Revolution CT能谱扫描联合自适应迭代重建前置迭代算法与常规能谱在恶性孤立性肺结节诊断中的效果比较

肖慧娟，刘谊和，侯平，梁盼，张永高，周志刚，岳松伟，高剑波

(1.郑州大学第一附属医院 放射科，河南 郑州 450052；2.郑州市第七人民医院 急诊科，河南 郑州 450016)

近年来，低剂量CT广泛应用于体检，致使越来越多的肺结节被检出，应用CT区分肺结节的性质至关重要，能谱CT对于肺结节鉴别诊断方面的报道已有一些[1]，但均为第一代能谱CT相关报道，第一代能谱CT重建速度慢，辐射剂量相对较高。基于多模型的自适应迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction V，ASIR-V)是一种新的迭代重建技术，前置ASIR-V重建较常规ASIR重建可有效降低辐射剂量[2-3]。新一代能谱扫描技术联合新的迭代技术使得更低剂量能谱扫描成为可能。本研究采用GE Revolution 256排能谱扫描技术联合前置ASIR-V迭代算法对肺结节病例扫描，与常规能谱CT扫描模式对比，评估对结节能谱定量指标影响及总辐射剂量降低情况，对低剂量能谱CT在肺结节分析中的可行性进行探讨。

1 对象与方法

1.1 研究对象郑州大学第一附属医院2019年12月至2022年3月病理证实的100例恶性孤立性肺结节患者。纳入标准：(1)结节为实性可测量病灶(结节大小1～3 cm)；(2)未经治疗的恶性孤立性肺结节；(3)无对比剂过敏；(4)检查资料完整。排除标准：(1)患者未闭气或运动图像质量不佳；(2)检查前经过临床抗肿瘤治疗；(3)肝、肾功能重度损伤。所有病例均接受常规平扫及双期能谱扫描。常规能谱扫描及低剂量能谱扫描各50例。常规能谱组男36例，女14例，年龄(55.42±13.11)岁；低剂量能谱组男33例，女17例，年龄(56.36±10.67)岁。所有病例均由CT引导下穿刺活检或手术病理证实。常规能谱扫描组腺癌29例，鳞癌17例，小细胞癌3例，黏液表皮样癌1例；低剂量能谱扫描组腺癌30例，鳞癌15例，小细胞癌4例，类癌1例，转移1例。本研究得到了医院医学伦理委员会批准，所有受检者均签署知情同意书。

1.2 检查方法用GE256排Revolution CT先行胸部平扫，再选用胸部宝石能谱成像(Chest+ Gemstone spectral imaging CHEST+GSI序列)于注射后30、60 s行能谱双期增强检查。受检者仰卧位，充分吸气闭气状态下自肺尖扫至肺底膈面。增强时经肘静脉高压注射非离子型对比剂碘克沙醇(含碘270 g·L-1)80～100 mL，用量1.5 mg·kg-1，流率3.5 mL·s-1。常规能谱CT及低剂量能谱扫描模式具体参数见表1。

表1 两代能谱CT扫描相关参数比较

1.3 图像分析及相关指标测量

1.3.1客观评价标准 所有图像均由AW4.7工作站(GE HealthCare，USA)及GSI Volume Viewer软件处理重建，分析者可在基础窗宽窗位(纵隔窗350 HU，40 HU，肺窗1 500 HU，-700 HU)上根据图像显示情况调节。感兴趣区(region of interest，ROI)圈画尽可能大的包含病灶[4]。多次测量结节及同层面两侧竖脊肌CT值并计算其均值及其标准差(standard deviation，SD)。计算信噪比(signal noise ratio，SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)。

1.3.2辐射剂量 所有检查完成后记录检查者剂量容积指数(CT dose volume index，CTDIvol)及扫描长度，并计算剂量长度乘积(dose length product，DLP)及有效剂量(effective dose，ED)。ED为DLP与k的乘积，转换系数k可参考最新欧盟委员会CT质量标准指南[5]，胸部扫描为0.014 Sv·Gy-1·cm-1。

1.3.3主观评价标准 在不被告知扫描条件情况下由2位分别由6 a和8 a工作经验的CT诊断医生对肺结节显示情况进行评分并记录结果。不影响其他组织结构显示情况下，结节显示评分如下：确定是伪影却误诊为结节灶得1分；可能是伪影得2分；细微病变得3分；结节显示很好但周缘清晰度不够得4分；结节显示好，周缘清晰得5分。

1.3.4能谱定量指标测量 所有结节均行双期碘基值、水基值的测定，并计算相应能谱曲线的斜率。

2 结果

2.1 客观指标两组间静脉期CT值差异有统计学意义(P<0.05)，动脉期CT值、双期SNR及CNR值比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表2、图1A～C、图2A～C。

