能谱CT单能量成像与常规增强CT对门静脉血管成像图像质量的对比研究

邓星星

江西省赣州市人民医院影像科，江西赣州 341000

门静脉血管成像为当前临床评估门静脉的重要措施，可清晰呈现门静脉主干和侧支状况，在临床得到了广泛应用，特别是在肝硬化门脉高压患者介入治疗前门体侧支通路的评估和肝移植患者术前的评估中发挥了重要作用[1-2]。门静脉成像图像质量主要受门静脉中对比剂浓度等影响，但对比剂注射速率、用量、扫描延迟时间、扫描模式和脾脏灌注、心脏功能、周边血管（包括肠系膜上静脉等）的干扰均会影响其成像质量[3]。常规增强电子计算机断层扫描（computed tomography，CT）检查受技术、设备和患者个体因素等影响，难以取得满意的成像效果，通过增加对比剂用量等虽能提升门静脉成像效果，但可能会引发相关不良事件[4-5]。而能谱CT单能量成像具备选择最佳单能量水平的功能，可显著提升对比度噪声比（contrast-tonoise ratio，CNR），以此提升小病灶检出率、强化不同组织间对比和血管强化[6-7]。基于此，本研究拟选取在赣州市人民医院接受CT 增强扫描的68 例患者，分组探讨能谱CT单能量成像与常规增强CT对图像质量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年6月至2021年6月在赣州市人民医院影像科接受CT 增强扫描的肝炎及肝硬化门脉系统异常或内镜检查证实具有食管胃底静脉曲张的100 例患者作为研究对象，采用随机数字表法分为研究组（n=50）与对照组（n=50）。研究组中，男26 例，女24 例；年龄26～56 岁，平均（41.96±12.04）岁；体重指数18.7～26.2 kg/m2，平均（22.08±2.61）kg/m2。对照组中，男29 例，女21例；年龄27～59 岁，平均（43.18±10.97）岁；体重指数18.2～26.8 kg/m2，平均（21.79±3.04）kg/m2。两组患者性别、年龄、体重指数与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经赣州市人民医院伦理委员会审批通过。患者及家属知情同意研究项目并签署知情同意书。纳入标准：①年龄＞18 岁；②具有良好依从性及沟通能力，可配合完成调查研究。排除标准：①既往有消化道、脾脏、肝脏等手术史者；②存在心功能障碍者；③存在碘对比剂应用禁忌证者；④存在肝脏恶性肿瘤者；⑤存在视听功能障碍、言语功能障碍者。

1.2 方法

研究组实施能谱CT单能量成像（energy spectrum CT single energy imaging，GSI）增强扫描，采用美国GE公司生产的Revoiution512 能谱CT 机行上腹部CT 增强扫描，扫描范围为膈顶至双肾下极水平，扫描条件：管电压为140 kVp 和80 kVp 0.5 s 内瞬时切换，自动管电流，螺距0.508，层厚和层间距均为5 mm，扫描野（field of view，FOV）32 cm×32 cm，增强扫描采用非离子对比剂碘佛醇（300 mgI/ml），注射量1.0 mIVkg，注射流率2.5 mU/s，平扫、动脉期采用常规螺旋扫描，动脉期扫描开始时间采用对比剂追踪技术监测而定，监测点位于腹主动脉起始部，于开始注射后15 s 启动监测扫描，当监测阈值达到120 HU 时开始扫描，门静脉期扫描开始时间为动脉期结束后30 s；门静脉期使用能谱扫描模式获得门静脉期最佳对比信噪比（CNR）单能图像和传统混合能量图像（QC 图像）。

对照组采取常规增强CT：采用西门子64 排CT机，行上腹部增强扫描，扫描范围自膈顶至肾下极水平，扫描条件：管电压为120 kVp，管电流为自动毫安，图像噪声指数设定为15，系统通过自动调节毫安来满足设定的图像噪声值，最大管电流限制为640 mA，螺距为1.375；增强扫描采用非离子对比剂碘佛醇（300 mgI/ml），剂量为90～120 ml，注射流率为3.5 ml/s；监测点位于腹主动脉起始部，于开始注射后15 s 启动监测扫描，当监测阈值达到120 HU 时开始扫描，门静脉期扫描开始时间为动脉期结束后30 s，重组出层厚1.25 mm、层距1.25 mm 的门静脉期图像。

图像客观评估：计算肝内与外门静脉CNR，（CT值门静脉-CT 值肝实质）/SD 竖脊肌=CNR。

1.3 观察指标及评价标准

统计两组患者有效辐射量、容积CT 剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）、对比剂碘摄取量、图像质量客观与主观评分；图像主观评估：1 分：对比度差，边缘存在锯齿，影响诊断；2 分：显像模糊，不利于诊断；3 分：显像较模糊，但未对诊断产生影响；4分：对比度良好，边缘存在污染，但未对诊断产生影响；5分：对比度清晰，边缘锐利，门静脉光滑度与对比度显示较清晰[8]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0 统计学软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s>）表示，组间比较采用t检验；计数资料用率表示，组间比较采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者有效辐射量、CTDIvol、对比剂碘摄取量的比较

