能譜CT虛擬平掃評估肺純磨玻璃結節的可行性研究

武衛杰，岳松偉，王會霞，呂東博，高劍波

純 磨 玻 璃 結 節（pure ground－glass nodule，pGGN）是一種有著特殊影像表現的肺結節，在縱隔窗上不顯影，在肺窗上表現為局灶性密度增高影，且不掩蓋其內走行的血管及支氣管影。pGGN病變可由多種原因引起，既可以是良性病變，如炎癥、局限性纖維化，也可以是腫瘤性病變，如原位腺癌（adenocarcinoma in situ，AIS）、微浸潤性腺癌（minimally invasive adenocarcinoma，MIA）及浸潤性腺癌（invasive adenocarcinoma，IAC）［1－2］。準確鑒別肺pGGN的良惡性及惡性pGGN的病理亞型對于提升臨床處理水平、改善患者預后有很大意義［3－5］。然而pGGN大多體積小、密度低，各種形態學特征尚不典型，常規CT檢查能夠提供的診斷信息有限。近年來，能譜CT作為一種功能學成像技術，以其獨特的多參數成像優勢已經用于多種疾病的鑒別診斷及療效評估方面［6－7］，有研究發現能譜CT增強檢查在磨玻璃密度肺腺癌的診斷及鑒別診斷方面具有一定的應用價值［8－9］，但同時也增加了患者輻射劑量。Revolution CT新推出的虛擬平掃技術（virtual un－enhanced images，VUE）能夠在主機上基于原始單能量數據通過多物質分解技術并聯合ASIR－V迭代算法重建獲得虛擬平掃圖像。本研究旨在探討新的VUE技術重建虛擬平掃圖像代替常規平掃（true unenhanced images，TUE）評估肺pGGN的可行性。

材料與方法

1．研究對象

前瞻性搜集2018年2月－2019年5月因GGN病史來本院行胸部平掃聯合增強檢查的患者，排除標準：①肺內多發GGN或者為mGGN；②有碘相關過敏史、嚴重肝腎功能不全。最終45例患者納入了研究，男20例，女25例，年齡23～72歲，平均（45．3±8．6）歲，體質量指數（body mass index，BMI）平均（23．25±4．83）kg／m2。其中良性病變16例（炎性病變7例，結核9例），惡性病變29例（AIS 5例，MIA 8例，IAC 16例）。病灶橫軸面最大徑5～30mm。所有患者掃描前均簽署知情同意書，并經倫理委員會審核批準。

2．掃描方法及圖像重建

所有患者均采用GE Revolution CT常規掃描模式行胸部平掃，采用GSI Assist掃描模式行胸部能譜增強掃描。常規胸部平掃參數：管電壓120kVp，自動管電流技術（100～600mAs）；能譜增強掃描參數：80kVp與140kVp瞬時切換，智能匹配管電流水平技術（200～500mAs），噪聲指數均為13，探測器寬度80mm，旋轉速度0．5s，掃描層厚和層間距5mm，螺距0．992∶1。掃描范圍自胸廓入口處至肺底層面。對比劑濃度350mg I／mL，用量為400mg I／kg，注射時間均為25s，注射流率根據對比劑用量設定［10］。注射對比劑后25s、50s分別行動脈期、靜脈期能譜增強掃描。

掃描結束采用40%ASIR－V迭代技術重建獲得常規平掃圖像（TUE）及雙期能譜增強圖像。在主機上基于能譜原始數據，采用VUE技術聯合40%ASIR－V迭代水平重建雙期虛擬平掃圖像：動脈期VUE（APVUE）、靜脈期VUE（VP－VUE）。所有圖像重建層厚及層間距均為1．25mm。

3．數據及圖像分析

①圖像質量客觀評價指標：將常規平掃圖像、動靜脈期虛擬平掃圖像及動靜脈期增強圖像導入GE HealthCare ADW4．7工作站進行分析及測量。所有興趣區（ROI）均測量3次并取平均值，采用compare功能保證ROI形狀、大小及位置一致。

將ROI置于肺動脈分叉上下層面分別測量常規平掃圖像、動靜脈期虛擬平掃圖像肺動脈主干、胸主動脈、豎脊肌CT值，置于胸壁脂肪測其CT值、SD值［11］，計算肺動脈及胸主動脈對比噪聲比（CNR），CNR＝（CT1－CT2）／SD，其中CT1為待測組織CT值，CT2為豎脊肌CT值，SD值采用胸壁脂肪SD值。

