膀胱腫瘤螺旋CT掃描重建層厚與仿真內(nèi)窺鏡圖像質(zhì)量關(guān)系

張新炎　張鳴　劉本波

[摘要] 目的 探討螺旋CT掃描后重建層厚對膀胱仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量的影響。方法 方便選取2014年3月—2016年2月經(jīng)病理證實膀胱癌患者28例，腫瘤生長方式為菜花樣或局部隆起病變，行盆腔螺旋CT掃描后，分別使用0.6～3 mm不同間隔進行CT仿真內(nèi)鏡成像（VE），而后評價其VE影像質(zhì)量。圖像質(zhì)量評價包括褶皺和小凹、裂隙等偽影，總的評分標準分為Ⅲ級：3分（圖像質(zhì)量最佳），2分（圖像質(zhì)量尚可），1分（圖像質(zhì)量最差），計算記錄對比噪聲率（CNR），以確定圖像質(zhì)量是否滿足診斷。結(jié)果 使用較薄重建層厚（0.6 mm）后，噪聲增加而出現(xiàn)褶皺偽影，導(dǎo)致膀胱內(nèi)壁顯示欠佳。以1.2 mm重建層厚獲得VE圖像質(zhì)量最佳，圖像的空間分辨率和CNR達到平衡，能夠獲得最佳圖像質(zhì)量評分。結(jié)論膀胱螺旋CT掃描后<1.2 mm的重建層厚并不能進一步提高VE圖像質(zhì)量，由于噪聲增加反而降低了其圖像質(zhì)量。

[關(guān)鍵詞] 重建層厚；仿真內(nèi)鏡；對比噪聲

[中圖分類號] R730 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-0742（2017）09（b）-0167-03

[Abstract] Objective This paper tries to discuss the effect of reconstruction slice thickness on image quality at CT virtual endoscopy （VE） on the bladder cancers. Methods 20 patients with bladder cancer as the cauliflower-like or local apophysis with the pathological results from March 2014 to February 2016 were convenient examined by CT scanning and the data were reconstructed at different slice thicknesses between 0.6 ～ 3mm intervals， and the VE images were assessed. Image quality evaluation included wrinkles， and pits， fissures and other artifacts. The total score was divided into grade III： 3 points （best image quality）， 2 points （available image quality）， 1 point （worst image quality）， and then the contrast noise rate （CNR） was calculated the recorded to determine whether the image quality met the diagnosis. Results After using the thinner remanufactured layer thickness of 0.6 mm， the increase in noise and fold artifacts resulted in poor wall of the bladder. When the layer thickness increased to 1.2 mm， the VE image quality reached the best， the spatial resolution of the image and the CNR were balanced， and the best image quality score could be obtained. Conclusion The thickness of the reconstructed layer <1.2 mm after the spiral CT scan of the bladder does not further improve the VE image quality， but the image quality is reduced by the increase of noise.

[Key words] Reconstructed slice thickness； Virtual Endoscopy； Contrast noise ratio

膀胱癌多為移行細胞癌，是最常見的泌尿系統(tǒng)惡性腫瘤。纖維膀胱鏡對于膀胱癌的診斷和術(shù)后隨訪都是一種有創(chuàng)檢查方法，而這種檢查的并發(fā)癥達到4%～6%[1-2]，螺旋CT掃描可以對腫瘤分期進行評價，后處理成像仿真內(nèi)鏡技術(shù)作為一種無創(chuàng)技術(shù)，可清晰顯示膀胱內(nèi)及病變情況。仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量與掃描后重建技術(shù)密切相關(guān)，現(xiàn)就2014年3月—2016年2月，該院進行膀胱螺旋CT掃描28例患者原始數(shù)據(jù)，進行不同重建層厚進行內(nèi)鏡成像，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

膀胱癌患者28例，男性21例，女性7例，年齡42～78歲，平均年齡51.6歲。主要的臨床癥狀表現(xiàn)為無痛性肉眼血尿，隨病程延長出現(xiàn)尿痛、排尿困難等，多數(shù)行超聲檢查發(fā)現(xiàn)異常后，行膀胱螺旋CT增強掃描檢查。

1.2 CT檢查方法

1.2.1 設(shè)備掃描參數(shù) 德國西門子16層螺旋CT（Siemens Sensation 16），常規(guī)取仰臥位，掃描范圍自雙側(cè)髂骨脊至恥骨聯(lián)合下緣，掃描條件為120 kV，80 mAs，準直16 mm×0.625 mm，螺距1.0，層厚5 mm。經(jīng)肘靜脈團注法進行增強掃描，碘海醇注射劑量為100～120 mL，注射速度為2.2～2.8 mL/s。

