低剂量延迟期扫描在泌尿系统疾病MSCTU中的临床应用

朱玉春，邢　伟，王建良，沈纪芳

（1.江苏大学附属昆山医院放射科，江苏 昆山　215300；2.常州市第一人民医院放射科，江苏 常州　213003）

低剂量延迟期扫描在泌尿系统疾病MSCTU中的临床应用

朱玉春1，邢伟2，王建良1，沈纪芳1

（1.江苏大学附属昆山医院放射科，江苏 昆山215300；2.常州市第一人民医院放射科，江苏 常州213003）

目的：探讨MSCT尿路成像（MSCTU）中延迟期低剂量扫描方案（100 kV+CARE Dose 4D）对泌尿系统疾病的诊断价值，并探讨三种不同后处理重组技术（MPR/CPR、MIP、VR）图像对泌尿系统疾病诊断的敏感性。方法：34例MSCTU患者延迟期采用低剂量扫描方案，所有患者延迟期1mm薄层数据进行CTU图像重组，并与临床、病理诊断进行对照研究。结果：34例中全尿路MSCTU图像的定位诊断准确率为97.1%（33/34），定性诊断准确率为91.2%（31/34）。三组不同图像组合对泌尿系统疾病的定位诊断准确性均高于定性诊断的准确性。其定位、定性诊断敏感性，从高到低依次为：全尿路MSCTU图像＞含延迟期CT轴位＞常规CT轴位，其中全尿路MSCTU图像与常规CT轴位的诊断差异有显著统计学意义（P＜0.012 5），其余组合均无统计学意义（P＞0.012 5）。CT尿路造影后处理重组三种技术对泌尿系统疾病的定位、定性诊断准确率从高到低依次为MPR/CPR＞MIP＞VR图像，定位诊断准确率高于定性诊断准确率。其中MPR/CPR技术与MIP、VR技术对照，差异均有统计学意义（P=0.000），而MIP技术与VR技术比较，两组差异均无统计学意义（P＞0.012 5）。结论：MSCTU技术延迟期采用100 kV结合CARE Dose 4D技术方案，不仅能够明显减少单期辐射剂量，而且能提高泌尿系统疾病的定位、定性诊断的准确性，值得临床推广应用。

泌尿系疾病；体层摄影术，螺旋计算机

多层螺旋CT尿路造影（MSCTU）是近年来泌尿系影像诊断领域中的一项新技术，它是利用螺旋CT进行薄层快速的容积扫描，进行多期相增强扫描，结合后处理重组技术一次性获得肾盂肾盏、输尿管和膀胱在内的整个泌尿系统信息，为诊断泌尿系疾病提供准确可靠的影像学依据，MSCTU对于泌尿系统疾病的定位、定性诊断价值较大，不仅能够准确显示梗阻部位，还能直观的显示结石、狭窄、先天性发育畸形、肿瘤等常见的梗阻原因［1-3］，由于多期扫描，其辐射剂量较大，如何在保证图像质量满足诊断要求的情况下，尽可能降低辐射剂量，已成为当前影像界探讨的热点问题［4-5］。本研究在MSCTU延迟期采用低管电压（100 kV）结合CARE Dose 4D技术扫描，着重探讨其单期辐射剂量，并结合MSCTU后处理重组技术对泌尿系统疾病进行诊断，对照临床病理结果，探讨低剂量延迟期扫描的应用价值，为MSCTU低剂量扫描提供新的尝试。

1　资料与方法

1.1一般资料

收集我院2013年7月—2014年2月临床申请而接受64层螺旋CT尿路成像的34例连续性病例，其中男21例，女13例，年龄22～67岁，中位年龄48.5岁。8例为体检发现泌尿系统疾病，临床无症状，6例患者为首次发病，余20例患者病程1周～6年。临床症状包括：间隙性腰痛、腰酸21例，无痛性肉眼或镜下血尿13例，不同程度的尿频、尿急14例，合并尿痛6例，既往有泌尿系统结石病史7例，伴发间断发热6例，腹痛、呕吐12例。

