双能量CT 虚拟平扫在泌尿系结石检出中应用价值的Meta 分析

贺 倩，杜小丽，林 伟

（四川省成都市第一人民医院放射科，四川 成都 610071）

泌尿系未增强CT（conventional nonenhanced CT，CNCT）已成为诊断泌尿系结石的金标准［1］，然而，部分患者在行CNCT 检查后还需行CTU 评估泌尿系梗阻状况和双肾功能［2］，这导致辐射剂量和肾毒性增大，限制了CTU 的应用。不同物质在不同能量级别X 线下CT 值的变化不同，双能量CT 虚拟平扫（virtual nonenhanced CT，VNCT）利用2 种X 线能量的衰减信息区分给定材料的化学成分和密度，通过消除增强图像上的碘对比剂，实现物质分离、得到虚拟平扫图像［3-4］；在诊断泌尿系结石时可仅行增强扫描，通过对增强扫描序列的重建得到虚拟平扫图像，减少了扫描次数，能使有效辐射剂量减少20%～50%［5］；但是双能量VNCT 诊断泌尿系结石的准确性，以及能否应用于临床仍有争议。本研究通过Meta分析，以CNCT 作为金标准，从循证医学角度系统评估双能量VNCT 检测泌尿系结石的准确性。

1 资料与方法

1.1 文献纳入与排除标准 纳入标准：①以疑为泌尿系结石患者为研究对象，且患者无年龄、性别、种族及国别限制；②应用双能量VNCT 评估泌尿系结石的诊断性试验；③以CNCT 作为诊断金标准；④能够提取出四格表数据，如真阳性、假阳性、假阴性、真阴性。排除标准：①非诊断性试验；②以动物为实验对象的研究；③非中英文文献；④无法获取四格表数据的文献；⑤综述、会议论文等；⑥无法获取全文的文献。

1.2 文献检索 2 名研究人员独立检索Pubmed、中国知网、万方等数据库，时间范围从建库至2019年6 月。英文检索词：dual-energy CT（DECT）、virtual nonenhanced、urinary stone/urography 等。中文检索词：双能/能源/能量/能谱CT、虚拟平扫、泌尿系/尿路结石/造影。依据纳入及排除标准，选出文献。

1.3 文献的质量评价 2 名研究人员独立完成，采用诊断性试验准确性质量评价工具（QUADAS-2）评价纳入文献的研究质量，结果经讨论统一后，运用Review Manager 5.2 软件行QUADAS-2 评价。

1.4 统计学分析 运用Meta-Disc 1.4 软件，分析纳入文献有无异质性及阈值效应，并行敏感性分析。异质性分析通过Cochran-Q 检验和I2检验进行：I2＞50%提示研究结果间存在明显异质性，采用双变量随机效应模型进行合并分析；I2≤50%提示采用固定效应模型进行合并分析。通过ROC 曲线的形态、Spearman相关系数探讨阈值效应是否存在：当存在阈值效应，仅计算合并ROC 曲线下面积；若无阈值效应，分析非阈值效应异质性的来源，进行亚组分析、敏感性分析，计算合并敏感度、特异度、阳性似然比、阴性似然比、诊断比值比及95%置信区间（95%CI）。运用Stata 15软件绘制Deek's 漏斗图，评价有无发表偏倚，以P＜0.01 为有发表偏倚。亚组分析，当P＜0.05 时，提示研究间异质性来源与某一协变量有关，则从高到低剔除协变量后，计算相对诊断比值比（RDOR）。

2 结果

共纳入12 篇文献［6-16］，其中英文文献9 篇、中文文献3 篇，包含1 223 例样本，共检出结石1 027个，文献提取流程见图1。分析、提取文献的数据资料，行QUADAS-2 评价，结果见图2。

纳入研究间合并敏感度、合并特异度、合并阳性似然比、合并阴性似然比存在明显异质性（I2=90.6%、68.3%、80.9%、91.6%，均P＜0.01）。采用随机效应模型合并分析显示，双能量VNCT 诊断泌尿系结石的合并敏感度为0.86（95%CI 0.82～0.89），其中长径≥3 mm 结石合并敏感度为0.96（95%CI 0.94～0.97），长径＜3 mm 结石合并敏感度为0.37（95%CI 0.31～0.43）；合并特异度为0.98（95%CI 0.97～0.99）；合并阳性似然比为37.37（95%CI 9.97～140.06）；合并阴性似然比为0.14（95%CI 0.06～0.30）；合并诊断比值比为334.10（95%CI 76.07～1 467.42）；合并ROC的AUC 为0.981 7。合并敏感度森林图、合并ROC 曲线见图3、4。

