双能量CT虚拟平扫技术在评估肾上腺肿瘤中的应用价值

刘旦，林桂涵，陈春妙，胡祥华，高杨，纪建松

温州医科大学附属第五医院 放射科 浙江省影像诊断与介入微创研究重点实验室，浙江 丽水 323000

在胸部或腹部影像学检查中观察到肾上腺肿瘤并不少见，随着年龄的增长，其发病率从年轻人群的3%上升到老年人群的10%[1]。增强CT检查由于普及性高、成本低以及对老年患者的耐受性好等优势，已成为肾上腺肿瘤筛查、鉴别和随访的主要方法[2]。然而，由于需要了解病灶的基础CT值，通常在注射对比剂前需行常规平扫，这势必会在一定程度增加患者辐射水平。如何在降低辐射剂量的同时，满足临床诊断要求已成为了影像学关注的焦点。双能量CT是一种新兴的功能学成像技术，它可通过后处理技术剔除增强CT图像中的碘含量，从而获得虚拟平扫（virtual non-contrast, VNC）图像[3]。近年来，VNC已广泛应用于全身各个部位肿瘤的评估[4-6]，但有关VNC在肾上腺肿瘤的应用仍较少且存有争议。因此，本研究通过比较常规平扫（true non-contrast, TNC）和VNC之间肾上腺肿瘤的主观和客观指标，探讨VNC代替TNC的可行性，从而降低患者的辐射剂量。

1 对象和方法

1.1 对象 收集2020年1月至2021年9月温州医科大学附属第五医院就诊且临床怀疑肾上腺肿瘤的患者。入选标准：①接受肾上腺切除术以明确肿瘤性质；②术前2个月内接受双能量CT检查；③无恶性肿瘤病史。排除标准：①病理结果非肾上腺肿瘤类型，如肾上腺增生、肾上腺外肿瘤、单纯性囊肿等；②无完整病理和影像资料；③图像存在运动伪影，影响肿瘤观察。最终纳入56例患者，其中男27例，女39例；年龄26～73（49.3±13.6）岁。在56例患者中共检出59个肿瘤，其中左侧35个、右侧26个。经术后组织病理学检查证实其中腺瘤25例，节细胞瘤14例，嗜络细胞瘤13例，转移瘤7例，本研究经温州医科大学附属第五医院医学伦理委员会批准（2022第147号）。

1.2 方法 所有检查均在SOMATOM Force第三代双源CT仪（德国西门子公司）上进行。患者取仰卧位，扫描范围自膈顶至肾下极。先行常规平扫，扫描参数：管电压120 kVp，管电流130 mAs，层厚1.0 mm。随后增强扫描时采用Missouri XD2001高压注射器（德国欧利奇公司）经肘前静脉注射非离子型对比剂（碘克沙醇，浓度320 mgI/mL），剂量为1.2 mL/kg，注射速率2.5～3.0 mL/s，并以相同速率注射0.9%氯化钠溶液30 mL。采用对比剂团注示踪技术，监测腹主动脉腔内CT值，当阈值达到100 Hu后自动触发动脉期扫描，随后分别延迟35 s、120 s采集静脉期和延迟期图像。增强开启双能量模式，扫描参数：球管A电压100 kVp，管电流190 mAs；球管B电压150 kVp，管电流95 mAs，并开启自动管电流调制，旋转时间为0.5 s，螺距0.8，准直2×96×0.6 mm，图像层厚和层间距均为1.0 mm。

1.3 图像处理和分析

1.3.1 主观评价：所有数据传至西门子后处理工作站（Syngo V10B），通过“肝脏VNC”程序生成不同期相的VNC图像。由2名分别具有5年和11年腹部影像学诊断经验的主治医师记录肾上腺肿瘤在4组图像[TNC、动脉期（VNCA）、静脉期（VNCV）及延迟期（VNCD）]上的形态学特征，包括形态、边缘、密度以及钙化、坏死、囊变等情况，并对图像质量进行主观评分。根据图像伪影的严重程度、解剖细节的清晰度及其对诊断的影响采用5分制评分。评分标准：5分（优秀），解剖结构及细节清晰，无明显噪声或伪影；4分（良好），解剖结构和细节不太清晰，噪声和伪影增加；3分（中度），大部分解剖结构清晰，细节不太清晰，噪声和伪影明显，但尚可接受；2分（差），解剖结构不清晰，细节难以识别，以及噪声和伪影非常明显；1分（非常差），解剖学结构模糊，细节无法识别，噪声和伪影非常明显。其中3分及以上的影像被认为满足诊断要求。

