雙源CT雙能量虛擬平掃對脂肪肝的診斷價值

王士闐， 王萱， 王沄， 徐凱， 薛華丹， 金征宇

·雙能量CT影像學專題·

雙源CT雙能量虛擬平掃對脂肪肝的診斷價值

王士闐， 王萱， 王沄， 徐凱， 薛華丹， 金征宇

目的探討雙源CT雙能量腹部虛擬平掃對脂肪肝的診斷價值。方法回顧性分析采用雙源CT行腹部雙能量增強掃描診斷為脂肪肝的77例患者的平掃期(120 kV)及虛擬平掃(VNC)圖像。虛擬平掃圖像運用門脈期雙能量(100及140 kV)圖像重建而來。選擇肝門層面測量真實平掃(TNC)與VNC圖像上肝右葉、肝左葉、脾臟、下腔靜脈的CT值及噪聲，并在肝門層面測量上腹部前后徑及左右徑。記錄整個掃描和平掃期對應的劑量長度乘積(DLP)。評價TNC與VNC圖像間各CT值及噪聲的差異，分析兩組圖像上肝右葉噪聲與前后徑、左右徑及平均徑的關系。分別用肝/脾CT值比<0.8、肝/下腔靜脈CT值比<1.0，做為診斷中重度脂肪肝的標準，比較TNC和VNC圖像診斷中重度脂肪肝的一致性。結果VNC圖像上肝左葉、右葉及脾臟的CT值均高于TNC(P<0.01)，差異小于10 HU。VNC圖像上各部位噪聲均低于TNC。TNC圖像上，肝右葉噪聲與前后徑、左右徑、平均徑均有中等相關性(r=0.562，0.608，P<0.01)；在VNC圖像上，肝右葉噪聲與上述徑線值相關性弱。用肝/脾CT值比<0.8作為診斷重度脂肪肝的標準，VNC與TNC圖像診斷重度脂肪肝一致性的kappa值為0.591；用肝/靜脈CT值比<1.0作為診斷標準，兩種圖像一致性的kappa值為0.458。用VNC代替TNC圖像，可降低24.2%的總掃描劑量。結論VNC圖像與TNC圖像在診斷中重度脂肪肝上具有中等的一致性，推薦運用肝/脾CT值比<0.8這一診斷標準。

體層攝影術，X 線計算機；脂肪肝；雙源雙能量CT；輻射劑量

在X線穿過組織的過程中，組織信號衰減的程度與物質的原子量及X線光子的能量相關，不同原子量的物質，衰減情況隨X線能量的變化各不相同。雙源CT可以同時采集兩組不同管電壓的數據，即雙能量成像，利用不同組織在高、低能量下衰減特征間的差異，通過后處理從增強軟組織中分離出對比劑的碘信號，即可獲得虛擬平掃(virtual non-contrast，VNC)圖像。近年來，包括虛擬平掃在內的雙能量成像成為國內外研究的熱點[1-5]。本研究通過定量分析脂肪肝患者上腹部雙源CT雙能量增強掃描數據，比較門脈期VNC圖像與真實平掃(true non-contrast，TNC)圖像的差異，旨在探討VNC技術對于脂肪肝的診斷價值。

材料與方法

1.病例資料

利用我院PACS報告系統，以“脂肪肝”為檢索詞，回顧性分析2013年1月-2013年6月在本院放射科因疑似上腹部病變行腹部增強CT檢查的患者資料，檢索獲得351例病例。排除標準包括：年齡<18歲(n=8)；肝臟手術(含介入治療)或脾臟切除史、肝糖原累積癥、血色病、肝炎、肝硬化、多囊肝病史、惡性腫瘤病史(n=64)；掃描時配合欠佳，呼吸偽影明顯(n=12)；未按照本文下述方案進行掃描的病例(n=177)；本次回顧分析數據時，測量肝右葉CT值高于脾臟的病例(n=13)。最后共77例患者納入本組研究，包括男37例，女40例，年齡18～81歲，平均(50.9±14.1)歲。

