双源CT小肠造影双能量虚拟平扫与常规平扫对比研究

贾秀川，陈英敏，暴云锋，柳溪，王曼，胡聪聪，张建

河北省人民医院 a. 医学影像科；b. 消化内科，河北 石家庄 050051

引言

小肠病变的临床诊断较困难，常规内镜相对难以达到小肠，小肠镜病人耐受度较低，胶囊内镜有嵌顿在肠道的风险；对于传统的影像学检查，X线小肠钡餐造影检查只能显示肠管内部黏膜的情况，而且小肠在盆腔容易相互重叠，导致其对小肠病变的诊断效能较低。随着多层螺旋CT时间和空间分辨率的提高，口服法多层螺旋CT小肠造影（CT Enterography，CTE）已逐渐成为小肠病变评估的一线方法。应用大量的中性对比剂充盈肠道，同时静脉注入造影剂进行CT增强扫描不仅能够清晰无重叠显示小肠管腔及肠壁，而且能够用于评估周围的肠系膜及肠周脂肪[1]。如何能够在有效降低辐射剂量的同时满足临床诊断的需要，已经成为备受关注的问题。

双源CT（Dual-Source Computed Tomography，DSCT）双能量成像利用两个以不同管电压、电流运行的基本相互垂直的X线球管及对应的探测器获得同层面同时间两组不同能量的数据图像，利用后处理算法可以得到去除碘剂后的虚拟平扫（Virtual Non-Contrast，VNC）图像[2]。双能量CT虚拟平扫技术已在全身多个部位病变的影像学诊断中得到应用，使得降低扫描辐射剂量成为可能。

1 材料与方法

1.1 基本资料

自2017年2月至2020年2月对42例临床怀疑小肠病变的患者行双源CT小肠造影检查，其中男24例，女18例，年龄14～83岁，平均（51.33±16.12）岁。临床表现为腹痛24例，腹胀13例，腹泻10例，便血9例。排除标准：① 呼吸不能配合；② 有碘对比剂过敏史；③ 严重心、肺、肝、肾功能不全；④ 完全性肠梗阻患者。所有患者检查前均签署知情同意书。本研究已经通过本院伦理委员会的批准。

1.2 检查方法

检查前一日患者需低渣饮食，应用缓泻剂，检查当日保持空腹，并于检查前40 min分4次匀速口服约2000 mL 2.5%等渗甘露醇。

使用Siemens Force双源CT机，扫描范围自膈顶至耻骨联合水平，检查序列包括常规CT平扫，动、静脉期 增强双能量CT扫描。平扫参数：开启实时动态曝光剂量调节（CARE Dose 4D）、 CARE kV；螺距0.6，0.5 s/r，准直宽度192×0.6 mm，重建层厚和间距1 mm。增强扫描需经静脉注入碘海醇（300 mgI/mL，1.5 mL/kg），流率3 mL/s，然后以相同流率注射50 mL生理盐水。采用对比剂示踪法确定动脉期扫描延迟时间，动脉期扫描结束后延迟30 s进行静脉期扫描。双能量扫描参数：A、B管球分别为 100 kV、180 mAs和sn150 kV、90 mAs，开启CARE Dose 4D，0.5 s/r，螺距0.6，FOV直径 33 cm，重建层厚和间距1 mm。

1.3 双能量虚拟平扫图像重建

分别将动、静脉期的sn150 kV和100 kV图像数据调入syngo.via（VB10B）工作站，使用双能量软件，选择肝脏VNC程序进行处理。采用软件系统默认状态（分辨率4，最大值3071 HU，碘比率2.64）重建得到动、静脉期的虚拟平扫图像并保存。

1.4 图像分析与质量评估

使用西门子syngo.via（VB10B）工作站阅片软件，调入层厚及间隔均为1 mm的常规平扫和动、静脉期VNC图像，测量正常回肠壁及同层面竖脊肌感兴趣区（Region of Interest，ROI）的CT值及噪声，噪声为所选ROI的标准差。先在常规平扫图像上划定ROI，然后利用拷贝、粘贴的方法划定VNC图像上的ROI，以确保两者基本相同。每例患者回肠选取2个ROI，ROI选取在影像学表现正常的回肠并避开肠腔、肠周脂肪。通过计算正常回肠壁CT值与标准差的比值得到信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）；对比噪声比（Contrast to Noise Ratio，CNR）=（CT值回肠-CT值竖脊肌）/标准差竖脊肌。由两位高年资影像科医师分别独立观察及比对图像，观察顺序为先动、静脉期虚拟平扫，后常规平扫，以常规平扫图像做标准评估虚拟平扫病变检出及显示情况。图像质量评价采用5级（0～4分）标准[3]：0分为不可诊断；1分为有严重伪影，诊断信心低；2分为中度伪影或诊断信心中等；3分为轻度伪影或诊断信心高；4分为没有伪影，诊断信心高。

