雙源CT虛擬平掃圖像質量及去除碘油的能力評價

于欣，任克，徐克，陳久紅，趙宇，趙麗

·專家薦稿·

雙源CT虛擬平掃圖像質量及去除碘油的能力評價

于欣，任克，徐克，陳久紅，趙宇，趙麗

【推薦理由】 該篇論文對40例肝癌TACE術后患者先行常規腹部平掃(TNC)，然后靜脈注射對比劑行雙能量動脈期、門靜脈期增強掃描，之后采用肝臟虛擬平掃后處理軟件Liver VNC，對雙能量強化圖像進行后處理，得到虛擬平掃(VNC)圖像，以TNC圖像為標準，評價VNC圖像的圖像質量及VNC去除碘油的能力，并對比分析圖像的SNR、CNR、碘油沉積缺損區及病灶周邊區CT值差異有無統計學意義。

結果表明VNC較TNC在圖像質量上有所下降，但能滿足診斷的基本需求，VNC替代TNC掃描可降低輻射劑量。VNC圖像碘油沉積缺損區的CT值較TNC圖像明顯減低，而病灶周邊區的CT值與TNC圖像無明顯差異。VNC具有很強去除碘油的能力，從而去除碘油遮蔽的影響，使雙源CT觀察TACE術后病灶內碘油及周邊區殘余或復發腫瘤成為可能。該研究利用雙源CT雙能量掃描的虛擬平掃技術，評價去除肝癌TACE術后栓塞區域碘油的能力,在國內外尚未見報道。

(任克)

目的評價肝癌肝動脈化療栓塞(TACE)術后雙源CT虛擬平掃的圖像質量以及去除栓塞區域碘油的能力。方法對40例肝癌TACE術后患者先行常規腹部平掃(TNC)，然后靜脈注射對比劑行雙能量動脈期、門靜脈期增強掃描，之后采用肝臟虛擬平掃后處理軟件Liver VNC對雙能量強化圖像進行處理，得到VNC圖像，以TNC圖像為標準，評價VNC圖像的圖像質量及VNC去除碘油的能力，比較圖像的信噪比(SNR)、對比信噪比(CNR)、碘油沉積缺損區及病灶周邊區CT值并進行統計學分析。結果VNC具有很強的去除碘油的能力，對于碘油沉積患者，VNC較TNC在圖像質量上有所下降，碘油沉積缺損區的CT值VNC較TNC低，差異有統計學意義(TNC動脈期CT值=54.4±19.1，VNC-CT值=44.8±12.9，P<0.05；TNC門靜脈期CT值=54.4±19.1，VNC-CT值=45.3±13.4,P<0.05)，病灶周邊區的CT值VNC與TNC差異無統計學意義(TNC動脈期CT值=56.4±7.6，VNC-CT值=55.1±7.8，P>0.05；TNC門靜脈期CT值=56.4±7.6，VNC-CT值=58.3±8.2，P>0.05)，病灶的動脈期VNC與門靜脈期VNC的CT值差異無統計學意義(碘油沉積缺損區動脈期CT值=44.8±12.9，門靜脈期CT值=45.3±13.4，P>0.05；病灶周邊區動脈期CT值=55.1±7.8，門靜脈期CT值=58.3±8.2，P>0.05)。結論對于較少碘油沉積的病例，VNC能基本滿足診斷需求，對于肝癌TACE術后病灶，VNC對病灶周邊區的顯示好于病灶內。

體層攝影術，X線計算機；肝腫瘤；肝動脈化療栓塞術

肝動脈化療栓塞術(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)是腫瘤局限在患者肝內且不能手術切除的首選治療方案，正確評價肝癌TACE術后療效對制定治療方案、把握治療時機有重要意義[1,2]。CT是評價肝癌TACE術后療效最常用、最有效的隨訪方法。TACE術后肝癌復發最易出現在病灶內碘油沉積缺損區及病灶周邊區，CT復查需特別注意。然而高密度碘油在CT上易產生偽影, 碘油區殘存腫瘤的強化與碘油沉積常不易區分[3,4]。雙源CT雙能量掃描的虛擬平掃技術指于增強后的任何一期行雙能量掃描，經去碘處理后生成虛擬平掃圖像，在滿足診斷要求的同時降低了輻射劑量，有望代替常規CT平掃[5,6]。相對于常規CT成像，雙源CT虛擬平掃成像在去除碘對比劑的同時，也能部分去除TACE術后沉積在腫瘤中的碘油，有望更好地顯示腫瘤殘存或復發區域，本研究旨在評價肝癌TACE術后雙源CT肝臟虛擬平掃的圖像質量，以及去除肝癌栓塞區域碘油的能力。