1.2检查方法和后处理技术

采用Siemens SOMATOM Sensation 64层螺旋CT机，检查前常规禁食4 h以上，扫描前半小时内口服750mL清水，中度憋尿，仰卧于检查床上，自头向足方向于屏气状态下扫描，扫描范围从肾脏上极至膀胱下缘。先行平扫，然后以3.5mL/s速率经肘静脉团注非离子型造影剂欧乃派克（350mgI/mL）80mL，其后以同样的速度跟注生理盐水40mL。所有患者包括4期扫描图像：平扫期、皮质期、髓质期和延迟期图像。平扫期、皮质期、髓质期扫描参数均为：120 kV，240mAs，层厚5mm，准直64×0.6mm，球管旋转1.0 s，螺距1.0，不使用CARE Dose 4D技术，延迟期采用低剂量扫描方案：即100 kV联合CARE Dose 4D技术，参照球管管电流为175mAs，其余扫描参数同上。延迟期扫描时间根据患者不同个体排泄情况而定，常规为注射造影后5min采集，如果泌尿系统显影差，根据肾脏排泄功能适当延迟扫描时间，最长延迟扫描时间2 h，所有患者在无禁忌症的前提下，静脉推注速尿5mg以加速排泄过程。将延迟期图像进行层厚l.0mm，间隔0.75mm薄层重建，卷积核B30f，薄层数据传输至后处理工作站（Syno 2008S），利用多平面重组法 （MPR）、曲面重组法（CPR）、最大密度投影法（MIP）和容积成像法（VR）进行MSCTU成像。

1.3单期辐射剂量的测定

收集CT机器自动记录的每个病例髓质期和延迟期辐射剂量进行对照，包括容积CT剂量指数（Volume computed tomography dose index，CTDI-vol），剂量长度乘积（Dose length product，DLP），并将 DLP依据国际放射防护委员会（International commission on radiological protection，ICRP）第103号出版物中成人腹部DLP转换为有效剂量的转换因子（k值为0.015mSv/（mGy·cm））计算出有效剂量（Effective dose，ED），ED=k×DLP［6］。

1.4图像观察和分析

图像观察由2位高年资影像诊断医师在未知临床病史和诊断结果的情况下双盲观察，仔细观察各期横断位图像，结合CTU后处理重组图像，观察病变范围、形态以及与邻近组织关系，作出诊断，意见分歧时，请第三者主任医师参与讨论达成一致，并与临床结果对照。

1.5统计学分析

采用SPSS 18.0统计软件进行数据处理，计量资料数据（DLP、ED、CTDIvol）以均数±标准差（x±s）表示，两者比较采用独立样本Student's-t检验分析（经Levene方差齐性检验，若方差齐性用t检验，若方差不齐用t'检验），计数资料以率或百分数表示，比较采用Pearson卡方检验，若1≤理论频数≤5时，用连续性卡方校正值，采用双侧检验，以P＜0.05认为差异有显著统计学意义，多个样本率之间的多重比较，采用χ2分割法，重新规定检验水准，以P＜0.012 5为差异有显著统计学意义。

2　结果

MSCTU髓质期常规剂量 （120 kV+固定毫安技术）和延迟期低剂量（100 kV+CARE Dose 4D技术）扫描的辐射剂量比较：34例中，髓质期单期图像辐射剂量 CTDIvol为（18.38±0.00）mGy、DLP为（815.85±56.80）mGy·cm，ED为 （12.24±0.85）mSv，有效毫安为（240±0.00）mAs，延迟期单期图像辐射剂量CTDIvol为（4.72±0.64）mGy、DLP为（208.56± 36.26）mGy·cm，ED为（3.13±0.54）mSv，有效毫安为（105.41±14.01）mAs，范围74～129mAs，两组单期图像辐射剂量比较，CTDIvol（t=124.433），DLP（t= 52.547），ED（t=52.538），有效毫安（t=56.003）差异均有显著统计学意义（P均=0.000）。在低剂量延迟期扫描条件下，单期有效辐射剂量ED较髓质期减少了74.43%，CTDIvol较髓质期减少了74.32%。

