双源CT双能量扫描模式对胰腺肿瘤的诊断价值

双源CT双能量扫描模式对胰腺肿瘤的诊断价值

刘佳怿张俊陆琳赵卫杨亚英

双源CT(dual-source CT，DSCT)双能量扫描经后处理得到多种衍生序列，如线性融合图像、非线性融合图像、碘图、单能谱图像等。多种衍生序列可提供各种不同的诊断信息及进行多方面定性及定量评估[1]，而采取何种图像融合方式及不同融合权重的选择常常因人而异、因组织而异[2]。低千伏扫描图像噪声相应增加，但图像对比度高；而高千伏扫描图像噪声相对较小，信号相对均匀，但对比度低。为结合两者优势，双能量扫描成像多采用两组图像融合的方式。为此，本研究比较各衍生序列对胰腺肿瘤病灶显示的差异，评价其对胰腺肿瘤的诊断价值。

一、材料与方法

1．研究对象：收集2012年3月至2013年3月泰州市人民医院医学影像科行腹部双能量CT增强扫描的胰腺肿瘤患者30例，其中术后病理结果证实胰腺癌16例，囊腺瘤4例，胰岛细胞瘤2例；经临床诊断及随访证实胰腺癌8例。30例患者中男性16例，女性14例，年龄27～74岁，平均(59±10)岁，体重指数为(23.5±3.3)kg/m2。所有入选患者检查前均签署知情同意书，并接受DSCT双能量扫描模式检查。排除标准：(1)有碘过敏史；(2)严重心、肺、肾功能不全；(3)孕、产妇；(4)不同意该项扫描方案者等。

2．DSCT双能量扫描：患者取仰卧位。应用西门子第二代炫速双源CT行平扫期、动脉期、胰腺实质期及延迟期扫描。平扫期、动脉期及延迟期均采用常规扫描，管电压及管电流分别为120 kVp、250 mAs，准直128 mm×0.6 mm，旋转时间0.5 s/圈，螺距0.6；实质期采用双能量扫描，管电压分别为Sn140kVp、100 kVp，管电流分别为178 mAs、230 mAs，准直32 mm×0.6 mm，旋转时间0.5 s/圈，螺距0.8。平扫期在胰体水平腹主动脉层面达到100 HU时延迟6 s扫描。动脉期延迟约21 s，胰腺实质期延迟约45 s，延迟期延迟约80 s。均开启实时动态曝光剂量调节技术。扫描方向为从头到足，扫描范围由肝上缘至髂脊上方。增强扫描采用对比剂示踪法触发，用自动双筒高压注射器经前臂静脉注射对比剂碘普罗胺85～100 ml，后续生理盐水20～30 ml，流速均为4 ml/s。

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.02.015

作者单位：225300泰州，泰州市人民医院医学影像科(刘佳怿、张俊)；昆明医科大学第一附属医院医学影像科(陆琳、赵卫、杨亚英)

通信作者：张俊，Email：53113379@qq.com

3．图像处理、分析与测量：胰腺实质期双能量扫描获得Sn140 kVp、100 kVp及线性融合(融合因子为0.5)3组图像，数据传输至后处理工作站。将Sn140 kVp、100 kVp两组原始数据一并调入后处理软件，选择“Liver VNC”程序进行自动能量减影，调整平扫CT与碘对比剂的融合比率到0，碘对比剂的融合比率到100%，得到碘图；选择“Optmial Contrast”程序处理得到非线性融合图像；选择“Mono Energetic”软件处理得到机器自动给出的最高胰腺实质-肿瘤对比噪声比(CNR)单能谱图像(74keV)。