材料與方法

1.研究對象

納入2013年7月-2013年11月在我院行肝動脈化療栓塞術后行雙源CT雙能量掃描復查的原發性肝癌患者連續病例40例(50個肝癌病灶)，其中男31例，女9例，年齡35～76歲，平均58.2歲。原發性肝癌診斷標準符合1999年中國抗癌協會肝癌專業委員會修訂并通過的原發性肝癌診斷標準:①AFP>400 ng/dL，能排除活動性肝病、妊娠、生殖系胚胎源性腫瘤及轉移性肝癌，并能觸及堅硬、有腫塊的肝臟或影像學檢查具有肝癌特征性占位性病變征象者；②AFP<400 ng/dL，有兩種影像學檢查具有肝癌特征性占位性病變征象或有兩種肝癌標志物(AFP異質體、異常凝血酶原、r-谷氨酸轉肽同工酶11及α-L-巖藻糖苷酶等)陽性及一種影像學檢查具有肝癌特征性占位性病變征象者；③有肝癌的臨床表現并有肯定的肝外轉移灶(包括肉眼可見的血性腹水或在其中發現癌細胞)并能排除轉移性肝癌者[7]。

納入標準:經臨床、病理或影像學檢查確診，且自愿行TACE治療的肝細胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)患者；TACE術治療后行雙源CT(dual source computed tomography，DSCT)雙能量掃描且資料搜集完整者；DSCT復查后經DSA檢查或手術進一步確診者。排除標準:資料搜集不全者；患者有動靜脈瘺未行碘化油栓塞者；DSCT復查后未經進一步檢查確診者。

2.檢查儀器與方法

所有患者均行平掃和雙期增強掃描，采用雙源CT(Somatom Definition Flash)進行檢查。患者常規禁食8～10 h，常規訓練深吸氣憋氣，使各期掃描范圍最大程度一致。檢查前常規口服適量對比劑充盈胃腸。定位掃描后行常規平掃(true non-contrasted CT,TNC)，掃描范圍均從橫膈頂至肝臟下緣1 cm；然后采用高壓注射器經肘前靜脈以3.0 ml/s流率注射對比劑碘佛醇(320 mg I/ml)，劑量1.5 ml/kg，注射完畢后再以相同流率注入生理鹽水20 ml。于注射對比劑后25 s行動脈期雙能量掃描，70 s行門靜脈期雙能量掃描。所有患者均囑其深吸氣后屏氣掃描。

普通平掃參數：120 kV，層厚7 mm，重建間隔7 mm。雙能量掃描參數：A球管電壓100 kV，B球管電壓選用附加0.5 mm錫板濾過的Sn140 kV，參考管電流A球管260 mAs，B球管200 mAs；準直器寬度64×0.6 mm，螺距0.6，視野300 mm×300 mm，旋轉時間0.5 s。2個球管夾角90°時開啟實時動態曝光劑量調節(combined application reduce exposure CAREDose 4D)技術實時調節毫安量。

3.圖像后處理

雙能量掃描后自動生成3個序列的圖像，即100 kV、140 kV、120 kV圖像，雙能比率=0.5(即按照50%～140 kV的數據與50%～80 kV的數據比率，通過特殊計算后融合成120 kV的圖像)；自動生成層厚1.5 mm和7 mm圖像。將層厚1.5 mm圖像數據(100 kV或140 kV)調入工作站(Syngo VIA)的DualEnergy軟件內,選擇應用程序LiverVNC處理,通過調整平掃CT與碘對比劑的融合比率，將CT的融合比率調節到100%，碘對比劑的融合比率調節到0%，得到虛擬平掃(virtual non-contrasted，VNC)CT數據，設置窗寬與常規平掃相同并保存。將保存的數據調入3D軟件內，重建出層厚7 mm、間隔7 mm的最終VNC圖像。