3种不同图像组合对泌尿系统病变定位、定性的诊断对照：使用以下3种不同的图像组合进行对照分析，常规CT轴位（含3期图像，即平扫期、皮质期、髓质期轴位图像），含延迟期CT轴位（含4期图像，即平扫期、皮质期、髓质期、延迟期轴位图像），全尿路MSCTU图像（含CTU后处理图像，即含延迟期CT轴位+CTU后处理图像）。34例中累计发现14种泌尿系统疾病，全尿路MSCTU图像的定位诊断准确率为97.1%（33/34），定性诊断准确率为91.2% （31/34），常规 CT轴位的定位诊断率最低，为73.5%，漏诊了9例患者，而结合延迟期CT轴位图像，其定位诊断准确率明显提高，增加了7例患者，达到了94.1%，在CT延迟期，多检出了1例肾盂旁囊肿，1例输尿管癌，2例输尿管息肉，2例肾盂输尿管重复畸形，1例泌尿系炎症，而全尿路MSCTU图像较含延迟期CT轴位多检出了1例不全性肾盂输尿管重复畸形（图1）。在定性诊断中，含延迟期CT轴位检出了常规CT轴位不能定性的2例肾盂旁囊肿，1例输尿管癌，1例输尿管息肉，2例肾盂输尿管重复畸形，1例肾盂癌，而全尿路MSCTU图像的定性诊断率更高，较含延迟期CT轴位多检出了1例输尿管息肉，1例肾盂输尿管重复畸形，1例泌尿系统炎症，其诊断准确率为91.2%，仅仅误诊了3例（1例乏脂肪的肾血管平滑肌脂肪瘤误诊为肾癌，1例囊性肾癌误诊为复杂性囊肿合并感染，1例输尿管炎症误诊为输尿管癌）。具体3种不同图像组合对泌尿系统疾病的定位、定性诊断准确性对照见表1。3种不同图像组合对泌尿系统疾病的定位、定性诊断敏感性从高到低依次为：全尿路MSCTU图像＞含延迟期CT轴位＞常规CT轴位，定位诊断准确性均高于定性诊断。其中全尿路MSCTU图像与常规CT轴位的诊断差异有显著统计学意义（P＜0.012 5），其余组合均无统计学意义（P＞0.012 5），具体3种不同图像组合对泌尿系统疾病定位、定性诊断敏感性统计学对照见表2。

图1左侧双肾盂、双输尿管重复畸形：平扫（图1a）、皮质期（图1b）、髓质期（图1c）均漏诊，低剂量延迟期CPR重组（图1d）显示左侧双肾盂、双输尿管重复畸形。

Figure 1.Double renal pelvis and ureter repetitive malformation of the left side：plain scan（Figure 1a），stage of cortex（Figure 1b）and medulla（Figure 1c）all miss the malformation.Figure 1d：Low dose delay scan combinated with CPR can show the lesions clearly.

表1　低剂量组不同图像组合对泌尿系统疾病的定位、定性诊断准确性对照表（例）

CTU后处理CPR、MIP、VR技术成像对泌尿系统疾病的定位、定性诊断对照：34例患者的延迟期薄层1mm图像均成功进行后处理重组成像，包括MPR/CPR、MIP、VR图像（图2）。3种后处理重组技术对泌尿系统疾病的定位、定性诊断准确率从高到低依次为MPR/CPR＞MIP＞VR，定位诊断准确率高于定性诊断准确率。MPR/CPR的定位诊断准确率最高为97.1%，定性诊断准确率最高为91.2%，具体CTU3种不同后处理重组技术成像对泌尿系统疾病定位、定性诊断对照见表3。其中MPR/CPR技术与MIP、VR技术对照，两者差异均有统计学意义 （P= 0.000），而MIP技术与VR技术比较，两组差异均无统计学意义（P＞0.012 5），具体CTU 3种不同后处理重组技术成像对泌尿系统疾病定位、定性诊断敏感性统计学对照见表4。

图2低剂量延迟期CTU 3种不同重组技术，分别为右侧输尿管曲面重组CPR（图2a），左侧输尿管曲面重组CPR（图2b），最大密度投影MIP（图2c）和容积再现技术VR（图2d）。

Figure 2.Three different post-processing recombinant technologies of low dose delay scan：cured planar reformation of the right ureter （Figure 2a），cured planar reformation of the left ureter（Figure 2b），maximum intensity recontruction（Figure 2c），and volume rendering（Figure 2d）.

