规CT平扫[5,6]。相对于常规CT成像，双源CT虚拟平扫成像在去除碘对比剂的同时，也能部分去除TACE术后沉积在肿瘤中的碘油，有望更好地显示肿瘤残存或复发区域，本研究旨在评价肝癌TACE术后双源CT肝脏虚拟平扫的图像质量，以及去除肝癌栓塞区域碘油的能力。

材料与方法

1.研究对象

纳入2013年7月-2013年11月在我院行肝动脉化疗栓塞术后行双源CT双能量扫描复查的原发性肝癌患者连续病例40例(50个肝癌病灶)，其中男31例，女9例，年龄35～76岁，平均58.2岁。原发性肝癌诊断标准符合1999年中国抗癌协会肝癌专业委员会修订并通过的原发性肝癌诊断标准:①AFP>400 ng/dL，能排除活动性肝病、妊娠、生殖系胚胎源性肿瘤及转移性肝癌，并能触及坚硬、有肿块的肝脏或影像学检查具有肝癌特征性占位性病变征象者；②AFP<400 ng/dL，有两种影像学检查具有肝癌特征性占位性病变征象或有两种肝癌标志物(AFP异质体、异常凝血酶原、r-谷氨酸转肽同工酶11及α-L-岩藻糖苷酶等)阳性及一种影像学检查具有肝癌特征性占位性病变征象者；③有肝癌的临床表现并有肯定的肝外转移灶(包括肉眼可见的血性腹水或在其中发现癌细胞)并能排除转移性肝癌者[7]。

纳入标准:经临床、病理或影像学检查确诊，且自愿行TACE治疗的肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者；TACE术治疗后行双源CT(dual source computed tomography，DSCT)双能量扫描且资料搜集完整者；DSCT复查后经DSA检查或手术进一步确诊者。排除标准:资料搜集不全者；患者有动静脉瘘未行碘化油栓塞者；DSCT复查后未经进一步检查确诊者。

2.检查仪器与方法

所有患者均行平扫和双期增强扫描，采用双源CT(Somatom Definition Flash)进行检查。患者常规禁食8～10 h，常规训练深吸气憋气，使各期扫描范围最大程度一致。检查前常规口服适量对比剂充盈胃肠。定位扫描后行常规平扫(true non-contrasted CT,TNC)，扫描范围均从横膈顶至肝脏下缘1 cm；然后采用高压注射器经肘前静脉以3.0 ml/s流率注射对比剂碘佛醇(320 mg I/ml)，剂量1.5 ml/kg，注射完毕后再以相同流率注入生理盐水20 ml。于注射对比剂后25 s行动脉期双能量扫描，70 s行门静脉期双能量扫描。所有患者均嘱其深吸气后屏气扫描。

普通平扫参数：120 kV，层厚7 mm，重建间隔7 mm。双能量扫描参数：A球管电压100 kV，B球管电压选用附加0.5 mm锡板滤过的Sn140 kV，参考管电流A球管260 mAs，B球管200 mAs；准直器宽度64×0.6 mm，螺距0.6，视野300 mm×300 mm，旋转时间0.5 s。2个球管夹角90°时开启实时动态曝光剂量调节(combined application reduce exposure CAREDose 4D)技术实时调节毫安量。

3.图像后处理

双能量扫描后自动生成3个序列的图像，即100 kV、140 kV、120 kV图像，双能比率=0.5(即按照50%～140 kV的数据与50%～80 kV的数据比率，通过特殊计算后融合成120 kV的图像)；自动生成层厚1.5 mm和7 mm图像。将层厚1.5 mm图像数据(100 kV或140 kV)调入工作站(Syngo VIA)的DualEnergy软件内,选择应用程序LiverVNC处理,通过调整平扫CT与碘对比剂的融合比率，将CT的融合比率调节到100%，碘对比剂的融合比率调节到0%，得到虚拟平扫(virtual non-contrasted，VNC)CT数据，设置窗宽与常规平扫相同并保存。将保存的数据调入3D软件内，重建出层厚7 mm、间隔7 mm的最终VNC图像。

4.数据收集

将VNC组及TNC组两组图像载入工作站的Viewer界面，由两位具有15年以上腹部诊断经验的放射科医师，采用盲法独立对两组图像的肿瘤病灶可见度及诊断接受度进行等级评分。图像浏览窗采用轴面、冠状面和矢状面多平面重组(multiplanar reformation,MPR)。

