雙源CT雙能量掃描模式對胰腺腫瘤的診斷價值

雙源CT雙能量掃描模式對胰腺腫瘤的診斷價值

劉佳懌張俊陸琳趙衛楊亞英

雙源CT(dual-source CT，DSCT)雙能量掃描經后處理得到多種衍生序列，如線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖、單能譜圖像等。多種衍生序列可提供各種不同的診斷信息及進行多方面定性及定量評估[1]，而采取何種圖像融合方式及不同融合權重的選擇常常因人而異、因組織而異[2]。低千伏掃描圖像噪聲相應增加，但圖像對比度高；而高千伏掃描圖像噪聲相對較小，信號相對均勻，但對比度低。為結合兩者優勢，雙能量掃描成像多采用兩組圖像融合的方式。為此，本研究比較各衍生序列對胰腺腫瘤病灶顯示的差異，評價其對胰腺腫瘤的診斷價值。

一、材料與方法

1．研究對象：收集2012年3月至2013年3月泰州市人民醫院醫學影像科行腹部雙能量CT增強掃描的胰腺腫瘤患者30例，其中術后病理結果證實胰腺癌16例，囊腺瘤4例，胰島細胞瘤2例；經臨床診斷及隨訪證實胰腺癌8例。30例患者中男性16例，女性14例，年齡27～74歲，平均(59±10)歲，體重指數為(23.5±3.3)kg/m2。所有入選患者檢查前均簽署知情同意書，并接受DSCT雙能量掃描模式檢查。排除標準：(1)有碘過敏史；(2)嚴重心、肺、腎功能不全；(3)孕、產婦；(4)不同意該項掃描方案者等。

2．DSCT雙能量掃描：患者取仰臥位。應用西門子第二代炫速雙源CT行平掃期、動脈期、胰腺實質期及延遲期掃描。平掃期、動脈期及延遲期均采用常規掃描，管電壓及管電流分別為120 kVp、250 mAs，準直128 mm×0.6 mm，旋轉時間0.5 s/圈，螺距0.6；實質期采用雙能量掃描，管電壓分別為Sn140kVp、100 kVp，管電流分別為178 mAs、230 mAs，準直32 mm×0.6 mm，旋轉時間0.5 s/圈，螺距0.8。平掃期在胰體水平腹主動脈層面達到100 HU時延遲6 s掃描。動脈期延遲約21 s，胰腺實質期延遲約45 s，延遲期延遲約80 s。均開啟實時動態曝光劑量調節技術。掃描方向為從頭到足，掃描范圍由肝上緣至髂脊上方。增強掃描采用對比劑示蹤法觸發，用自動雙筒高壓注射器經前臂靜脈注射對比劑碘普羅胺85～100 ml，后續生理鹽水20～30 ml，流速均為4 ml/s。

DOI:10.3760/cma.j.issn.1674-1935.2015.02.015

作者單位：225300泰州，泰州市人民醫院醫學影像科(劉佳懌、張俊)；昆明醫科大學第一附屬醫院醫學影像科(陸琳、趙衛、楊亞英)

通信作者：張俊，Email：53113379@qq.com

3．圖像處理、分析與測量：胰腺實質期雙能量掃描獲得Sn140 kVp、100 kVp及線性融合(融合因子為0.5)3組圖像，數據傳輸至后處理工作站。將Sn140 kVp、100 kVp兩組原始數據一并調入后處理軟件，選擇“Liver VNC”程序進行自動能量減影，調整平掃CT與碘對比劑的融合比率到0，碘對比劑的融合比率到100%，得到碘圖；選擇“Optmial Contrast”程序處理得到非線性融合圖像；選擇“Mono Energetic”軟件處理得到機器自動給出的最高胰腺實質-腫瘤對比噪聲比(CNR)單能譜圖像(74keV)。