1.5 辐射剂量

记录每位患者 常规平扫和动、静脉期增强双能量CT扫描的剂量长度乘积（Dose Length Product，DLP)，计算有效辐射剂量（Eff ective Dose，ED）。ED=DLP×0.015，0.015为换算因子。

1.6 统计学分析

应用SPSS 17.0软件进行统计学分析，对常规平扫及动、静脉期VNC所测ROI的平均CT值、SNR、CNR、图像质量评分以 及常规平扫和动、静脉期增强双能量CT扫描有效辐射剂量行单因素方差分析，差异有统计学意义时，进一步行组间两两比较。以P＜0.05为差异有统计学意义。 两位高年资影像科医师间图像质量评分一致性用kappa检验评价。

2 结果

常规平扫和 动、静脉期虚拟平扫正常回肠壁及竖脊肌的CT值、SNR及CNR无统计学显著差异（P＞0.05)（表1）。

另外，常规平扫和动、静脉期增强双能量CT扫描有效辐射剂量分别为（6.23±1.79）、（5.35±1.39）、 （5.33±1.37）mSv，常规CT平扫有效辐射剂量高于动、静脉期增强双能量CT扫描（P＜0.05），动静脉增强扫描之间差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 常规平扫和动、静脉期虚拟平扫ROI的CT值、SNR、CNR及图像质量评分

42例患者常规平扫无明显异常者10例；有病变者32例，包括克罗恩病8例，溃疡性结肠炎6例，肠结核2例，其他肠管炎性病变9例（含阑尾炎1例），肠管肿瘤5例，腹型紫癜1例，肠系膜区炎性病变1例。两位影像科医师在动、静脉期虚拟平扫图像中均检出以上病变，其位置及范围与常规平扫基本一致（图1）。常规平扫的图像质量评分为（3.65±0.43）分，动、静脉期虚拟平扫评分分别为（3.54±0.46）、（3.42±0.52）分，差异无统计学意义（P＞0.05）（表1，图2）。两位观察者间图像质量评分一致性较好（kappa=0.79）。

图1 Crohn病常规平扫与虚拟平扫CT图像

图2 正常回肠常规平扫与虚拟平扫CT图像

3 讨论

目前DSCT虚拟平扫技术已经用于全身多个部位病变，包括头颈部、胸部、腹部等[4-12]。双源CT双能量成像或双层光谱探测器虚拟平扫通过对增强CT图像的重建可以获得类似平扫的图像[13-14]，以此减少平扫所造成的辐射剂量。

本研究应用第三代双源CT对小肠造影进行了双能量虚拟平扫与常规平扫的对比研究。小肠病变多见于回肠远段及回盲部，因此我们对正常回肠壁常规平扫和动、静脉期虚拟平扫图像的CT值、SNR、CNR进行了对比研究，结果显示三者差异无统计学意义。SNR是衡量图像抗干扰能力的指标，管电压低、管电流高、层厚厚，则SNR高。部分文献报道虚拟平扫图像的SNR高于常规平扫，这是由于虚拟平扫图像中包含了一部分低电压图像信息[2,15]；但本研究中常规平扫应用了CARE kV，在降低辐射剂量的同时提高了图像质量[16]，使得虚拟平扫与常规平扫SNR、CNR之间无统计学差异。动、静脉期虚拟平扫正常回肠壁的CT值差别无统计学意义是由于肠道在动静脉期摄碘差别较小，去碘后无明显差异所致[17]。有研究表明能谱纯化及迭代重建技术的应用能够在保证图像质量的同时降低双能量CT增强扫描有效辐射剂量[18]。虚拟平扫，尤其是静脉期虚拟平扫的图像质量评分较常规平扫稍低，图像稍欠锐利，但其差异无统计学意义，虚拟平扫可以显示常规平扫所有病变，能够满足临床要求，与邓丽萍等[19]的研究结果相似，这与第三代DSCT扫描速度更快，图像后处理方法更加先进，碘去除技术更完善有关。Schindera等[20]研究 发现正常小肠壁于静脉注入造影剂后50 s或主动脉强化峰值后14 s达到强化峰值。有专家建议CT小肠造影增强成像可在静脉注入造影剂后50 s进行单一期像的扫描[21]。因此小肠CTE有可能采用单期增强双能量扫描，同时获得小肠的增强扫描图像与虚拟平扫图像，从而减少常规平扫和动脉期扫描所带来的电离辐射，降低约2/3的辐射剂量。

总之，双源CT双能量小肠造影虚拟平扫成像有可能代替传统常规平扫，从而降低患者接受的辐射剂量，具有一定的临床实用价值。