以TNC组图像清晰完整显示的肿瘤病灶为标准，VNC组图像对相应肿瘤病灶的病灶显示度评分：1分，完全未显示；2分，部分显示；3分，清晰显示但密度较低；4分，清晰显示。诊断接受度评分：1分，不能用于诊断；2分，显示程度欠佳，解剖结构不清楚，诊断价值有限；3分，显示程度中等，大部分解剖结构清楚，少数细节模糊，考虑用于诊断；4分，显示程度良好，解剖结构和细节均清楚，可以用于诊断。碘油沉积分4种形态，即完全沉积型、部分型沉积、稀疏型沉积及无沉积，以此为各病灶碘油沉积形态进行评分：1分，无沉积；2分，稀疏型；3分，部分沉积型；4分，完全沉积型。VNC去除碘油能力评分：1分，无去除；2分，少量去除；3分，大部分去除；4分，完全去除。

选取其中30例肝尾状叶没有受累的病例，将TNC组、动脉期VNC组两组图像放置在相同的层面(肝尾状叶显示最大层面)，在肝尾状叶、竖脊肌及腹主动脉同步选取ROI，兴趣区的面积为1.5～2.0cm2(图1)。选取原则:避开血管、邻近骨或其它伪影,避免容积效应。由同一名研究者测量并记录肝尾状叶、竖脊肌及腹主动脉ROI的平均CT值及肝尾状叶ROI的标准差(SD)，按公式(1)和公式(2)计算信噪比(signal-noise ratio，SNR)及对比信噪比(contrast-noise ratio,CNR)，其中CT肝代表肝尾状叶CT值，SD肝代表肝尾状叶标准差，CT肌代表相同层面竖脊肌CT值，CT动脉代表相同层面腹主动脉CT值。

(1)

(2)

图1 测量CT值时放置1.5～2.0cm2的圆形ROI，其中ROI1为肝尾状叶，ROI2为竖脊肌，ROI3为腹主动脉。a) TNC图像；b) 相同层面动脉VNC图像。图2 测量CT值时放置(1.00±0.05)cm2的圆形ROI，其中ROI1为正常肝脏组织，ROI2为病灶内碘油沉积缺损区，ROI3为病灶周边区。a) TNC图像；b) 相同层面动脉期VNC图像；c) 相同层面门静脉期VNC图像。图3 a) TNC图像显示栓塞病灶内碘油沉积形态(箭)；b) 相同层面动脉期VNC图像，显示虚拟平扫去除栓塞病灶内碘油的效果(箭)。图4 虚拟平扫图像的减影效果，Rel.CM值越小，减影效果越强，反之Rel.CM值越大，减影效果越弱。a) Rel.CM=1.75时虚拟平扫图像；b) Rel.CM=2.65时虚拟平扫图像，

选取其中30例有碘油沉积缺损的病例，将TNC组、动脉期VNC组及门静脉期VNC组三组图像在相同的层面各同步选取3个ROI，其中ROI1：正常肝脏组织；ROI2：病灶内碘油沉积缺损区；ROI3：病灶周边区(周边区：临近无碘油沉积的病灶边缘)。感兴趣区面积为(1.00±0.05)cm2(图2)，选取原则同上。由同一名研究者测量并记录上述ROI的平均CT值。将TNC组、VNC动脉期及VNC门静脉期三组图像以相同的方法测量3个ROI的CT值并计算平均CT值。

5.统计学分析

采用SPSS 13.0软件进行统计学分析。采用Wilcoxon符号秩和检验分析定性的主观等级评分；采用独立样本t检验分析定量数据。以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1.VNC图像的定性评价

VNC图像质量的评价：本组VNC图像未见有明显伪影，均符合临床诊断要求。VNC组肿瘤病灶可见度、诊断接受度均低于TNC组，差异有统计学意义(P<0.05)，结果见表1。

表1 VNC病灶显示度及诊断接受度评分 (例)

VNC去除碘油能力的评价结果见表2及图3。

表2 VNC去除碘油能力评价 (例)

