双层探测器光谱CT单能级图像对门静脉图像质量的影响

李远辉，骆秋霞

（中山大学附属第三医院放射科 广东 广州 510630）

肝门静脉是由肠系膜上静脉和脾静脉在胰头和胰体交界处的后方汇合而成。病变包括原发性和继发性的，主要有门静脉高压侧支血管形成、门静脉海绵样变、门静脉血栓形成、门静脉内瘤栓形成等[1]。CT门静脉成像（computed tomography portal venography, CTPV）能较清晰显示门静脉主干及侧支情况，为临床提供了无创、经济、快速的门静脉检查方法，深受临床医生的青睐[2-3]。近年来，随着CT软硬件的发展，门静脉的图像质量得到进一度提高。飞利浦IQon光谱CT基于双层探测器，在不改变检查流程的前提下常规化获得多能谱参数，从而实现一切扫描皆能谱。本文以40个病例作为研究对象，探讨双层探测器光谱CT对门静脉图像质量的影响，以寻找门静脉成像质量最佳的单能级图像。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析中山大学附属第三医院2020年9月—12月行飞利浦光谱CT上腹部CTA+CTV增强扫描患者影像学资料40例。其中男性20例，女性20例，年龄24～77岁，平均年龄53岁。因是回顾性数据分析，故免除患者知情同意书签署。

1.2 设备与方法

所有检查均在飞利浦双层探测器光谱CT（IQon Spectral CT; Philips Heahhcare）扫描仪上进行。检查前应禁食4～6小时，体位：患者采用仰卧位，脚先进，双臂上举，身体置于床正中间，扫描范围从膈顶直至肝脏下缘。嘱患者吸气后屏气扫描。扫描参数：管电压120 kV，管电流采用自动管电流调节技术，螺距1.015，球管旋转时间0.27 s/周，准直器宽度：64 mm×0.625 mm，矩阵512×512。对比剂注射方案：使用含碘对比剂优维显370，总量80～100 mL，配合使用生理盐水30 mL，使用双筒高压注射器向右肘静脉推注对比剂及生理盐水，流速4.0 m/s。使用对比剂团注追踪法，设定胸主动脉膈顶水平作为监测层面，当监测层面CT值达到180 HU后触发扫描获得上腹部动脉期图像，注射完成后45 s，75 s，140 s后行门脉期，静脉期，延时期扫描。扫描完成后，采用投影空间光谱重建得到全息光谱图像（SBI）。重建层厚均为1 mm，层间距0.8 mm。

1.3 图像分析

所有后处理均在飞利浦星云工作站（Philips IntelliSpace Portal）上进行，将门脉期的能谱图像重建出常规图像（CI）和虚拟单能级图像（40、50、60、70 keV），分别测量CI，VMI（40、50、60、70 keV）五组图像门静脉及相同层面脂肪的CT值及标准差（SD）,同一患者在各组图像中应保持感兴趣区ROI位置、面积相同，感兴趣区ROI应避开门静脉血管壁。定义脂肪的噪声为图像的背景噪声SD，计算门静脉信噪比(SNR)、对比噪声比（CNR）。计算公式为CNR=（CT门静脉-CT脂肪）/SD脂肪，SNR=CT门静脉/SD门静脉。

1.4 统计学分析

采用SPSS 23.0软件对数据进行统计学分析。以Kolmogorov-Smirnov检验验证计量资料是否符合正态分布，正态分布的计量资料用（±s）表示，偏态分布及等级资料以中位数表示。采用重复测量方差分析比较40、50、60、70 keV虚拟单能级图像及常规图像的CT值、SD值、SNK、CNK的差异。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

40、50、60、70 keV及CI组的CT值、SD值、SNK、CNK组间差异均具有统计学意义（P＜0.001），图像的CT值、SNK、CNK随能级的降低明显升高，40 keV的CT值、SNK、CNK明显高于其他组（P＜0.001），40 keV与常规图像CI组的噪声无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 CI及不同能级VMI图像参数比较结果（± s）

表1 CI及不同能级VMI图像参数比较结果（± s）

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3 讨论

传统CT提供的诊断信息是基于人体对X光衰减得到的CT值成像，所以得到的参数单一，组织分辨能力有限，对于一些小的病变无法检出。IQon光谱CT有独特的立体双层探测器设计，上层只吸收低能光子，并允许高能光子穿过，低能光子从侧置的数据通道传出；下层吸收高能光子，同样从侧置通道传出，以避免上下层串扰，通过投影空间解析生成多种能谱图像，实现一切扫描皆能量，突破了传统CT参数单一，仅靠CT值进行诊断的局限性[4-6]，为疾病的诊断及鉴别诊断提供了更多的信息，也为我们回顾性分析患者影像资料带来便利。虚拟单能量图像（virtual monoenergetic image, VMI）是光谱CT基于数据的分解及整合重建出来的一类参数图，包括40～200 keV共161个能级。邹颖等[7]讨了双层探测器能谱CT合成的单能级图像对下腔静脉成像质量的影响，结果显示5组间下腔静脉CT值，噪声，SNK，CNK差异均有统计学意义，40和50 keV单能级组的SNK和CNK均显著高于其他组（P＜0.05），且40keV组的SNK明显高于50 keV，但CNK无统计学意义。本研究以40个病例作为研究对象，探讨双层探测器光谱CT对门静脉图像质量的影响，以寻找门静脉成像质量最佳的单能级图像。结果显示40、50、60、70 keV及CI组的CT值、SD值、SNK、CNK组间差异均显著具有统计学意义（P＜0.001），图像的CT值、SNK、CNK随能级的降低明显升高，40 keV的CT值、SNK、CNK明显高于其他组（P＜0.001），主要原因可能是随着能级的降低，无限接近于碘的k缘33keV，能量在碘的k边缘附近的光子被碘原子进行光电吸收，因此，低能量图像上含碘组织的CT值非常高，门静脉和背景组织的差别大，因此低能级图像具有高的CT值、SNK、CNK，从而提高了低能级图像质量，克服了门静脉对比剂浓度低对比差的缺点，利于门静脉病变的检出。40 keV与常规图像CI组的噪声无统计学意义（P＞0.05），低能级图像之所以全程保持较低的噪声是因为IQon光谱CT在生成单能级前，在原始数据域空间经过了反复噪声抑制，因此基本上做到了全能谱恒定的低噪声，使得40 keV的噪声与常规图像无统计学意义。本实验不足之处，样本数量较小，下次应加大样本数量进一步研究，提高实验数据的准确性。另外因是回顾性数据，未能探讨不同能级图像在造影剂用量方面的相关研究，从而最大限度的优化对比剂用量。

综上所述，40 keV具有高CT值，SNK，CNK，而噪声处于相对较低水平，因此40 keV是光谱CT门静脉成像的最佳单能级，有助于门静脉疾病的诊断。