將線性融合圖像、常規平掃圖像及碘圖調入“Viewing”軟件，得到正常胰腺組織及腫瘤組織CT值，并計算其相對強化值(REV)值(即線性融合圖像CT值-常規平掃圖像CT值)。將線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖及單能譜74keV圖像調入“Viewing”軟件，得到正常胰腺組織CT值、腫瘤組織CT值、腹壁正中皮下脂肪CT值標準差(SD)。橫斷位圖像于胰腺正常組織、腫瘤組織、同層面腹主動脈及脊柱后方肌肉處測量CT值。避開血管、壞死、鈣化及組織邊緣選擇感興趣區(region of interest，ROI)。盡可能選擇大的ROI以減少噪聲，若病灶較小可適當減小面積，原則上不低于50 mm2。取連續3層CT值的平均值，以其標準差作為該層面的圖像噪聲，進一步計算胰腺正常組織與腫瘤組織CT差值(即正常組織CT平均值-腫瘤組織CT平均值)、強化比值(腫瘤組織CT平均值/正常組織CT平均值)及正常組織與腫瘤腫瘤CNR(正常胰腺平均CT值-胰腺腫瘤平均CT值/皮下脂肪SD值)[3]。

4．主觀評分：由兩名經驗豐富的影像科醫師分別對兩組圖像質量進行評分，意見不一致時共同閱片達成一致。評分標準[4]：圖像質量優，病變邊界清楚，解剖細節清晰，組織界限易于識別，能夠簡單明了地評價為5分；解剖結構和細節及病灶較清楚，不影響診斷，能夠評價為4分；大部分解剖結構及病灶可以滿足診斷，但少數圖像細節模糊，不能進行評價為3分；解剖結構及病灶不清楚，解剖細節不足以被發現，診斷價值有限為2分；解剖結構及病灶模糊，不能用于診斷為1分。解剖細節是指是否顯示病灶形態、范圍及邊緣等。3分以上均能滿足診斷要求。

二、結果

1．正常胰腺組織與胰腺腫瘤組織的REV值、碘圖CT值：正常胰腺組織及腫瘤組織的REV值分別為(62.53±18.68)、(34.98±13.79)HU；碘圖CT值分別為(60.15±15.23)、(31.68±11.34)HU，兩種組織的差異無統計學意義(t值分別為2.120、1.946，P值均>0.05，圖1、2)。

圖1　胰腺癌的線性融合圖像(1A)及碘圖(1B)

圖2　胰島細胞瘤的線性融合圖像(2A)及碘圖(2B)

2．CT差值、強化比值及CNR：不同衍生序列測量的CT差值、強化比值、腫瘤CNR的差異均具有統計學意義(P值均<0.05，表1)，其中CT差值最大的序列是非線性融合圖，其余依次是單能譜74keV圖、線性融合圖和碘圖；強化比值最小的是碘圖，其余依次為非線性融合圖、單能譜74keV圖、線性融合圖；腫瘤CNR最大的序列是碘圖，其余依次是非線性融合圖、單能譜74keV圖、線性融合圖(圖3)。

雙能衍生序列CT差值(HU)強化比值腫瘤CNR線性融合圖36.30±12.230.66±0.122.94±0.89非線性融合圖44.38±13.250.58±0.133.62±1.28碘圖27.28±10.090.49±0.124.04±0.62單能譜74keV圖40.12±14.050.61±0.123.25±1.01F值30.6727.14818.651P值0.0210.0120.003

圖3　胰體尾癌的線性融合圖(3A)、非線性融合圖(3B)、碘圖(3C)、單能譜74keV圖(3D)

3．4組衍生序列圖像質量評分比較：線性融合圖像、非線性融合圖像、碘圖、單能譜74keV圖像的評分分別為(3.92±0.53)、(3.98±0.55)、(2.32±0.68)、(3.95±0.54)分，差異有統計學意義(Chis-Square=6.562,P=0.002)。除評分最低的碘圖與其他各圖像間的差異有統計學意義外，其余兩兩間差異均無統計學意義。兩評分者的一致性較好(Kappa=0.81,P<0.05)。

討論雙能量掃描模式在一次掃描的同時獲得Sn140kVp及100kVp兩組原始數據，并經后處理得到系列衍生序列，包括碘圖、線性融合圖、非線性融合圖及單能譜圖，相較于常規掃描可提供更多的診斷信息。CT增強掃描采用低管電壓能夠提高含碘組織的CT值，提高病變組織與周圍正常組織的對比度[5]，雙能CT對物質的化學組成亦有較高的敏感性[6]，其物質分離技術可以將碘與其他物質分離開來，其基本原理在于利用碘在不同能量下的衰減趨勢與其他組織衰減趨勢的明顯差異將碘從圖像中單獨提取出來[3,7]。碘分布圖根據碘濃集情況分析病灶強化程度較常規增強準確度高，有助于評價病變血供狀況及富血供、乏血供病灶的檢出[8]。