研究组有效辐射量、CTDIvol 与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。研究组的对比剂碘摄取量低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表1）。

表1 两组患者有效辐射量、CTDIvol、对比剂碘摄取量的比较（±s>）

表1 两组患者有效辐射量、CTDIvol、对比剂碘摄取量的比较（±s>）

注 CTDIvol：容积CT 剂量指数

组别例数有效辐射量（mSv）CTDIvol（mGy）对比剂碘摄取量（g）研究组对照组t 值P 值50 50 5.95±1.82 6.09±2.01 0.365 0.716 11.68±3.82 12.95±4.04 1.615 0.110 23.15±3.29 30.38±5.06 8.470＜0.001

2.2 两组图像质量客观与主观评分的比较

研究组门静脉主干、门静脉右支CT 值大于对照组，门静脉左支CT 值小于对照组，门静脉主干、门静脉左支、门静脉右支噪声低于对照组，门静脉肝内段CNR 高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。研究组的门静脉肝外段CNR 及主观评分与对照组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）（表2）。

表2 两组患者图像质量客观与主观评分的比较（±s>）

表2 两组患者图像质量客观与主观评分的比较（±s>）

注 CNR：对比度噪声比

组别例数CT 值（Hu）门静脉主干门静脉左支 门静脉右支噪声（Hu）门静脉主干 门静脉左支 门静脉右支CNR门静脉肝内段 门静脉肝外段主观评分（分）研究组对照组t 值P 值50 50 186.05±15.12 151.79±16.07 10.979＜0.001 192.38±15.89 265.52±29.30 15.516＜0.001 191.03±16.68 155.79±20.13 9.532＜0.001 16.43±3.18 19.54±2.22 5.670＜0.001 15.86±3.36 19.01±3.21 4.793＜0.001 15.79±3.02 18.26±2.06 4.778＜0.001 4.19±1.05 3.01±0.98 5.809＜0.001 5.89±1.25 6.01±1.41 0.450 0.654 4.51±0.43 4.37±0.50 1.501 0.137

3 讨论

CT 门静脉成像为当前临床常用门静脉检查方式，其图像质量受门静脉增强程度影响，门静脉增强程度则受对比剂情况影响，由于对比剂至门静脉时间较长，门静脉血管中对比剂含量通过体循环及门静脉药循环血液稀释而降低，影响门静脉增强效果[9]。因此，如何提升门静脉血管成像质量成为研究热点。

能谱CT 采取单源瞬时kVp 切换技术，能于0.5 ms内在低、高管电压（80 kVp、140 kVp）间进行瞬时切换，以此对两组数据同时采样，获取101 个单能量图像（40～140 keV）[10]。同时，不同能量水平单能量图像具备不同的典型特征，低keV 值图像组织CT 值显著高于高keV 值的图像，组织对比度较高，但噪声随之增加；而高keV 值硬化伪影少，噪声低，但其图像组织对比度低[11]。既往有相关研究证实，通过最佳CNR 曲线获取门静脉和周边肝组织最佳单能量图像，可有效提升组织对比噪声比，提高门静脉血管成像图像质量，且门静脉最佳CNR 通常集中于50～53 keV，主要是因碘于51 keV 值时的光电效应最为显著，同时，最佳keV 值范围处于50～53 keV 时较接近碘K-缘，能强化门静脉图像信号强度，提升其和周边组织对比噪声[12-13]。此外，传统CT 检查仅可采取80～140 kV 球管峰电压形成混合能量X 线，经人体衰减后计算获取混合能量X 线的混合衰竭系统，最终得到混合能量图像，能谱CT 则可迅速地在高低电压间进行瞬时切换，X 球管可同时产生2 种混合能量X 线，其穿过机体后可被探测器吸收、获取两组不同能量数据，且两组数据一致性较高，可进行空间数据投影与物质密度投影间的转换[14-15]。水及碘吸收可随能量改变而变化，能将该吸收效率转化成不同物质密度，通过上述物质的能量吸收函数随能量改变关系与密度值，可计算感兴趣物质在不同单能量点中对X 射线的吸收，以此实现CT 的真正单能量成像[16-19]。本研究结果显示，研究组对比剂碘摄取量低于对照组，研究组门静脉主干、门静脉左支、门静脉右支CT 值、噪声与对照组存在显著差异，门静脉肝内段CNR 高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），提示能谱CT单能量成像在门静脉血管成像中应用价值较高，可获取优质图像，为疾病的临床诊断提供客观参考依据，并能减少对比剂碘摄入量，可能是因能谱CT 可提供101 个单能量图像（40～140 keV），其中低单能量能用于血管优化成像，提升图像分辨率。

综上所述，辐射量相当的状况下，能谱CT单能量成像在门静脉血管成像中的图像质量优于常规增强CT，且对比剂碘摄入量较少。