4.數據收集

將VNC組及TNC組兩組圖像載入工作站的Viewer界面，由兩位具有15年以上腹部診斷經驗的放射科醫師，采用盲法獨立對兩組圖像的腫瘤病灶可見度及診斷接受度進行等級評分。圖像瀏覽窗采用軸面、冠狀面和矢狀面多平面重組(multiplanar reformation,MPR)。

以TNC組圖像清晰完整顯示的腫瘤病灶為標準，VNC組圖像對相應腫瘤病灶的病灶顯示度評分：1分，完全未顯示；2分，部分顯示；3分，清晰顯示但密度較低；4分，清晰顯示。診斷接受度評分：1分，不能用于診斷；2分，顯示程度欠佳，解剖結構不清楚，診斷價值有限；3分，顯示程度中等，大部分解剖結構清楚，少數細節模糊，考慮用于診斷；4分，顯示程度良好，解剖結構和細節均清楚，可以用于診斷。碘油沉積分4種形態，即完全沉積型、部分型沉積、稀疏型沉積及無沉積，以此為各病灶碘油沉積形態進行評分：1分，無沉積；2分，稀疏型；3分，部分沉積型；4分，完全沉積型。VNC去除碘油能力評分：1分，無去除；2分，少量去除；3分，大部分去除；4分，完全去除。

選取其中30例肝尾狀葉沒有受累的病例，將TNC組、動脈期VNC組兩組圖像放置在相同的層面(肝尾狀葉顯示最大層面)，在肝尾狀葉、豎脊肌及腹主動脈同步選取ROI，興趣區的面積為1.5～2.0cm2(圖1)。選取原則:避開血管、鄰近骨或其它偽影,避免容積效應。由同一名研究者測量并記錄肝尾狀葉、豎脊肌及腹主動脈ROI的平均CT值及肝尾狀葉ROI的標準差(SD)，按公式(1)和公式(2)計算信噪比(signal-noise ratio，SNR)及對比信噪比(contrast-noise ratio,CNR)，其中CT肝代表肝尾狀葉CT值，SD肝代表肝尾狀葉標準差，CT肌代表相同層面豎脊肌CT值，CT動脈代表相同層面腹主動脈CT值。

(1)

(2)

圖1 測量CT值時放置1.5～2.0cm2的圓形ROI，其中ROI1為肝尾狀葉，ROI2為豎脊肌，ROI3為腹主動脈。a) TNC圖像；b) 相同層面動脈VNC圖像。圖2 測量CT值時放置(1.00±0.05)cm2的圓形ROI，其中ROI1為正常肝臟組織，ROI2為病灶內碘油沉積缺損區，ROI3為病灶周邊區。a) TNC圖像；b) 相同層面動脈期VNC圖像；c) 相同層面門靜脈期VNC圖像。圖3 a) TNC圖像顯示栓塞病灶內碘油沉積形態(箭)；b) 相同層面動脈期VNC圖像，顯示虛擬平掃去除栓塞病灶內碘油的效果(箭)。圖4 虛擬平掃圖像的減影效果，Rel.CM值越小，減影效果越強，反之Rel.CM值越大，減影效果越弱。a) Rel.CM=1.75時虛擬平掃圖像；b) Rel.CM=2.65時虛擬平掃圖像，

選取其中30例有碘油沉積缺損的病例，將TNC組、動脈期VNC組及門靜脈期VNC組三組圖像在相同的層面各同步選取3個ROI，其中ROI1：正常肝臟組織；ROI2：病灶內碘油沉積缺損區；ROI3：病灶周邊區(周邊區：臨近無碘油沉積的病灶邊緣)。感興趣區面積為(1.00±0.05)cm2(圖2)，選取原則同上。由同一名研究者測量并記錄上述ROI的平均CT值。將TNC組、VNC動脈期及VNC門靜脈期三組圖像以相同的方法測量3個ROI的CT值并計算平均CT值。