將興趣區（ROI）置于病灶最大層面分別測量常規平掃圖像、動靜脈期虛擬平掃圖像及動靜脈期增強圖像病灶CT值，ROI的面積大于病灶最大橫截面積的2／3，盡量避開血管、支氣管成分，分別計算病灶動靜脈期相對于常規平掃圖像及動靜脈期虛擬平掃圖像的CT凈增值。

②圖像質量主觀評分：由兩名具有10年以上豐富胸部影像診斷經驗的放射科醫師采用盲法對TUE及雙期VUE圖像單獨閱片，對所有圖像采用5分制進行主觀評分。評分標準如下［10］：5分，圖像解剖細節清晰，無明顯噪聲和偽影；4分，圖像解剖細節較清晰，噪聲稍增多，略有偽影；3分，圖像解剖細節欠清晰，噪聲和偽影較明顯，但大部分解剖結構和細節可以滿足診斷；2分，圖像解剖細節辨識困難，噪聲和偽影很明顯，嚴重影響圖像診斷；1分，圖像解剖細節無法辨識，噪聲和偽影極明顯，無法用于診斷。3分以上者可滿足診斷要求。

③病灶的CT征象顯示情況：分別統計45名患者TUE及雙期VUE圖像中病灶的各CT征象總數（包括邊緣、形狀及內部征象和鄰近情況）。

④輻射劑量：記錄所有患者平掃及增強掃描劑量長度乘積（dose－length product，DLP），利用公式計算有效 輻 射 劑 量（effective dose，ED），ED＝DLP×0．014［12］。

4．統計學方法

采用SPSS 22．0統計分析軟件。符合正態分布的計量資料以表示，非正態分布的計量資料以中位數（上、下四分位數）［M（Q1，Q3）］表示。各客觀評價指標如符合正態分布，采用方差分析進行比較，并采用LSD－t檢驗兩兩比較；如符合偏態分布采用Kruskal－Wallis H法進行比較，并采用Mann－Whitney U法兩兩比較。采用Kruskal－Wallis H法比較圖像主觀評分，并采用Mann－Whitney U法兩兩比較。采用t檢驗比較TUE加上增強掃描總ED值與省去TUE只有增強掃描總ED值的差異。以P＜0．05為差異具有統計學意義。

結 果

1．客觀圖像質量比較

雙期VUE圖像病灶及各部位CT值、肺動脈及胸主動脈CNR值、胸部脂肪SD值與TUE圖像間差異無統計學意義（P均＞0．05，表1，圖1）。病灶動靜脈期相對于雙期VUE圖像的CT凈增值與病灶動靜脈期相對于TUE圖像的CT凈增值差異均無統計學意義（P均＞0．05，表2）。

2．主觀質量評分比較

AP－VUE總體主觀質量評分低于TUE，差異有統計學意義（Z＝4．636，P＜0．01），VP－VUE主觀評分與TUE無明顯差異（Z＝1．259，P＞0．05，表1）。

3．病灶的CT征象顯示情況

雙期VUE圖像病灶的各CT征象顯示情況與TUE圖像無差異（表3，圖1）。

4．輻射劑量比較情況

常規平掃加上雙期增強的總DLP為（867．36±90．87）mGy·cm，ED為（12．14±1．27）mSv，省去常規平掃后雙期增強的總DLP為（627．57±86．57）mGy·cm，ED為（8．78±1．27）mSv，差異有統計學意義（t＝12．816，P＜0．01）；省去常規平掃環節后輻射劑量降低27．68%（表4）。

表1 TUE及雙期VUE圖像分析指標

表2 病灶動靜脈期相對于TUE及雙期VUE圖像CT凈增值 （HU）

圖1 女，47歲，左肺下葉pGGN，病理證實為浸潤性腺癌。a）TUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－607．7HU；b）AP－VUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－611．5HU；c）VP－VUE肺窗圖像，測得病灶平均CT值為－611．2HU；d）TUE縱隔窗圖像，測得肺動脈平均CT值為40．3HU，胸主動脈平均CT值為52．2HU，豎脊肌平均CT值為43．9HU，脂肪平均CT值為－103．8HU，脂肪SD值為12．4；e）AP－VUE縱隔窗圖像，測得肺動脈平均CT值為41．0HU，胸主動脈平均CT值為54．3HU，豎脊肌平均CT值為42．4HU，脂肪平均CT值為－103．5HU，脂肪SD值為12．2，存在上腔靜脈硬化偽影（箭）；f）VP－VUE縱隔窗圖像，測得肺動脈平均CT值為40．7HU，胸主動脈平均CT值為50．4HU，豎脊肌平均CT值為45．4HU，脂肪平均CT值為－102．3HU，脂肪SD值為11．9；g）TUE肺窗放大圖像，病灶邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細小血管影穿行其中；h）AP－VUE肺窗放大圖像，病灶顯示清晰，邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細小血管影穿行其中；i）VP－VUE肺窗放大圖像，病灶顯示清晰，邊緣光滑，形狀呈橢圓形，且可看到細小血管影穿行其中。