Spearman 相关系数r=0.280，P=0.378＞0.05，表明无明显的阈值效应，异质性是由非阈值效应引起的，故进行亚组分析非阈值效应异质性的来源（表1）；亚组分析表明，研究间异质性的来源与CT 设备、管电压、文献质量无关（均P＞0.05）。

表1 亚组分析

敏感性分析，分别去除单个研究，其余研究进行合并分析，结果显示当剔除Mangold 等［12］该项研究时对异质性的影响大，说明结果的敏感度高、稳定性较低。绘制Deek's 漏斗图（图5），P＞0.01，表明纳入研究无发表偏倚。

3 讨论

泌尿系结石复发率高，患者常需行部分排除性诊断检查（除外泌尿系肿瘤性病变），导致重复检查。而CTU 总体扫描时间长，辐射剂量较高，存在肾毒性，因此，在获得高质量图像、满足临床和患者需求的同时，降低辐射剂量，是放射科医师努力的方向。

双能量VNCT 成像利用旋转机架内2 套互相垂直的球管和探测器，以140 kV 和80 kV 2 个管电压运行，因不同物质在不同能量级别X 线下的CT 值不同，碘剂的CT 值在80 kV 和140 kV 图像上呈现出巨大差异，经数据转换的后处理将碘化物质从增强扫描图像上去除，从而实现物质分离［17］。Sosna 等［18-19］通过双能量VNCT 与CNCT 在图像质量、组织器官结构、CT 值等方面比较研究，认为VNCT 能够取代CNCT的诊断作用，因此可减少对CNCT 图像的需求。在CTU 排泄期图像中，泌尿系结石常与碘化对比剂无法区分，双能量CTU 通过去除碘化物质获取VNCT 图像可提供关于泌尿系结石大小和位置的信息，通过一站式双能量VNCT 检查，同时得到平扫图像、CTU图像信息。

图1 文献提取流程图 图2 QUADAS-2 纳入文献质量评价结果

图3 双能量CT 虚拟平扫（VNCT）检测泌尿系结石合并敏感度的森林图，合并敏感度（95%置信区间）=0.86（95%CI 0.82～0.89），χ2=117.08，v=11（P＜0.001），异质性检验结果=90.6%

图4 双能量VNCT 检测泌尿系结石的合并ROC 曲线 图5 双能量VNCT 检测泌尿系结石的Deek's 漏斗图

双能量VNCT 的图像噪声高于CNCT，VNCT 需更多的时间和专业知识处理图像数据和生成图像［20］。限制VNCT 在CTU 中广泛应用的一个因素是对尿液中排泄的高浓度碘化对比剂的不完全减影，高浓度碘化对比剂的“边缘伪影”可掩盖结石，导致假阴性；另外，未去碘的病灶可能被误认为是结石，从而导致假阳性。本研究共纳入12 篇文献，Meta 分析显示，对于泌尿系结石，双能量VNCT 有较好的敏感度、特异度，且对长径≥3 mm 结石的检出有较好的敏感度。但纳入结果存在较大异质性，故进行亚组及敏感度分析探讨异质性来源：①提取3 个亚组的数据，且亚组分析并未找到异质性来源；②敏感度分析显示，剔除Mangold 等［12］该项研究［12］对异质性的影响大，分析原因可能与其研究设计不完整有关（延迟期在给药100 mL 后10 min 进行，小结石被忽略的原因可能是泌尿系统腔内对比剂的衰减）。本研究纳入文献数量较少，且不同文献样本量、质量有一定差别，今后需更多设计良好、质量较高的研究进一步证实。

本研究纳入文献中VNCT 期相均为延迟期，对VNCT 期相的研究，国内外文献暂无统一标准，各学者所用期相也有所不同［21］，彭波等［22］通过对比双能量VNCT 相同重建模式下肾脏动脉期、实质期及排泄期的图像，发现对动脉期图像对结石（尤其是小结石）的检出率明显提高。本研究中长径＜3 mm 的泌尿系结石敏感度低，可能为VNCT 去碘过度而将小结石当作碘剂去除所致。有学者［23］建议修改CTU 方案，通过给予小剂量的对比剂和利尿剂、积极地给患者补水，以确保排泄系统中碘的浓度较低，提高结石的发现。一项研究［24］发现，大多数长径＜3 mm 的输尿管结石可自行排出，但即便结石长径＜3 mm 也会引起疼痛和显微镜下血尿。

综上所述，Meta 分析表明，对于泌尿系结石，双能量VNCT 有较好的诊断敏感度、特异度，对长径≥3 mm 结石的检出有较好的诊断效能，在CTU 检查中可基本取代常规CT 平扫，降低辐射剂量，具有很好的临床应用前景。双能量CT 增强扫描数据经后处理可得到VNCT 图像、碘图等，除具备结石检出及成分分析能力外，还能提供更多临床所需信息。