将线性融合图像、常规平扫图像及碘图调入“Viewing”软件，得到正常胰腺组织及肿瘤组织CT值，并计算其相对强化值(REV)值(即线性融合图像CT值-常规平扫图像CT值)。将线性融合图像、非线性融合图像、碘图及单能谱74keV图像调入“Viewing”软件，得到正常胰腺组织CT值、肿瘤组织CT值、腹壁正中皮下脂肪CT值标准差(SD)。横断位图像于胰腺正常组织、肿瘤组织、同层面腹主动脉及脊柱后方肌肉处测量CT值。避开血管、坏死、钙化及组织边缘选择感兴趣区(region of interest，ROI)。尽可能选择大的ROI以减少噪声，若病灶较小可适当减小面积，原则上不低于50 mm2。取连续3层CT值的平均值，以其标准差作为该层面的图像噪声，进一步计算胰腺正常组织与肿瘤组织CT差值(即正常组织CT平均值-肿瘤组织CT平均值)、强化比值(肿瘤组织CT平均值/正常组织CT平均值)及正常组织与肿瘤肿瘤CNR(正常胰腺平均CT值-胰腺肿瘤平均CT值/皮下脂肪SD值)[3]。

4．主观评分：由两名经验丰富的影像科医师分别对两组图像质量进行评分，意见不一致时共同阅片达成一致。评分标准[4]：图像质量优，病变边界清楚，解剖细节清晰，组织界限易于识别，能够简单明了地评价为5分；解剖结构和细节及病灶较清楚，不影响诊断，能够评价为4分；大部分解剖结构及病灶可以满足诊断，但少数图像细节模糊，不能进行评价为3分；解剖结构及病灶不清楚，解剖细节不足以被发现，诊断价值有限为2分；解剖结构及病灶模糊，不能用于诊断为1分。解剖细节是指是否显示病灶形态、范围及边缘等。3分以上均能满足诊断要求。

二、结果

1．正常胰腺组织与胰腺肿瘤组织的REV值、碘图CT值：正常胰腺组织及肿瘤组织的REV值分别为(62.53±18.68)、(34.98±13.79)HU；碘图CT值分别为(60.15±15.23)、(31.68±11.34)HU，两种组织的差异无统计学意义(t值分别为2.120、1.946，P值均>0.05，图1、2)。

图1　胰腺癌的线性融合图像(1A)及碘图(1B)

图2　胰岛细胞瘤的线性融合图像(2A)及碘图(2B)

2．CT差值、强化比值及CNR：不同衍生序列测量的CT差值、强化比值、肿瘤CNR的差异均具有统计学意义(P值均<0.05，表1)，其中CT差值最大的序列是非线性融合图，其余依次是单能谱74keV图、线性融合图和碘图；强化比值最小的是碘图，其余依次为非线性融合图、单能谱74keV图、线性融合图；肿瘤CNR最大的序列是碘图，其余依次是非线性融合图、单能谱74keV图、线性融合图(图3)。

双能衍生序列CT差值(HU)强化比值肿瘤CNR线性融合图36.30±12.230.66±0.122.94±0.89非线性融合图44.38±13.250.58±0.133.62±1.28碘图27.28±10.090.49±0.124.04±0.62单能谱74keV图40.12±14.050.61±0.123.25±1.01F值30.6727.14818.651P值0.0210.0120.003

图3　胰体尾癌的线性融合图(3A)、非线性融合图(3B)、碘图(3C)、单能谱74keV图(3D)

3．4组衍生序列图像质量评分比较：线性融合图像、非线性融合图像、碘图、单能谱74keV图像的评分分别为(3.92±0.53)、(3.98±0.55)、(2.32±0.68)、(3.95±0.54)分，差异有统计学意义(Chis-Square=6.562,P=0.002)。除评分最低的碘图与其他各图像间的差异有统计学意义外，其余两两间差异均无统计学意义。两评分者的一致性较好(Kappa=0.81,P<0.05)。

讨论双能量扫描模式在一次扫描的同时获得Sn140kVp及100kVp两组原始数据，并经后处理得到系列衍生序列，包括碘图、线性融合图、非线性融合图及单能谱图，相较于常规扫描可提供更多的诊断信息。CT增强扫描采用低管电压能够提高含碘组织的CT值，提高病变组织与周围正常组织的对比度[5]，双能CT对物质的化学组成亦有较高的敏感性[6]，其物质分离技术可以将碘与其他物质分离开来，其基本原理在于利用碘在不同能量下的衰减趋势与其他组织衰减趋势的明显差异将碘从图像中单独提取出来[3,7]。碘分布图根据碘浓集情况分析病灶强化程度较常规增强准确度高，有助于评价病变血供状况及富血供、乏血供病灶的检出[8]。