2.掃描方案

所有患者均采用德國Siemens Somatom Definition FLASH雙源CT機進行掃描。檢查前確認患者移除金屬物品，囑其掃描時配合屏氣。先攝上腹部定位像，再行平掃及增強掃描，掃描范圍為橫膈頂至雙側髂嵴上緣連線，頭至足方向掃描。平掃管電壓120 kV，管電流210 mA，準直器寬度32×1．2 mm，X線球管旋轉速度0.5 s/r，螺距0.9，開啟實時動態曝光劑量調節(CARE Dose 4D)技術，層厚7 mm，重建間隔7 mm，重建算法B30f。增強掃描采用雙筒高壓注射器以4.0 mL/s流率經肘前靜脈注入90 mL碘海醇(350 mg I/mL)行三期增強掃描。增強掃描AX線管電壓100 kV，管電流230 mA，視野50 cm×50 cm，B X線管電壓140 kV，管電流178 mA，視野33.2 cm×33.2 cm，準直器寬度40×0.6 mm，重建算法D30f，融合系數0.5，余掃描及重建參數同平掃。注射對比劑后約60 s行門靜脈期掃描。

掃描完成后將圖像傳輸至Siemens Syngo MMWP VE40A工作站，將動脈期和門脈期雙能量圖像調入Dual-energy軟件，運行liver VNC程序，獲得門脈期層厚7 mm、層間距7 mm的VNC圖像。

根據2組患者TNC及VNC軸面圖像描繪ROI并進行測量(圖1～3)。選擇肝門層面測量肝右葉、肝左葉、脾臟、下腔靜脈的CT值及噪聲值。下腔靜脈的ROI面積為50～100 mm2，其余ROI面積為100～200 mm2。繪制ROI時首先在平掃期進行選擇，然后在VNC圖像上通過復制粘貼確定ROI。對于少數平掃和增強屏氣程度不一致的患者，在平掃圖像進行ROI的移動，以確保各部位ROI大小和位置完全匹配。對于肝門區下腔靜脈充盈不佳的病例，調整下腔靜脈的測量層面。記錄各部位的CT值和噪聲值，并在肝門層面測量上腹部前后徑及左右徑。測量肝右葉的CT值，計算肝/脾CT值比及肝/下腔靜脈CT值比。記錄整個掃描過程和平掃期對應的儀器自動生成的劑量長度乘積(dose length product，DLP)。

圖1 輕度脂肪肝患者CT掃描圖像。a) TNC圖像；b) VNC圖像。圖2 中重度脂肪肝患者TNC圖像。圖3 中重度脂肪肝患者VNC圖像。

3.統計學分析

結果

1.TNC和VNC圖像各部位CT值及噪聲比較

VNC圖像上肝左葉、肝右葉、脾臟的CT值明顯高于TNC圖像(P<0.05)，下腔靜脈的CT值差異無統計學意義(P>0.05)。在VNC圖像上，各部位的噪聲均低于TNC圖像(表1)。

表1 TNC與VNC圖像上各部位CT值及噪聲比較

注：*P<0.01，**P>0.05。

2.TNC與VNC圖像上肝右葉噪聲與腹部徑線值的關系

患者上腹部前后徑為(263.8±27.9) mm，左右徑為(323.3±24.5) mm，平均徑(前后徑與左右徑的平均值)為(293.6±25.1) mm。在TNC圖像上，肝右葉噪聲與前后徑、左右徑、平均徑均有中等相關性，差異有統計學意義(P<0.05)。在VNC圖像上，肝右葉噪聲與上述徑線值相關性較弱，且除左右徑外，差異均無統計學意義(P>0.05，表2)。

表2 TNC與VNC圖像上肝右葉噪聲與腹部徑線值的關系

3.TNC與VNC圖像對于診斷重度脂肪肝的一致性分析

TNC與VNC圖像上的肝右葉/脾臟CT值比及肝右葉/下腔靜脈CT值比均具有高度相關性(相關系數r值分別為0.931和0.886，P值均<0.01)。

用肝/脾CT值比<0.8作為診斷重度脂肪肝的標準(表3)，TNC與VNC圖像診斷重度脂肪肝一致性的kappa值為0.591。用肝/靜脈CT值比<1.0作為診斷重度脂肪肝的標準(表4)，兩種圖像診斷一致性的kappa值為0.458。兩種方法均為中等一致性，且肝脾比這一標準的一致性更高。

表3 TNC與VNC圖像對重度脂肪肝的診斷結果 (例)

表4 TNC與VNC圖像對重度脂肪肝的診斷結果 (例)