2.VNC图像的定量评价

正常肝脏组织的定量评价：TNC图像和VNC图像正常肝脏组织CT值(HU)比较，差异无统计学意义(P>0.05)；两者图像SNR比较，VNC组高于TNC组，差异有统计学意义(P<0.05)；两者图像CNR比较，TNC组略高于VNC组，但差异无统计学意义(P>0.05，表3)。

表3 正常肝脏组织CT值、SNR及CNR比较

肿瘤病灶的定量评价：将动脉期VNC、门静脉期VNC图像病灶内碘油沉积缺损区及病灶周边区的CT值分别与TNC组对应部位CT值比较，其中碘油沉积缺损区CT值TNC组高于VNC组，差异有统计学意义(P<0.05)；病灶周边区CT值差异无统计学意义(P>0.05，表4、5)。

表4 动脉期VNC图像病灶CT值与TNC组比较 (HU)

表5 门静脉期VNC图像病灶CT值与TNC组比较 (HU)

将动脉期VNC图像与门静脉期VNC图像病灶内碘油沉积缺损区及病灶周边区对应部位的CT值进行比较，其中碘油沉积缺损区CT值门静脉期VNC略高于动脉期VNC，但差异无统计学意义(P>0.05)；病灶周边区CT值门静脉期VNC高于动脉期VNC，但差异亦无统计学意义(P>0.05，表6)。

表6 动脉期与门静脉期VNC图像病灶CT值比较 (HU)

将动脉期、门静脉期VNC图像病灶内碘油沉积缺损区及病灶周边区的CT值分别与TNC组对应部位CT值进行比较，动脉期、门静脉期VNC图像CT值均高于TNC组，差异均有统计学意义(P<0.05，表7、8)。

表7 动脉期VNC图像病灶CT值与TNC组比较 (HU)

表8 门静脉期图像病灶CT值与TNC组比较 (HU)

讨论

在肝癌的非手术治疗中，以肝动脉化疗栓塞术为代表的介入治疗作为不能手术切除肝癌的首选治疗方法己得到了广泛应用[8,9]。除临床和实验室检查外，能够较客观和准确反映TACE术后肿瘤残存或复发的影像学检查方法对于临床制定进一步治疗方案尤为关键。CT评价TACE的治疗效果简单而直观。多数学者认为TACE术后碘油沉积缺损区及病灶周边区改变的监测对于评价疗效和决定是否需要重复治疗具有重要的临床意义[10，11]，碘化油的高密度影响常规CT对上述区域残存或复发肿瘤的观察。

1.虚拟平扫的图像质量

本组研究对VNC图像的定评性价中，选取的是肝癌TACE术后的病例，病灶可见度、诊断接受度均低于TNC图像，即VNC图像对解剖结构及细节的显示不及TNC图像，总体来看，VNC图像质量不及TNC图像，两者差异有统计学意义，这一结论与以往某些研究结论相同[12]。考虑本研究纳入的是TACE术后的患者，肿瘤病灶内含有碘油，在虚拟平扫的后处理中被减影，使得肿瘤病灶的显示不及TNC图像。

2.虚拟平扫去除碘油的能力及价值

TACE术后肿瘤病灶内碘油沉积形态分为四种，VNC去除碘油的能力也可分为4级，本研究50个病灶中，8个病灶属于完全沉积型，其中7个病灶完全去除碘油，1个病灶部分去除碘油；24个病灶属于部分沉积型，其中10个病灶完全去除碘油，13个病灶部分去除碘油，1个病灶少量去除碘油；18个病灶属于稀疏型，其中15个病灶完全去除碘油，2个病灶部分去除碘油，1个病灶少量去除碘油。由此看来，无论病灶碘油沉积形态是何种类型，VNC去除碘油的能力都很强。调节LiverVNC中的Rel.CM(Relative Contrasted Medium)参数，该参数的范围是1.75至2.65，调解不同数值可得到不同的减影效果(图4)，这一点解释了虚拟平扫图像中病灶内仍可见少许碘油影的原因(图3)。通过双源CT的虚拟平扫技术去除碘油，使更好地显示病灶内及周边区残存或复发的肿瘤成为可能。