理論上來說碘圖CT值較常規增強的REV值更加準確，因為雙能量掃描不存在數據采集位置和時間差，可以最大程度減少ROI在動態掃描中出現位置偏差導致的測量數據不準確[9]，尤其對于相對較小的病灶，既可降低測量誤差的影響，同時也提高了診斷的準確性。本研究結果顯示，胰腺腫瘤組織的碘圖CT值與REV值之間差異無統計學意義，總體相關性較好。直接利用碘圖CT值來判定REV值可以更直觀地顯示腫瘤組織的強化程度。碘圖的胰腺腫瘤CT差值低于線性融合、非線性融合及單能譜74keV圖，但腫瘤CNR卻最大，強化比值最小。

眾所周知，圖像的CNR越高，病灶的顯示越清楚，但本研究中碘圖的圖像主觀評分診斷卻低于其他各組，提示測量出來的碘圖高噪聲比并沒有提高主觀診斷價值，原因可能主要在于其脂肪的SD值明顯低于其他各組，因此CNR采用脂肪SD值進行計算和評估的標準是否也適用于碘圖值得進一步思考和探討。

線性融合是指將各像素的信號強度按固定權重相互疊加融合。本研究的線性融合圖由Sn140 kVp和100 kVp兩組原始數據按0.5的加權融合系數融合而成。Sn140 kVp圖像噪聲較低，但對比度較差，100 kVp圖像對比度較為理想，但噪聲較高，線性融合圖像在一定程度上提高對比度同時降低噪聲，能夠平衡這兩方面的問題。這樣獲得的圖像雖然不是真實的120 kVp管電壓采集獲得的圖像, 但與標準120 kVp管電壓實際采集獲得的圖像質量基本一致[10]。非線性融合圖像中的融合比例是不定的，可根據不同CT值決定融合的權重，在CT值較低區域的融合時Sn140 kVp圖像所占比例較大，優先獲得高電壓數據來降低噪聲，而CT值較高區域的融合時100 kVp圖像所占比例較大，優先提取低管電壓數據來提高對比增強度，因此，非線性融合圖像有望在獲得更佳的密度分辨率的同時降低圖像噪聲[11]。本研究結果亦顯示，在線性融合、非線性融合及單能譜74 keV圖像中，胰腺腫瘤CT差值、強化比值及腫瘤CNR最優的均為非線性融合圖像，其余依次為單能譜74 keV圖像、線性融合圖像。有研究報道[12-13]，40～190 keV的單能譜圖像中73～74 keV圖像的胰腺腫瘤CNR最佳，但并不優于非線性融合圖像，而線性融合圖像的CNR近似于單能譜70 keV圖像。因單能譜74 keV圖像的CNR高于單能譜70 keV圖像，所以推算單能譜74 keV圖像的CNR高于線性融合圖像。本研究結果與其相符合。但在圖像質量主觀評分中，三者的兩兩組間差異均無統計學意義。

目前，由于雙能CT投入臨床應用的時間較短，值得借鑒的經驗較少，同時本研究所收集的病例數不多，樣本的選擇也存在一定偏倚，得出的結果可能不夠準確。此外，本研究的病灶區大小不等、形態不規則，選定ROI時也不能做到完全相同，或者是難以避開一些其他組織，硬化偽影和容積效應等因素[14-15]都可對本研究結果造成影響，從而產生誤差。因此，還需要進一步完善研究方案，擴大研究范圍，進行更深入的研究，以取得更可靠的結果。

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收稿日期：(2014-07-18)

(本文編輯：呂芳萍)

·勘誤更正·

本刊2015年第1期22頁刊登的“HIF-1α@Fe3O4納米顆粒標記對胰腺癌干細胞增殖及凋亡的影響”一文英文中的Suzhou單位更正為Jiangsu，即：Department of Radiology, Affiliated Hospital of Jiangsu University, Zhenjiang212001, China

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