4.掃描劑量

本組病例腹部動脈增強掃描總DLP為(1124±328) mGy·cm，平掃期DLP為(270±70) mGy·cm，平掃期DLP占總掃描DLP的24.2%。

討論

脂肪肝是因肝臟代謝和功能異常，肝細胞內甘油三酯聚集過多所致。多種疾病和致病因素均可導致肝臟脂肪變性，在此基礎上可發生脂肪性肝炎、肝纖維化乃至肝硬化和肝癌[6]。此外，多項大型臨床研究提示，脂肪肝可能是糖尿病、心血管疾病及消化道腫瘤的獨立危險因素，且中重度脂肪肝的危險更大[7]。在大多數開展活體供肝肝移植手術的研究中心，供肝如果是中重度脂肪肝，是手術的絕對禁忌癥[8]，而供肝是輕度脂肪肝則可以安全手術[9]。因此，對于脂肪肝尤其是中重度脂肪肝的診斷，具有重要的臨床意義。診斷脂肪肝的金標準為組織穿刺活檢，但該方法為有創性操作，且取樣局限，不能反映肝臟整體情況。腹部B超及CT檢查操作簡便，是目前臨床診斷脂肪肝最為常見的技術手段。相對于B超，腹部CT圖像質量受腸腔脹氣及腹壁脂肪厚度的影響較小，操作者依賴性低，對脂肪肝的評價更為客觀，且能夠進行定量測量。

肝細胞內脂肪含量越高，肝CT值越低。真實平掃診斷重度脂肪肝具有較高的準確率。在Park等[10]針對154例活體肝移植供者的研究中，以肝活檢的病理學評價做為金標準，評價肝/脾CT值<0.8診斷重度脂肪肝(即肝臟內脂肪含量超過30%)的診斷效能，特異度達到100%，敏感度達到82%。在Lee等[11]的研究中，同樣以活檢病理為金標準，以肝靜脈相對肝臟的密度為評價指標，肝臟密度低于肝靜脈(肝血管反轉)對于診斷中重度脂肪肝具有較高的特異度，可達95.8%(23/24)。因此，對于TNC圖像，用肝/脾CT值比<0.8、肝/下腔靜脈CT值比<1.0可以做為診斷中重度脂肪肝的標準。在行CT增強掃描時，肝臟、脾臟及血管的密度變化各不相同，會明顯影響脂肪肝的診斷。隨著雙源CT的應用，可雙能量采集增強CT圖像，重建出VNC圖像，本文的研究目的即為探討VNC圖像對脂肪肝的診斷價值。

本組研究提示，VNC圖像上肝左葉、肝右葉、脾臟的CT值明顯高于TNC，下腔靜脈的CT值無明顯差異。回顧上腹部VNC的相關文獻發現，大多數研究認為TNC與VNC的CT值差異不大[1,2,5]，但肝臟、脂肪、脾臟、胰腺各個結構，均有類似的虛擬平掃CT值高于真實平掃結果且差異具有統計學意義的報道[3-5]；發生這種現象可能的原因包括各研究間對比劑濃度與注射流率的差異、掃描時期的差異、掃描參數的不同等，還有一種解釋為雙能射線能譜存在交叉，肝脾實質在門脈期均為明顯強化，微小部分的碘仍存在于VNC圖像中未被減除。今后可以考慮設計開展薈萃分析研究，進一步評價TNC與VNC間CT值的差異。

此外，本研究還提示VNC的噪聲明顯低于TNC，但這并不意味著VNC具有更高的圖像質量。由于雙能量CT采用了D卷積核用于提高物質特性，在降低噪聲的同時導致圖像細節的丟失，因此這種噪聲的降低并不真實[12]，反而可能造成圖像質量的下降。既往研究已顯示，主觀圖像質量評分上VNC低于TNC[2]。本研究顯示TNC圖像上肝右葉噪聲與腹部徑線值均具有中等相關性，符合CT的成像技術原理。但在VNC圖像上，肝右葉噪聲與上述徑線值相關性較弱，也提示了VNC的噪聲不能反映實際情況。