5.統計學分析

采用SPSS 13.0軟件進行統計學分析。采用Wilcoxon符號秩和檢驗分析定性的主觀等級評分；采用獨立樣本t檢驗分析定量數據。以P<0.05為差異有統計學意義。

結果

1.VNC圖像的定性評價

VNC圖像質量的評價：本組VNC圖像未見有明顯偽影，均符合臨床診斷要求。VNC組腫瘤病灶可見度、診斷接受度均低于TNC組，差異有統計學意義(P<0.05)，結果見表1。

表1 VNC病灶顯示度及診斷接受度評分 (例)

VNC去除碘油能力的評價結果見表2及圖3。

表2 VNC去除碘油能力評價 (例)

2.VNC圖像的定量評價

正常肝臟組織的定量評價：TNC圖像和VNC圖像正常肝臟組織CT值(HU)比較，差異無統計學意義(P>0.05)；兩者圖像SNR比較，VNC組高于TNC組，差異有統計學意義(P<0.05)；兩者圖像CNR比較，TNC組略高于VNC組，但差異無統計學意義(P>0.05，表3)。

表3 正常肝臟組織CT值、SNR及CNR比較

腫瘤病灶的定量評價：將動脈期VNC、門靜脈期VNC圖像病灶內碘油沉積缺損區及病灶周邊區的CT值分別與TNC組對應部位CT值比較，其中碘油沉積缺損區CT值TNC組高于VNC組，差異有統計學意義(P<0.05)；病灶周邊區CT值差異無統計學意義(P>0.05，表4、5)。

表4 動脈期VNC圖像病灶CT值與TNC組比較 (HU)

表5 門靜脈期VNC圖像病灶CT值與TNC組比較 (HU)

將動脈期VNC圖像與門靜脈期VNC圖像病灶內碘油沉積缺損區及病灶周邊區對應部位的CT值進行比較，其中碘油沉積缺損區CT值門靜脈期VNC略高于動脈期VNC，但差異無統計學意義(P>0.05)；病灶周邊區CT值門靜脈期VNC高于動脈期VNC，但差異亦無統計學意義(P>0.05，表6)。

表6 動脈期與門靜脈期VNC圖像病灶CT值比較 (HU)

將動脈期、門靜脈期VNC圖像病灶內碘油沉積缺損區及病灶周邊區的CT值分別與TNC組對應部位CT值進行比較，動脈期、門靜脈期VNC圖像CT值均高于TNC組，差異均有統計學意義(P<0.05，表7、8)。

表7 動脈期VNC圖像病灶CT值與TNC組比較 (HU)

表8 門靜脈期圖像病灶CT值與TNC組比較 (HU)

討論

在肝癌的非手術治療中，以肝動脈化療栓塞術為代表的介入治療作為不能手術切除肝癌的首選治療方法己得到了廣泛應用[8,9]。除臨床和實驗室檢查外，能夠較客觀和準確反映TACE術后腫瘤殘存或復發的影像學檢查方法對于臨床制定進一步治療方案尤為關鍵。CT評價TACE的治療效果簡單而直觀。多數學者認為TACE術后碘油沉積缺損區及病灶周邊區改變的監測對于評價療效和決定是否需要重復治療具有重要的臨床意義[10，11]，碘化油的高密度影響常規CT對上述區域殘存或復發腫瘤的觀察。

1.虛擬平掃的圖像質量

本組研究對VNC圖像的定評性價中，選取的是肝癌TACE術后的病例，病灶可見度、診斷接受度均低于TNC圖像，即VNC圖像對解剖結構及細節的顯示不及TNC圖像，總體來看，VNC圖像質量不及TNC圖像，兩者差異有統計學意義，這一結論與以往某些研究結論相同[12]。考慮本研究納入的是TACE術后的患者，腫瘤病灶內含有碘油，在虛擬平掃的后處理中被減影，使得腫瘤病灶的顯示不及TNC圖像。