表2　低剂量组不同图像组合对泌尿系统疾病定位、定性诊断敏感性对照表

通过3种不同方法的对照研究显示，作为CTU后处理重组技术中的二维MPR/CPR技术能够清晰反映病变的位置，并能准确定性，区分病变的良恶性，而三维重组技术MIP和VR，由于影像的重叠，定位、定性诊断准确率较低，但是对于泌尿系统结石、肾盂输尿管重复畸形的显示更加立体和直观（图3）。

表3　低剂量组CTU重组技术对泌尿系统疾病的定位、定性诊断准确性对照表（例）

表4　低剂量组CTU重组技术对泌尿系统疾病的定位、定性诊断敏感性对照表

图3左侧输尿管下段癌：低剂量延迟期MPR（图3a）显示左侧输尿管下段强化的肿块，左侧肾盂扩张积水。VR（图3b）显示左侧肾盂、输尿管未见显影，右侧肾盂、输尿管显影正常。

Figure 3.Carcinoma of the left lower ureter：low dose delay scan combined with MPR（Figure 3a）can show the enhanced mass in the lower ureter，and expansion of the left renal pelvis.Volume rendering image（Figure 3b）shows no enhanced left renal pelvis and ureter，but the right renal pelvis and ureter are showed normally.

3　讨论

3.1MSCTU单期扫描辐射剂量问题

CT尿路造影中最大的缺点就是多期扫描带来的高辐射剂量，低剂量研究应该遵循“合理使用低剂量”原则，在保证图像质量满足诊断要求的前提下，尽可能减少患者的辐射剂量［7］。本研究中，我们尝试在延迟期采用低管电压100 kV结合CARE Dose 4D技术的低剂量扫描方案，在降低管电压的同时，通过自动毫安调节技术降低了扫描时的有效管电流，进而有效降低患者的辐射剂量，通过对照髓质期的常规剂量扫描（120 kV、固定管电流）方案，结果显示在低剂量延迟期扫描条件下，单期有效辐射剂量ED仅仅为（3.13±0.54）mSv，较髓质期减少了74.43%，CTDIvol为 （4.72±0.64）mGy较髓质期减少了74.32%，达到了欧洲泌尿放射协会（European Society of Urogenital Radiology，ESUR）所推荐的可接受辐射剂量（在平均体质量为60～80 kg的标准体型患者中，单期扫描剂量5～6mGy）［2］。CARE Dose 4D技术会自动根据患者身材和扫描范围内射线的衰竭变化自动调整有效mAs，既可以提高射线的利用效率从而降低辐射剂量，又能保证图像质量，目前，该技术在胸部已经得到广泛应用，但是在腹部低剂量的技术还处于一个摸索的阶段，Hundt等［8］研究结果显示，在其他扫描条件相同的情况下，使用CARE Dose 4D扫描技术与不使用该技术相比，在胸部扫描辐射剂量可减少30.5%，腹部扫描辐射剂量可减少29.7%。本研究在泌尿系统造影延迟期开启CARE Dose 4D功能，预设的参考值为175mAs时，100 kV扫描条件下的有效mAs幅度范围为74～129mAs，均明显低于预设的参考mAs值，在一定程度上减少了辐射剂量。