1.3.2 客观评价：由一名具有17年腹部影像学诊断经验的副主任医师对4组图像上的肾上腺肿瘤进行定量分析。在显示肾上腺肿瘤最大横断面测量肿瘤最长直径。测量肿瘤、右侧竖脊肌的CT值和噪声（standard deviation, SD）。根据以下公式计算对比度噪声比（contrast to noise ratio, CNR）和信噪比（signal to noise ratio, SNR）：CNR=（CT病灶-CT正常肾上腺）/SD右侧竖脊肌，SNR=CT病灶/SD右侧竖脊肌。为保证测量数据的可靠性，设定了如下标准：①ROI的大小应控制在0.5～1.0 cm2，如病灶太小，可适当调整ROI范围。②ROI应覆盖病灶2/3区域，且尽量避免坏死、钙化等区域。③同一病灶ROI的大小、位置和形状应保持一致。④所有ROI均连续测量三个层面取平均值。

1.4 辐射剂量 记录每位患者的辐射剂量参数，包括容积CT剂量指数（computed tomography dose index volume, CTDIvol）与剂量长度乘积（doselength product, DLP），并按照公式获得有效辐射剂量（effective radiation dose, ED），ED=DLP×k。根据欧洲质量标准，腹部k值为0.015。

1.5 统计学处理方法 采用SPSS17.0统计软件进行数据分析，计量资料均符合正态分布，以±s表示。计数资料用频数表示。两名观察者间的一致性分析采用kappa检验，Kappa值＜0.20为一致性差，0.21～0.40为一致性一般，＞0.40～0.60为一致性中度，＞0.60～0.80为一致性较好，＞0.80～1.00为一致性很好。采用单因素方差分析比较TNC和不同期相VNC在肾上腺肿瘤CT值、SD、SNR及CNR间的差异，组间两两比较采用LSD检验。采用Kruskal-Wallis检验比较TNC和不同期相VNC在图像质量评分和形态学特征间的差异。VNC模式与常规模式之间辐射剂量值的比较采用独立样本t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 TNC与不同期相VNC图像在主观评价方面的比较 两位观察者对TNC及不同期相VNC图像质量评分的一致性均较好，kappa值分别为0.797、0.808、0.846和0.877。TNC、VNCA、VNCV和VNCD图像的主观质量评分分别为（4.76±0.47）、 （4.65±0.55）、（4.51±0.63）和（4.58±0.57）分，差异无统计学意义（均P＞0.05）；此外，TNC和不同期相VNC在显示病灶形态、边界、密度、钙化、坏死及囊变的差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表1。

表1 TNC及不同期相VNC显示肿瘤形态学特征的比较（59个肿瘤，个）

2.2 TNC与不同期相VNC图像在客观评价方面的比较 TNC图像上病灶和肾上腺CT值明显低于VNCV和VNCD图像（均P＜0.05），而与VNCA图像比较差异均无统计学意义（P=0.091、0.085）；与TNC相比，VNCA、VNCV和VNCD图像SNR及CNR明显更高（均P＜0.05）；VNCA、VNCV和VNCD图像的病灶SD值明显低于TNC（均P＜0.05）；3组VNC图像的病灶CT值、SD值、SNR及CNR差异均无统计学意义（均P＞0.05），见表2和图1。

图1 57岁女性肾上腺肿瘤患者TNC和增强三期VNC图像

表2 TNC及不同期相VNC在定量指标方面的比较（每组n=56，±s）

表2 TNC及不同期相VNC在定量指标方面的比较（每组n=56，±s）

与TNC比：aP＜0.05

分组 病灶CT值（Hu） 肾上腺CT值（Hu） 病灶SD值 SNR CNR TNC 21.42±7.93 34.27±7.05 14.15±2.83 1.58±0.72 0.70±0.57 VNCA 24.08±8.46 36.71±7.65 12.02±2.56a 2.11±0.96a 1.13±0.88a VNCV 27.85±9.64a 40.16±8.93a 12.27±2.34a 2.35±0.92a 1.08±0.89a VNCD 26.04±10.33a 38.62±8.22a 12.13±2.57a 2.23±0.97a 1.06±0.95a F 4.996 5.562 8.397 7.844 2.941 P 0.002 0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.035