1.2.2 掃描數(shù)據(jù)獲取和仿真內(nèi)鏡成像 28例患者，仰臥位于檢查床上，行常規(guī)盆腔CT掃描。將掃描檢查圖像數(shù)據(jù)完整傳輸至工作站，使用不同重建間隔（3、2、1.2、0.6 mm）分別進行CT仿真內(nèi)鏡（CT virtual endoscopy， CTVE）成像，數(shù)據(jù)傳送至獨立工作站，運用導(dǎo)航軟件進行觀察，根據(jù)CTVE圖像表現(xiàn)評價其圖像質(zhì)量與重建層厚關(guān)系。

1.2.3 仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量的評價 導(dǎo)航軟件通過基本功能設(shè)定，人為調(diào)整以獲得最佳重建圖像質(zhì)量。評價圖像質(zhì)量使用的參數(shù)為獲得仿真內(nèi)鏡所出現(xiàn)的不同偽影：水平階梯的出現(xiàn)定義為褶皺；通過粘膜表面的凹或溝定義為小凹偽影；大于閾值則形成洞或漂浮物，在粘膜表面形成裂隙偽影。圖像質(zhì)量評分標準分為Ⅲ級：3分（圖像質(zhì)量最佳，膀胱黏膜結(jié)構(gòu)顯示清晰，無明顯變形偽影），2分（圖像質(zhì)量尚可，膀胱黏膜表面結(jié)構(gòu)能觀察，有一定變形偽影），1分（圖像質(zhì)量最差，膀胱黏膜表面結(jié)構(gòu)不能觀察，出現(xiàn)嚴重變形偽影），以此不同評分來評價每一幅重建仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量。

2 結(jié)果

重建間隔的不同，各種不同偽影的出現(xiàn)有不同變化。2 mm、3 mm重建層厚顯示，褶皺、裂隙偽影隨之增加，膀胱黏膜結(jié)構(gòu)顯示欠清晰，粘膜表面腫瘤的顯示準確度降低，圖像質(zhì)量評分為2分。隨著重建層厚的減小，1.2 mm能夠獲得良好的重建內(nèi)鏡圖像和腫瘤顯示準確度，也獲得可良好圖像評分分級，圖像質(zhì)量評分為3分。使用較薄重建層厚（0.6 mm）后，噪聲增加反而出現(xiàn)褶皺偽影，導(dǎo)致膀胱內(nèi)壁黏膜顯示欠佳，圖像質(zhì)量評分為1分。以1.2 mm重建間隔獲得仿真內(nèi)鏡圖像具有最好的腫瘤顯示準確度和評分，而沒有出現(xiàn)一系列如褶皺、小凹、裂隙等偽影。

3 討論

3.1 螺旋CT檢查仿真內(nèi)鏡技術(shù)對膀胱腫瘤診斷意義

膀胱惡性腫瘤多為移行上皮細胞癌，術(shù)前明確分期可以指導(dǎo)臨床治療。膀胱鏡檢查為膀胱癌診斷金標準，可以術(shù)前進行病理診斷，直觀進行病灶形態(tài)、病變數(shù)目大小、生長方式觀察，缺點為有創(chuàng)檢查，對于尿道狹窄、老齡、尿路急性感染患者無法實施。多層螺旋CT掃描技術(shù)的不斷發(fā)展，具有掃描速度快、可進行容積掃描及多方位重建，利用薄層增強掃描技術(shù)結(jié)合后處理，發(fā)現(xiàn)>5 mm腫瘤準確性為95.0%。CTVE在顯示正常膀胱結(jié)構(gòu)時，隨著膀胱充盈程度增加，可以發(fā)現(xiàn)早期黏膜生長的腫瘤，通過不同角度旋轉(zhuǎn)觀察，對于腫瘤表面的潰瘍也能夠顯現(xiàn)清楚。國內(nèi)早期進行了螺旋CT重建技術(shù)，采用不同掃描層厚和重建間隔，對膀胱腫瘤研究，很好應(yīng)用到臨床診斷[3]，薄層容積掃描獲得的數(shù)據(jù)，CTVE成像在多角度進行觀察，可以清楚顯示充盈后膀胱腔內(nèi)情況，評價腫瘤對輸尿管、尿道內(nèi)口受侵情況。特別適用與尿道嚴重狹窄或拒絕膀胱鏡患者，具有無創(chuàng)、簡單、準確率高等特點。