表3 病灶TUE及雙期VUE CT征象顯示情況

討 論

隨著越來越多的肺pGGN被外科手術證實為早期肺腺癌［13－15］，這種有著特殊影像表現的肺結節不斷受到國內外學者的廣泛重視。能譜CT成像作為一種新興技術，通過多參數定量分析有望提高純磨玻璃密度肺腺癌的診斷及鑒別診斷，但同時也增加了患者輻射劑量。能譜CT的虛擬平掃功能可以在增強圖像的基礎上得到虛擬平掃圖像，有望使患者免去平掃環節，降低輻射劑量。

本研究對TUE、雙期VUE圖像的各項客觀指標進行分析對比，發現雙期VUE各部位CT值、肺動脈及胸主動脈CNR值及胸部脂肪SD值與TUE間差異無統計學意義，而以往研究［16－19］發現虛擬平掃圖像對圖像噪聲、部分組織CT值均有一定影響，分析原因可能為既往虛擬平掃技術如雙源雙能CT虛擬平掃圖（virtual non－contrast，VNC）、寶 石CT物 質 壓 碘 圖（material suppressed iodine images，MSI）均基于重建后圖像抑碘，在重建過程中易造成抑碘不足、抑碘不準確以及部分數據丟失或未被利用等情況，導致圖像空間分辨力低，組織CT值不準確，圖像質量下降。而Revolution CT最新采用的VUE技術則基于原始能譜數據進行抑碘，從原始數據中提取碘物質并進行抑制，中間消除了圖像重建對原始數據的處理過程，抑碘更加準確，所獲得的組織CT值更加接近TUE圖像，能夠獲得較好的圖像質量。對TUE、雙期VUE圖像的主觀圖像質量進行分析，本研究結果顯示AP－VUE主觀評分低于TUE，VP－VUE主觀評分與TUE間無明顯差異，考慮原因為AP－VUE上腔靜脈碘對比劑殘留較VP－VUE多，局部線束硬化偽影較明顯，圖像質量相對較差，與以往研究［20－21］大致相同。

表4 省去TUE前后的掃描輻射劑量比較

在TUE、雙期VUE圖像上對病灶進行分析，本研究顯示病灶雙期VUE圖像CT值與TUE圖像間無統計學差異，病灶動靜脈期相對于雙期VUE圖像強化值與其相對于TUE圖像強化值相比差異均無統計學意義，說明雙期VUE圖像可以獲得相對可靠的CT值，對病灶的定量指標測量準確度較高，可以滿足臨床診斷要求。對病灶的CT征象顯示情況進行統計分析，本研究發現雙期VUE圖像對病灶各種CT征象檢出率均與TUE圖像具有較好的一致性，而呂燕等［21］研究發現能譜CT虛擬平掃技術在肺結節或腫塊的細微CT征象如毛刺征、衛星征、兔耳征、鈣化灶顯示方面，除病灶內部細小鈣化灶顯示欠佳外，余細微CT征象檢出率為100%，但其研究針對的病灶均為肺內實性病變，而本研究所分析的病灶均為pGGN病變，體積小，密度低，鈣化率極低，所以采用VUE技術可以真實地還原其影像學特征，在形態學分析上有代替TUE的潛能，具有潛在的臨床應用價值。

本研究的局限性：①本研究樣本數量較少，需要進一步擴大樣本量。②本研究分析的病例只局限于pGGN病變，未將mGGN病變納入研究，有待于今后進一步探討。③本研究只評價了VUE圖像，未與以往虛擬平掃技術進行分析比較，需要今后進一步深入研究。

綜上，在肺內pGGN病變中，VUE技術在降低掃描輻射劑量的同時能夠提供病灶以及各部位較準確的CT值，真實地還原病灶的影像學特征，獲得較好的圖像質量，具有代替TUE圖像的潛能。