2.3 VNC模式和常规模式辐射剂量比较 VNC模式的辐射剂量值均明显低于常规模式（均P＜0.001），VNC模式的ED减少23.2%，见表3。

表3 TNC模式与VNC模式的辐射剂量比较（每组n=56，±s）

表3 TNC模式与VNC模式的辐射剂量比较（每组n=56，±s）

分组 ED（mSv）CTDIvol（mGy）DLP（mGy·cm）TNC模式 8.15±1.62 28.76±5.52 543.39±108.04 VNC模式 6.26±0.96 22.04±3.74 417.09±63.77 t 64.872 65.061 64.872 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

3 讨论

本研究探讨了双能量CT VNC替代TNC在评估肾上腺肿瘤中的可行性，结果表明，与VNCV、VNCD相比，VNCA图像在主观和客观评价方面均更接近TNC。因此，在实际工作中，运用VNCA可在减少增强CT扫描检查时间的同时，显著降低辐射剂量。

在本研究中，TNC和各期VNC图像在显示病灶形态学特征间差异均无统计学意义，除了显示钙化数量略有不同外，其余各特征均完全一致，这与以往研究基本相符[7]。MA等[4]发现VNC可能会低估病灶内钙化的数量和大小。在本研究中，由TNC图像上发现而VNC图像未检测出的钙化直径均小于3 mm，这表明VNC图像可能无法检测出小钙化。然而，考虑到小钙化在肾上腺肿瘤的发生率较低，且对肾上腺病灶的诊断价值有限，笔者支持在临床实践中使用VNC图像。此外，在主观评分方面，TNC和各期VNC图像间差异均无统计学意义（均P＞0.05），且VNC图像评分≥3分，未观察到明显伪影。此前多项研究对比分析了VNC与TNC腹部图像质量评分的差异。白娇等[8]比较29例腹膜透析治疗后患者的TNC和VNC主观评分分别为（5.0±0.0）分和（4.9±0.4）分，差异无统计学意义。杨琰昭等[9]比较40例行腹部增强扫描患者的TNC和动、静脉期VNC图像，结果显示VNC图像质量评分均≥4分。综合上述研究和本研究结果表明VNC图像并不会影响主观图像质量。

HO等[10]指出根据静脉期计算的VNC与TNC在偶发肾上腺肿瘤间的CT值没有显著差异（P＞0.05）。根据这项研究，TNC肾上腺肿瘤的TNC和VNC的CT值差异仅为1.8 Hu。与HO等仅分析19个腺瘤和4个转移瘤不同，本研究纳入了更多肾上腺肿瘤类型和数量，旨在为VNC在肾上腺肿瘤的广泛应用提供更多依据。在本研究中，VNCV、VNCD图像上肾上腺肿瘤CT值明显高于TNC测得CT值，组间差异分别为6.43 Hu、4.62 Hu，差异有统计学意义（P=0.001、0.01），而且可以影响肾上腺肿瘤的鉴别，因为很容易超过专用于区分腺瘤的临界值（10 Hu）[11]，从而改变最终诊断。而另一方面，VNCA图像上肾上腺肿瘤的CT值与TNC间差异无统计学意义（P＞0.05），组间差异仅为2.66 Hu。因此，可以认为使用VNCA测得CT值可足够安全地用于鉴别肾上腺肿瘤。此外，SNR和CNR均是评价图像质量的重要参数[12]。在本研究中SNR越高，代表图像质量越好。而CNR被用来代表肾上腺肿瘤和正常肾上腺实质间的区别，肾上腺肿瘤较高的CNR将有助于肿瘤的检测。本研究中VNC图像的SNR、CNR值均高于TNC图像，分析原因可能是由于VNC图像在计算过程中使用了平滑算法导致背景噪声减少，从而使得图像对比增加。

本研究尚存一定的不足之处：首先，这是一项单中心回顾性研究，存在样本量较少且选择偏倚；其次，VNC图像可能会受到不同的扫描协议和滤过算法的影响，今后，笔者将运用不同的协议及算法对本研究结果加以验证；第三，尽管动脉期分析获得的VNC与TNC的CT值差异＜3 Hu，但对于一些富脂型腺瘤的鉴别诊断仍需谨慎，在未来的研究中笔者将进一步分析基于VNC诊断腺瘤的最佳阈值。

综上所述，使用双能量CT动脉期扫描获得的VNC替代TNC，可明显减少肾上腺肿瘤患者行增强CT扫描时的检查时间和辐射剂量，具有一定的临床价值。