2.虛擬平掃去除碘油的能力及價值

TACE術后腫瘤病灶內碘油沉積形態分為四種，VNC去除碘油的能力也可分為4級，本研究50個病灶中，8個病灶屬于完全沉積型，其中7個病灶完全去除碘油，1個病灶部分去除碘油；24個病灶屬于部分沉積型，其中10個病灶完全去除碘油，13個病灶部分去除碘油，1個病灶少量去除碘油；18個病灶屬于稀疏型，其中15個病灶完全去除碘油，2個病灶部分去除碘油，1個病灶少量去除碘油。由此看來，無論病灶碘油沉積形態是何種類型，VNC去除碘油的能力都很強。調節LiverVNC中的Rel.CM(Relative Contrasted Medium)參數，該參數的范圍是1.75至2.65，調解不同數值可得到不同的減影效果(圖4)，這一點解釋了虛擬平掃圖像中病灶內仍可見少許碘油影的原因(圖3)。通過雙源CT的虛擬平掃技術去除碘油，使更好地顯示病灶內及周邊區殘存或復發的腫瘤成為可能。

3.虛擬平掃顯示正常組織及病灶CT值的異同

本研究中VNC與TNC圖像對正常肝臟組織的密度顯示差異無統計學意義；VNC圖像的信噪比高于TNC圖像，差異有統計學意義；VNC圖像的對比信噪比略低于TNC圖像，差異無統計學意義。這些結論與以往研究均相同。總體來看，VNC圖像能夠滿足診斷的基本需求，同時減少了患者的輻射劑量，有望取代TNC圖像。

VNC圖像對病灶碘油沉積缺損區的密度顯示明顯低于TNC圖像，差異有統計學意義，虛擬平掃技術在去除碘對比劑的同時，也去除了沉積的碘油，且去除碘油的能力很強。VNC圖像對病灶周邊區的密度顯示與TNC圖像無明顯差別，說明本研究中病灶周邊區無異常密度改變，即無周邊區腫瘤的復發；而動脈期VNC圖像與門靜脈期VNC圖像對病灶內碘油沉積缺損區及病灶周邊區的密度顯示均無明顯差異。動脈期及門靜脈期VNC圖像對病灶碘油沉積缺損區的密度顯示明顯高于TNC圖像，差異有統計學意義，說明腫瘤病灶沒有完全被栓塞，仍然有血供。動脈期及門靜脈期圖像對病灶周邊區的密度顯示明顯高于TNC圖像，差異有統計學意義，符合增強掃描的特征，尚不能完全排除周邊區腫瘤的復發。

綜上所述，本研究結果顯示，VNC圖像較TNC圖像在正常肝臟組織的顯示上無明顯差異，VNC圖像信噪比高于TNC圖像，但兩者對比信噪比差異無統計學意義。虛擬平掃技術去除肝癌栓塞區域碘油的能力很強，使更好地顯示病灶內及周邊區殘存或復發的腫瘤成為可能。對于較少碘油沉積的病例，VNC能滿足診斷的基本需求，對于肝癌TACE術后病灶，VNC對病灶周邊區的顯示好于病灶內。

[1]Bosch FX,Ribes J,Díaz M,et al.Primary liver cancer:worldwide incidence and trends[J].Gastroenterology,2004,127(Suppl 1):S5-S16.

[2]任曉璇,杜端明,劉鵬程.影像學檢查在肝癌介入術后療效評價中的現狀及進展[J].中國介入影像與治療學,2010,7(6):672-675.

[3]El-Serag HB,Rudolph KL.Hepatocellular carcinoma:epidemiology and molecular carcinogenesis[J].Gastroenterology,2007,132(7):2557-2576.

[4]Yan FH,Zhou KR,Cheng JM,et al.Role and limitation of FMPSPGR dynamic contrast scanning in the follow-up of patients with hepatocellular carcinoma treated by TACE[J].World J Gastroenterol,2002,8(4):658-662.

[5]Graser A,Johnson TR,Hecht EM,et al.Dual-energy CT in Patients suspected of having renal masses:can virtual nonenhanced images replace true nonenhanced images?[J].Radiology,2009,252(2):433-440.