3.2全尿路MSCTU图像对泌尿系统疾病的诊断价值

MSCTU技术是利用泌尿系统的血液循环和肾脏排泄功能的原理，静脉注射含碘的造影剂，采用动态增强多期扫描方式，获得肾脏的皮质期、髓质期和延迟期图像，利用延迟期的泌尿系统充盈特点进行后处理重组，获得泌尿系统全程的影像，可以准确显示泌尿系统的解剖结构，清楚显示泌尿系统的病灶，提供详细的解剖细节，可以作为“一站式”检查方法解决泌尿系统疾病的临床难题［1，4］。按照正常的生理排泄过程，在静脉注射造影剂后，30～40 s肾脏皮质强化为主，60～70 s肾脏髓质强化为主，此时，仅仅是肾脏强化的过程，而尿路未显影，对于输尿管疾病的诊断准确性和敏感性较低，约2～3min后含碘剂的造影剂进入集合系统开始排泄过程，对于正常人群5～10min肾脏的集合系统和输尿管显影效果较好，但是对于患有泌尿系统疾病的患者，其排泄功能可能受到一定程度的影响，我们在实际操作过程中，应该根据不同患者的情况，结合平扫、皮质期、髓质期的图像和诊断，采用个性化的延迟时间，争取泌尿系统能够全程显示，充盈度良好的输尿管图像，既有利于后处理图像的重组，也有利于疾病的显示，因此，国内外较多学者认为，在泌尿系统疾病的诊断中，建议进行延迟期扫描［2］。

本组研究结果显示，3种不同图像组合对泌尿系统疾病的诊断准确率从高到低依次为：全尿路MSCTU图像＞含延迟期CT轴位＞常规CT轴位。全尿路MSCTU图像的诊断准确率最高，检验效能最佳，其诊断价值明显高于常规CT轴位扫描，可以较好的显示泌尿系统全程，检查出常规CT轴位漏诊的病变，主要表现在泌尿系统的先天性发育异常和肾盂、输尿管腔内的密度较低或体积较小的病变，如输尿管癌和输尿管息肉，同时还能通过泌尿系统管腔内的显影判断疾病的位置和性质，如肾盂积水和肾盂旁囊肿的鉴别，输尿管损伤及内漏的判断，有利于检出早期病变，并帮助定位、定性［9-10］。但是对于继发肾脏功能损害的患者，泌尿系统显影较差，多次的重复延迟扫描又增加了病人的辐射剂量，特别不适用于对辐射非常敏感的人群，如儿童或年轻女性患者。因此，我们在泌尿系统的延迟期尿路造影时采用低管电压100 kV结合CARE Dose 4D技术的低剂量扫描方案，有效降低了单期辐射剂量，同时静脉推注速尿5mg以加速排泄过程，争取做到肾盂、输尿管一次全程显示，但是对于部分中-重度肾功能损伤的患者，特别是梗阻严重的患者，上述方案仍然无明显效果，其临床应用受到限制［8-10］。

3.3MSCTU三维后处理重组技术的应用价值

MSCTU后处理重组技术主要包括MPR、CPR、MIP和VR。由于64层螺旋CT容积扫描实现了各向同性，其空间分辨率和密度分辨率有了明显提高，MPR冠矢状面重组能够多方位显示肾脏、输尿管、膀胱的位置，在MPR的基础上沿输尿管走行方向进行CPR重组图像，沿输尿管走行方向拉直，获得从肾盂至输尿管、膀胱的连续性图像。通过任意平面的旋转，多角度、多平面观察整个泌尿系统的走向、梗阻部位和病变形态，其密度分辨率较高，即使造影剂不能完全充盈，仍然可以提供丰富的信息用于诊断，该技术是输尿管疾病定位、定性诊断的主要方法之一［10-11］，MIP和VR属于三维重组图像，较CPR更加立体和直观，MIP图像是将一定厚度的体层容积组织或物体中最大强度的像素投影到相应平面上，可以根据需要调整厚度，其灰阶值可反映实际组织的CT值，图像类似于传统的IVP，对于肾脏集合系统的图像分辨率较高，可实现多角度、立体观察病变与周围结构的关系，较宽的窗宽、窗位（300/800HU）更适合显示结石、钙化等病变。VR技术的立体感最强，图像更加直观逼真，可形成彩色图像，其原理是通过容积数据进行所有像素的总和投影，可以更加立体显示整个尿路的形态，更容易显示病变与周围组织的结构和位置关系，3种技术各有优缺点，需灵活运用［4，12］。本组研究通过对CTU 3种后处理重组技术对照结果显示，CPR对泌尿系统疾病诊断的定位、定性诊断准确率及其诊断的敏感性明显高于MIP和VR，差异有显著统计学意义，但是MIP和VR作为三维重组技术，其立体感更强，更有利于泌尿系统先天异常和结石的诊断，而对肾脏和输尿管的实质性病变诊断准确率相对较低。因此，在泌尿系统CTU中，根据不同患者的泌尿系统显影情况和不同的疾病诊断，以横断位为基础，结合不同的重组技术，采取最优化、最准确、最快捷、最直观的方法，对于显影程度较差的患者，首选CPR技术，对于显影度较好的患者，若临床怀疑泌尿系统先天性发育异常，首选VR和MIP，而对于结石、肿瘤等疾病需密切结合横断位、CPR和VR技术，以便能够更加准确的进行诊断和分期［10-12］。