理论上来说碘图CT值较常规增强的REV值更加准确，因为双能量扫描不存在数据采集位置和时间差，可以最大程度减少ROI在动态扫描中出现位置偏差导致的测量数据不准确[9]，尤其对于相对较小的病灶，既可降低测量误差的影响，同时也提高了诊断的准确性。本研究结果显示，胰腺肿瘤组织的碘图CT值与REV值之间差异无统计学意义，总体相关性较好。直接利用碘图CT值来判定REV值可以更直观地显示肿瘤组织的强化程度。碘图的胰腺肿瘤CT差值低于线性融合、非线性融合及单能谱74keV图，但肿瘤CNR却最大，强化比值最小。

众所周知，图像的CNR越高，病灶的显示越清楚，但本研究中碘图的图像主观评分诊断却低于其他各组，提示测量出来的碘图高噪声比并没有提高主观诊断价值，原因可能主要在于其脂肪的SD值明显低于其他各组，因此CNR采用脂肪SD值进行计算和评估的标准是否也适用于碘图值得进一步思考和探讨。

线性融合是指将各像素的信号强度按固定权重相互叠加融合。本研究的线性融合图由Sn140 kVp和100 kVp两组原始数据按0.5的加权融合系数融合而成。Sn140 kVp图像噪声较低，但对比度较差，100 kVp图像对比度较为理想，但噪声较高，线性融合图像在一定程度上提高对比度同时降低噪声，能够平衡这两方面的问题。这样获得的图像虽然不是真实的120 kVp管电压采集获得的图像, 但与标准120 kVp管电压实际采集获得的图像质量基本一致[10]。非线性融合图像中的融合比例是不定的，可根据不同CT值决定融合的权重，在CT值较低区域的融合时Sn140 kVp图像所占比例较大，优先获得高电压数据来降低噪声，而CT值较高区域的融合时100 kVp图像所占比例较大，优先提取低管电压数据来提高对比增强度，因此，非线性融合图像有望在获得更佳的密度分辨率的同时降低图像噪声[11]。本研究结果亦显示，在线性融合、非线性融合及单能谱74 keV图像中，胰腺肿瘤CT差值、强化比值及肿瘤CNR最优的均为非线性融合图像，其余依次为单能谱74 keV图像、线性融合图像。有研究报道[12-13]，40～190 keV的单能谱图像中73～74 keV图像的胰腺肿瘤CNR最佳，但并不优于非线性融合图像，而线性融合图像的CNR近似于单能谱70 keV图像。因单能谱74 keV图像的CNR高于单能谱70 keV图像，所以推算单能谱74 keV图像的CNR高于线性融合图像。本研究结果与其相符合。但在图像质量主观评分中，三者的两两组间差异均无统计学意义。

目前，由于双能CT投入临床应用的时间较短，值得借鉴的经验较少，同时本研究所收集的病例数不多，样本的选择也存在一定偏倚，得出的结果可能不够准确。此外，本研究的病灶区大小不等、形态不规则，选定ROI时也不能做到完全相同，或者是难以避开一些其他组织，硬化伪影和容积效应等因素[14-15]都可对本研究结果造成影响，从而产生误差。因此，还需要进一步完善研究方案，扩大研究范围，进行更深入的研究，以取得更可靠的结果。

参考文献

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收稿日期：(2014-07-18)

(本文编辑：吕芳萍)

·勘误更正·

本刊2015年第1期22页刊登的“HIF-1α@Fe3O4纳米颗粒标记对胰腺癌干细胞增殖及凋亡的影响”一文英文中的Suzhou单位更正为Jiangsu，即：Department of Radiology, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang212001, China

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