表2 结节双期SD值、SNR及CNR比较

2.2 辐射剂量值将结节CTDIvol、DLP及ED值进行比较，结果显示低剂量能谱CT扫描结合前置ASIR-V 40%迭代重建下肺结节CTDIvol、DLP、ED值均较常规能谱CT降低，其中有效辐射剂量降低约62%，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3、图1H、图2H。

表3 两代CT辐射计量相关参数比较

2.3 结节显示主观评分两组间主观评分均可满足诊断，评分都大于3分，差异无统计学意义(P>0.05)。见表4。

表4 两代能谱CT肺结节显示情况主观评分比较

2.4 对能谱参数值测量的影响两组间病理结果差异无统计学意义(P>0.05)；两代能谱CT肺结节相关能谱参数值(碘基值、水基值、40 keV下CT值、能谱曲线斜率)差异无统计学意义(P>0.05)。见表5、图1D～G、图2D～G。

表5 两代能谱对肺结节能谱参数值测量比较

病例女，72岁，左上肺中高分化腺癌；A～C为轴位肺窗及双期增强纵隔窗图像；D～E为动静脉期碘基图(双期碘基值分别为：13.23×100 mg·L-1、14.5×100 mg·L-1)；F～G为动静脉期能谱曲线(双期能谱曲线斜率分别为1.65、1.76)；H为辐射剂量表(DLP为1 110.99 mGy·cm，ED为15.55 mSv)。

病例男，60岁，右上肺高分化腺癌；A～C为轴位肺窗加双期增强纵隔窗图像；D～E为动静脉期碘基图(双期碘基值分别为：24.82×100 mg·L-1、17.75×100 mg·L-1)；F～G为动静脉期能谱曲线(双期能谱曲线斜率分别为1.57、1.89)；H为辐射剂量表(DLP为716.75 mGy·cm，ED为10.03 mSv)。

3 讨论

肺结节常为肺癌最常见的CT征象，多种扫描及重建技术均致力于肺结节的良恶性鉴别[6-7]。运用能谱成像相关参数鉴别肺结节良恶性多有报道[8-11]，但均集中在第一代能谱CT的应用方面。有报道指出，有效辐射剂量每增加1 mSv，人均癌症致死终生值可增加5%[12]，故辐射剂量一直是大家关注的问题。GE Revolution 256排CT为业界最先进的机型之一，在探测器、DAS系统及球管方面均更新换代，并融合了更为先进的基于模型的ASIR-V，使更低剂量肺结节能谱扫描成为可能。

近来，有研究指出ASIR-V能较好地降低扫描部位辐射剂量[13-14]。理论上来讲，随着ASIR-V权重值的增高，降噪能力应该也越好。但实际运用中发现如果ASIR-V权重值过高，如80%权重，图像对比度反而降低，影响图像质量，不符合诊断要求。故实际运用中要平衡好图像质量及辐射剂量间的关系。40%的ASIR-V指60% FBP结合40% ASIR-V重建图像，已有研究指出40% ASIR-V权重值是较好的权重组合[3]。本研究平扫及双期增强均联合了ASIR-V，并采用了低剂量扫描模式，增强时能谱扫描较常规能谱扫描降管电流由600 mA降到145 mA，前置40% ASIR-V权重的加入有效地降低了由管电流降低所导致的噪声的增加，从而保证了图像质量。结节分析客观指标比较显示静脉期CT值组间比较差异有统计学意义，而动脉期CT值、双期SNR、CNR值组间比较差异无统计学意义。低剂量能谱CT静脉期CT值小于常规能谱扫描，可能是因为动脉期对比剂浓集，密度较高，而静脉期结节整体强化下降，对比剂所致伪影降低，联合40% ASIR-V重建导致CT值降低。余客观评价指标组间无统计学意义，低剂量能谱CT虽然降低了管电流，但40% ASIR-V的联合有效降低了图像噪声，保证了图像质量，在诊断上并未影响结节的显示。低剂量能谱CT扫描模式肺结节CTDIvol、DLP及ED值均较常规能谱扫描模式降低，且低剂量能谱CT扫描模式下有效辐射剂量降低约62%。肺结节主观评分方面两组评分均在3分以上，均可清晰显示肺结节整体及细节征象，不影响诊断。两组双期碘基值、水基值、40 keV下CT值、能谱曲线斜率等能谱参数值差异无统计学意义。综上可得出，低剂量能谱CT扫描模式较常规能谱扫描模式在肺结节主客观评分及能谱参数测量方面差异无统计学意义，辐射剂量明显降低，较常规能谱CT扫描模式优势明显。

本研究不足之处在于：(1)未比较不同ASIR-V权重下图像主客观评分的差异，是否可以选择更好的ASIR-V权重值；(2)病例相对较少；(3)本组病例的选取均为恶性肺结节，未对良性肺结节能谱参数定量指标差异性进行比较。下一步可增加病例数使整项研究更为完善。总之，Revolution CT低剂量能谱扫描联合ASIR-V前置迭代算法保证了更低剂量下肺结节的显示，为肿瘤性病变的鉴别提供了更好的技术支持。