本研究存在的不足：①受限于样本量，收集的泌尿系统疾病的病种不够全面，可能在一定程度上不能完全反映MSCTU的诊断价值。②由于同期进行B超、IVP、MRU的病例数较少，未能进行相关对照比较，需加大样本进行相关研究。

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The clinical application of low dose delay scan in MSCTU for urologic disease

ZHU Yu-chun1，XING Wei2，WANG Jian-liang1，SHEN Ji-fang1
（1.Department of Radiology，Kunshan Hospital Affiliated to Jiangsu University，Kunshan Jiangsu 215300，China；2.Department of Radiology，the First People's Hospital of Changzhou，Changzhou Jiangsu 213003，China）

Objective：To discuss the diagnostic value of low dose delay scan（tube voltage 100 kV+CARE Dosed 4D）in multi-slice helical computed tomography urography（MSCTU），and discuss the diagnostic sensitivity of three different post-processing recombinant technologies（MPR/CPR，MIP，VR）in urologic disease.Methods：34 cases of patients undertook low dose scan protocol in delay phase（100 kV+CARE Dosed 4D）.The 1mm-thick CT data in the delay phase were restructed by postprocessing technology and compared with clinical and pathological diagnosis.Results：In 34 cases of patients，the accuracy of localization and qualitative diagnosis of MSCTU image was 97.1%（33/34）and 91.2%（31/34），respectively.The localization and qualitative diagnostic sensitivity in three different image combinations from high to low was as follows：MSCTU image＞CT axial combined with delay image＞routine CT axial，and the diagnostic accuracy of localization was higher than the qualitative diagnosis.There was statistically significant difference（P＜0.012 5）between MSCTU image and routine CT axial，but not for the rest of the combinations（P＞0.012 5）.Meanwhile，the localization and qualitative diagnostic sensitivity in three different image postprocessing technologies from high to low was as follows：MPR/CPR＞MIP＞VR.There were statistical significant differences（P= 0.000）between MPR/CPR and MIP or VR technology，while not between MIP and VR（P＞0.012 5）.Conclusion：MSCTU using 100 kV with CARE Dosed 4D technology in excretory phase can not only reduce radiation dose in single phase，but also have higher diagnostic accuracy in localization and qualitative diagnosis.The low dose scan protocol is worth to be widely applied in the clinic of urologic disease.

Urologic diseases；Tomography，spiral computed

R691；R814.42

A

1008-1062（2015）02-0105-06

2014-03-14；

2014-05-30

朱玉春（1980-），男，江苏盐城人，主治医师。

邢伟，常州市第一人民医院放射科，213003。

国家自然科学基金（项目编号：81371513）；江苏大学2012年度医学临床科技发展基金项目（项目编号：JLY20120061）；昆山市2014年社会发展科技计划（KS1422）；昆山市第一人民医院首批“131人才工程”培养专项基金（昆人医2013-16）。