3.2 重建間隔與仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量關(guān)系

仿真內(nèi)鏡技術(shù)主要應(yīng)用于CT結(jié)腸仿真內(nèi)鏡，但膀胱靜脈造影螺旋CT仿真內(nèi)鏡技術(shù)已經(jīng)發(fā)展為一種廣泛接受的用于探測診斷膀胱病變的工具[4]，現(xiàn)以證實的與后處理CT仿真內(nèi)鏡圖像有關(guān)的幾種偽影，如掃描參數(shù)的設(shè)置，膀胱內(nèi)造影劑或是充氣的多少，掃描后重建層厚的選擇等等，還有其它的一些因素也影響著圖像的偽影出現(xiàn)與否。但重建層厚是影響VC重建圖像質(zhì)量的重要因素之一。因此選擇最佳的重建參數(shù)，以便獲得滿足診斷要求仿真內(nèi)鏡圖像。焦磊等[5] 應(yīng)用GE LightSpeed螺旋CT 5例離體豬進行了動物研究（2.5 mm，1.25 mm，0.625 mm，0.312 mm）的重建參數(shù)研究，當(dāng)重建參數(shù)>2.5 mm時，出現(xiàn)嚴重伸長變形偽影，該研究采用2 mm重建參數(shù)增加至3 mm后，褶皺、裂隙偽影隨之增加，膀胱黏膜結(jié)構(gòu)顯示欠清晰，粘膜表面腫瘤的顯示準確度降低。其次，離體豬標本掃描后采用1.25 mm 及0.625 mm的 CTVE 重建圖像質(zhì)量基本相等。與文中以1.2 mm重建間隔獲得仿真內(nèi)鏡圖像一致，具有最好的腫瘤顯示準確度和評分，而沒有出現(xiàn)一系列如褶皺、小凹、裂隙等偽影。

使用較薄重建層厚（0.6 mm）后，噪聲增加反而出現(xiàn)褶皺偽影，并且增加了重建工作量和重建時間。因此，該研究認為最佳的圖像質(zhì)量和病變探測敏感性為1.0 mm層厚，其掃描層厚為1.0～5.0 mm，薄層1.25 mm重建層厚可以最大程度獲得最佳VE圖像。對于仿真內(nèi)鏡，膀胱也是一中合適的檢查器官。膀胱仿真內(nèi)鏡技術(shù)隨著螺旋CT探測器的新材料應(yīng)用，掃描時間的縮短，重建軟件升級，帶來的診斷信息越來越豐富[6]。該文采用16層螺旋CT掃描，比較了5、2.5、1.2、0.6 mm重建層厚與CT仿真內(nèi)鏡圖像質(zhì)量的影響關(guān)系，以1.2 mm層厚獲得的VE圖像，得到了較高的影像評分。使用更薄0.6 mm重建層厚增加了噪聲，使小凹偽影出現(xiàn)，并且腫瘤的邊界顯示不清晰。圖像空間分辨率并沒有進一步增強，反而信噪比降低，可能還存在其空間分辨率信噪比的影響[7]。這一發(fā)現(xiàn)并沒有在以前的仿真內(nèi)鏡文獻中廣泛地報道過，而是在結(jié)腸仿真內(nèi)鏡中，圖像質(zhì)量與重建層厚引起的偽影關(guān)系做過重要研究探討。排尿后膀胱充氣后的補充CT檢查，獲得了較好的仿真內(nèi)鏡圖像，有利于上下壁腫瘤的顯示，減少漏診病變[8]。

綜上所述，對于膀胱癌的仿真內(nèi)鏡圖像，螺旋CT掃描后，以1.2 mm重建間隔可獲得最佳的內(nèi)鏡圖像，清晰顯示膀胱腫瘤。隨著重建間隔增加，相反由于噪聲增加，圖像出現(xiàn)明顯偽影，不利于診斷。

[參考文獻]

[1] 張志凌，周芳堅.膀胱癌的診斷和治療進展[J].臨床外科雜志， 2015， 23（2）：91-93.

[2] 李海元， 花晨朝. 新型內(nèi)鏡成像技術(shù)在膀胱癌診斷中的應(yīng)用進展[J]. 腫瘤防治研究， 2016， 43（5）：418-421.

[3] 胡凌， 裴宇文， 陳耀華. 多層螺旋CT 圖像后處理技術(shù)對膀胱病變的診斷價值[J]. 實用癌癥雜志， 2011， 26（3）：309-310.

[4] 楊旭峰， 嚴超貴， 馮玉林. 靜脈膀胱造影64排螺旋CT掃描及仿真內(nèi)鏡成像技術(shù)探討[J]. 影像診斷與介入放射學(xué)，2014， 5（12）： 417-420.

[5] 焦磊，周碧，申玉蘭.多排螺旋CT仿真內(nèi)鏡掃描及成像參數(shù)的實驗室研究[J]. 實用臨床醫(yī)藥雜志， 2016，20（11）：141-143.

[6] Shen YL， Kang HK， Jiong YY，et al. The diagnostic accuracy of multidetector computed tomography with multiplanar reformatted imaging and virtual cystoscopy in the early detection and evaluation of bladder carcinoma： comparison with conventional cystoscopy[J].Abdominal Imaging，2013（215）：612-615.

[7] 李建生，李康印，陳虎義，等.多排螺旋CT仿真內(nèi)鏡掃描及成像參數(shù)的實驗室研究[J].實用臨床醫(yī)藥雜志，2016，20（11）：141-143.

[8] Slalondrelle E， Sohaib SA， Castellano IA， et al. Investigating the relationship between virtual cystoscopy image quality and CT slice thickness[J].The British Journal of Radiology， 2012， 85：1112-1117.

（收稿日期：2017-06-11）