[6]彭晉,張龍江,吳新生,等.雙源CT雙能量上腹部虛擬平掃臨床應用價值的初步探討[J].臨床放射學雜志,2009,28(12):1680-1684.

[7]中國抗癌協會肝癌專業委員會.原發性肝癌診斷標準[J].中華肝臟病雜志,2000,8(3):135.

[8]Chung GE,Lee JH,Kim HY,et al.Transarterial chemoembolization can be safely performed in patients with hepatocellular carcinoma invading the main portal vein and may improve the overall survival[J].Radiology,2011,258(2):627-634.

[9]Chen HB,Huang Y,Dai DL,et al.Therapeutic effect of transeatheter arterial Chemoembolization and percutaneous injection of acetic acids on primary liver cancer[J].Hepatobiliary Pancreat Dis Int,2004,3(1):55-57.

[10]Sergio A,Cristofori C,Cardin R,et al.Transcatheter arterial chemoembolization (TACE) in hepatocellular carcinoma (HCC):the role of angiogenesis and invasiveness[J].Am J Gastroenterol,2008,103(4):914-921.

[11]Goldbe SN,Gazelle GS,Mueller PR.Thermal ablation therapy for focal malignaney:a unified approach to underlying principles,techniques and diagnostic imaging guidance[J].AJR,2000,174(2):323-331.

[12]錢玉娥，胡紅杰，張峭巍，等.新雙源CT虛擬平掃技術在肝臟檢查中的應用[J].中華放射性雜志，2011,45(2)：120-123.

Theevaluationofvirtualnon-contrast(VNC)imagesfromdual-energyCTimagequalityandtheabilityofiodizedoilremoval

YU Xin,REN Ke,XIU Ke,et al.

Department of Radiology,the First Affiliated Hospital of China Medical University,Shenyang 11001,P.R.China

Objective：To assess the image quality of virtual non-contrast (VNC) images and the ability of iodized oil removal in the embolization zone of iodized oil in hepatocellular carcinoma (HCC) patients with transcatheter arterial chemoembolization (TACE) on VNC images by dual energy CT.MethodsForty HCC patients with TACE were enrolled.Dual-energy CT was performed in both arterial and portal phases.VNC was generated from dual energy mode CT scans.The true non-contrast (TNC) images were used as standard.The mean image quality of both SNR (signal-to-noise ratio) and CNR (contrast-to-noise ratio) and the ability of iodized oil removal (the average CT value of iodized oil in both deposit defect area and perifocal area) of VNC were compared with TNC using T test.ResultsVNC possesses the powerful ability of removing iodized oil.For patients of iodized oil deposit,compared with TNC,the image quality of VNC was poorer.A significant difference existed in average CT value of iodized oil deposit defect area(arterial phase CTTNC=54.4±19.1,CTVNC=44.8±12.9,P<0.05;portal phase CTTNC=54.4±19.1,CTVNC=45.3±13.4,P<0.05).No significant statistical difference existed in average CT value of perifocal area (arterial phase CTTNC=56.4±7.6,CTVNC=55.1±7.8,P>0.05;portal phase CTTNC=56.4±7.6,CTVNC=58.3±8.2,P>0.05).No significant statistical difference in average CT value between arterial and portal phase of VNC (iodized oil deposit defect area CTa=44.8±12.9，CTp=45.3±13.4,P>0.05;perifocal area CTa=55.1±7.8，CTp=58.3±8.2,P>0.05).ConclusionThe image quality of VNC images can meet the diagnostic needs in cases of less iodized oil accumulation,it could better differentiate HCC of perifocal areas from that of intralesional areas after TACE.

Tomography,X-ray computed；Liver neoplasms; Transcatheter arterial chemoembolization

110001 沈陽，中國醫科大學附屬第一醫院放射科，遼寧省肝癌轉化醫學研究中心

于欣(1983-)，女，沈陽人，碩士研究生，主要從事腹部影像診斷工作。

任克，Email：renke815@sina.com

R735.7; R814.42

A

1000-0313(2014)05-0504-05

2013-02-10

2013-03-10)