本研究顯示，用肝/脾CT值比<0.8及肝/下腔靜脈CT值比<1.0做為定量診斷標準，門脈期VNC圖像與TNC圖像在定量診斷重度脂肪肝上具有中等的一致性，且肝/脾CT值比更為準確。這一結果與肝/脾CT值比在兩組圖像中相關性更高相符合。本研究在設計中考慮到肝靜脈管徑較小，用下腔靜脈代替肝靜脈進行ROI的測量，但下腔靜脈的充盈程度在不同患者間以及同一患者平掃及增強掃描期間，都可能存在差異而導致取樣誤差，且下腔靜脈的強化影響因素較多，從而影響肝/下腔靜脈CT值比的診斷符合率。此外，本研究顯示，用VNC代替TNC可降低24%的輻射劑量。當前，合理減低輻射劑量這一理念已成為業界共識[13]，VNC這一優勢具有重要的臨床意義。

本研究具有一定的局限性。首先，缺乏病理結果的金標準對照，穿刺活檢診斷脂肪肝患者接受度低，將來需要動物實驗進一步評價。其次，研究對象均已診斷為脂肪肝，缺乏正常人群的對照，在后續研究中，需增加樣本量及正常對照，研究VNC圖像對于脂肪肝的檢出價值，并增加定性評價指標。

此外，既往研究證實脂肪在不同X線能級下的CT值各不相同，在80 kVp與140 kVp上，肝臟CT值差異超過10 HU提示肝實質內存在超過25%的脂肪浸潤[14]。還有研究提出，肌肉組織可代替脾臟做為評價增強CT上肝臟密度降低的參照標準[15]。高、低能級增強圖像間肝臟CT值差異對于脂肪肝的診斷價值以及肌肉這一參照物對于VNC圖像上脂肪肝的診斷價值，還有待于進一步研究。

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Thediagnosticvalueofdualenergyvirtualnon-contrastimagesinhepaticsteatosiswithdualsourceCTscanner

WANG Shi-tian,WANG Xuan,WANG Yun,et al.

Department of Radiology,Peking Union Medical College Hospital,Chinese Academy of Medical Sciences and Peking Union Medical College,Beijing 100730,P.R.China

Objective:To investigate the value of dual energy(DE) virtual non-contrast(VNC) images in the diagnosis of hepatic steatosis.MethodsThis retrospective study was based on contrast enhanced abdominal DECT scan of 77 patients with hepatic steatosis.The VNC images were reconstructed from two sets of dual energy images in portal venous phase:100kV and 140kV．The CT value and noise were measured in both left and right lobe of liver, spleen and inferior vena cava(IVC) and these data were compared between VNC group and true non-contrast(TNC,120kV) group.The relationship between the noise in right lobe of liver and the diameter parameters,anteroposterior,left-right and mean diameter of upper abdomen was explored in both TNC and VNC groups.Two proposed criteria for diagnosis of moderate and severe hepatic steatosis were studied independently and compared at the same ROI:a,liver-spleen attenuation ratio of less than 0.8,and b,liver-IVC ratio of less than 1.0.ResultsThe mean CT value of liver(both left lobe and right lobe) and spleen on VNC images were higher than that in TNC images with statistical significance(P<0.01) with absolute difference less than 10HU.Noise was found lower at every ROI on VNC images than that on TNC images(P<0.01).The noise of right lobe of liver on TNC images had moderate correlation(r=0.562 to 0.608,P<0.01) with the diameter parameters,while on VNC images this correlation was less.It would be a better consistency with a kappa value of 0.591 when setting the liver-spleen attenuation ratio below 0.8 as diagnostic criteria of severe hepatic steatosis.When setting liver-IVC ratio below 1.0 as diagnostic criteria,the kappa value was 0.458.Additionally,we found the average radiation dose with VNC images as a replacement of TNC acquisition was 24.2% less.ConclusionVNC and TNC images have moderate consistency in diagnosis of intermediate to severe hepatic steatosis,and a liver-spleen ratio of less than 0.8 is recommended as the diagnostic criteria.

Tomography,X-ray computed; Fatty liver; Dual enery CT; Radiation dose

100730 北京，中國醫學科學院北京協和醫學院北京協和醫院放射科

王士闐(1989-)，男，吉林人，技師，主要從事CT影像技術成像工作。

金征宇，E-mail：jin_zhengyu@163.com

R575.5; R814.42

A

1000-0313(2014)09-1008-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2014.09.007

2014-08-01

2014-08-28)