3.虚拟平扫显示正常组织及病灶CT值的异同

本研究中VNC与TNC图像对正常肝脏组织的密度显示差异无统计学意义；VNC图像的信噪比高于TNC图像，差异有统计学意义；VNC图像的对比信噪比略低于TNC图像，差异无统计学意义。这些结论与以往研究均相同。总体来看，VNC图像能够满足诊断的基本需求，同时减少了患者的辐射剂量，有望取代TNC图像。

VNC图像对病灶碘油沉积缺损区的密度显示明显低于TNC图像，差异有统计学意义，虚拟平扫技术在去除碘对比剂的同时，也去除了沉积的碘油，且去除碘油的能力很强。VNC图像对病灶周边区的密度显示与TNC图像无明显差别，说明本研究中病灶周边区无异常密度改变，即无周边区肿瘤的复发；而动脉期VNC图像与门静脉期VNC图像对病灶内碘油沉积缺损区及病灶周边区的密度显示均无明显差异。动脉期及门静脉期VNC图像对病灶碘油沉积缺损区的密度显示明显高于TNC图像，差异有统计学意义，说明肿瘤病灶没有完全被栓塞，仍然有血供。动脉期及门静脉期图像对病灶周边区的密度显示明显高于TNC图像，差异有统计学意义，符合增强扫描的特征，尚不能完全排除周边区肿瘤的复发。

综上所述，本研究结果显示，VNC图像较TNC图像在正常肝脏组织的显示上无明显差异，VNC图像信噪比高于TNC图像，但两者对比信噪比差异无统计学意义。虚拟平扫技术去除肝癌栓塞区域碘油的能力很强，使更好地显示病灶内及周边区残存或复发的肿瘤成为可能。对于较少碘油沉积的病例，VNC能满足诊断的基本需求，对于肝癌TACE术后病灶，VNC对病灶周边区的显示好于病灶内。

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Theevaluationofvirtualnon-contrast(VNC)imagesfromdual-energyCTimagequalityandtheabilityofiodizedoilremoval

YU Xin,REN Ke,XIU Ke,et al.

Department of Radiology,the First Affiliated Hospital of China Medical University,Shenyang 11001,P.R.China

Objective：To assess the image quality of virtual non-contrast (VNC) images and the ability of iodized oil removal in the embolization zone of iodized oil in hepatocellular carcinoma (HCC) patients with transcatheter arterial chemoembolization (TACE) on VNC images by dual energy CT.MethodsForty HCC patients with TACE were enrolled.Dual-energy CT was performed in both arterial and portal phases.VNC was generated from dual energy mode CT scans.The true non-contrast (TNC) images were used as standard.The mean image quality of both SNR (signal-to-noise ratio) and CNR (contrast-to-noise ratio) and the ability of iodized oil removal (the average CT value of iodized oil in both deposit defect area and perifocal area) of VNC were compared with TNC using T test.ResultsVNC possesses the powerful ability of removing iodized oil.For patients of iodized oil deposit,compared with TNC,the image quality of VNC was poorer.A significant difference existed in average CT value of iodized oil deposit defect area(arterial phase CTTNC=54.4±19.1,CTVNC=44.8±12.9,P<0.05;portal phase CTTNC=54.4±19.1,CTVNC=45.3±13.4,P<0.05).No significant statistical difference existed in average CT value of perifocal area (arterial phase CTTNC=56.4±7.6,CTVNC=55.1±7.8,P>0.05;portal phase CTTNC=56.4±7.6,CTVNC=58.3±8.2,P>0.05).No significant statistical difference in average CT value between arterial and portal phase of VNC (iodized oil deposit defect area CTa=44.8±12.9，CTp=45.3±13.4,P>0.05;perifocal area CTa=55.1±7.8，CTp=58.3±8.2,P>0.05).ConclusionThe image quality of VNC images can meet the diagnostic needs in cases of less iodized oil accumulation,it could better differentiate HCC of perifocal areas from that of intralesional areas after TACE.

Tomography,X-ray computed；Liver neoplasms; Transcatheter arterial chemoembolization

110001 沈阳，中国医科大学附属第一医院放射科，辽宁省肝癌转化医学研究中心

于欣(1983-)，女，沈阳人，硕士研究生，主要从事腹部影像诊断工作。

任克，Email：renke815@sina.com

R735.7; R814.42

A

1000-0313(2014)05-0504-05

2013-02-10

2013-03-10)