雙源CT小腸造影雙能量虛擬平掃與常規平掃對比研究

賈秀川，陳英敏，暴云鋒，柳溪，王曼，胡聰聰，張建

河北省人民醫院 a. 醫學影像科；b. 消化內科，河北 石家莊 050051

引言

小腸病變的臨床診斷較困難，常規內鏡相對難以達到小腸，小腸鏡病人耐受度較低，膠囊內鏡有嵌頓在腸道的風險；對于傳統的影像學檢查，X線小腸鋇餐造影檢查只能顯示腸管內部黏膜的情況，而且小腸在盆腔容易相互重疊，導致其對小腸病變的診斷效能較低。隨著多層螺旋CT時間和空間分辨率的提高，口服法多層螺旋CT小腸造影（CT Enterography，CTE）已逐漸成為小腸病變評估的一線方法。應用大量的中性對比劑充盈腸道，同時靜脈注入造影劑進行CT增強掃描不僅能夠清晰無重疊顯示小腸管腔及腸壁，而且能夠用于評估周圍的腸系膜及腸周脂肪[1]。如何能夠在有效降低輻射劑量的同時滿足臨床診斷的需要，已經成為備受關注的問題。

雙源CT（Dual-Source Computed Tomography，DSCT）雙能量成像利用兩個以不同管電壓、電流運行的基本相互垂直的X線球管及對應的探測器獲得同層面同時間兩組不同能量的數據圖像，利用后處理算法可以得到去除碘劑后的虛擬平掃（Virtual Non-Contrast，VNC）圖像[2]。雙能量CT虛擬平掃技術已在全身多個部位病變的影像學診斷中得到應用，使得降低掃描輻射劑量成為可能。

1 材料與方法

1.1 基本資料

自2017年2月至2020年2月對42例臨床懷疑小腸病變的患者行雙源CT小腸造影檢查，其中男24例，女18例，年齡14～83歲，平均（51.33±16.12）歲。臨床表現為腹痛24例，腹脹13例，腹瀉10例，便血9例。排除標準：① 呼吸不能配合；② 有碘對比劑過敏史；③ 嚴重心、肺、肝、腎功能不全；④ 完全性腸梗阻患者。所有患者檢查前均簽署知情同意書。本研究已經通過本院倫理委員會的批準。

1.2 檢查方法

檢查前一日患者需低渣飲食，應用緩瀉劑，檢查當日保持空腹，并于檢查前40 min分4次勻速口服約2000 mL 2.5%等滲甘露醇。

使用Siemens Force雙源CT機，掃描范圍自膈頂至恥骨聯合水平，檢查序列包括常規CT平掃，動、靜脈期 增強雙能量CT掃描。平掃參數：開啟實時動態曝光劑量調節（CARE Dose 4D）、 CARE kV；螺距0.6，0.5 s/r，準直寬度192×0.6 mm，重建層厚和間距1 mm。增強掃描需經靜脈注入碘海醇（300 mgI/mL，1.5 mL/kg），流率3 mL/s，然后以相同流率注射50 mL生理鹽水。采用對比劑示蹤法確定動脈期掃描延遲時間，動脈期掃描結束后延遲30 s進行靜脈期掃描。雙能量掃描參數：A、B管球分別為 100 kV、180 mAs和sn150 kV、90 mAs，開啟CARE Dose 4D，0.5 s/r，螺距0.6，FOV直徑 33 cm，重建層厚和間距1 mm。

1.3 雙能量虛擬平掃圖像重建

分別將動、靜脈期的sn150 kV和100 kV圖像數據調入syngo.via（VB10B）工作站，使用雙能量軟件，選擇肝臟VNC程序進行處理。采用軟件系統默認狀態（分辨率4，最大值3071 HU，碘比率2.64）重建得到動、靜脈期的虛擬平掃圖像并保存。

1.4 圖像分析與質量評估

使用西門子syngo.via（VB10B）工作站閱片軟件，調入層厚及間隔均為1 mm的常規平掃和動、靜脈期VNC圖像，測量正常回腸壁及同層面豎脊肌感興趣區（Region of Interest，ROI）的CT值及噪聲，噪聲為所選ROI的標準差。先在常規平掃圖像上劃定ROI，然后利用拷貝、粘貼的方法劃定VNC圖像上的ROI，以確保兩者基本相同。每例患者回腸選取2個ROI，ROI選取在影像學表現正常的回腸并避開腸腔、腸周脂肪。通過計算正常回腸壁CT值與標準差的比值得到信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）；對比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）=（CT值回腸-CT值豎脊肌）/標準差豎脊肌。由兩位高年資影像科醫師分別獨立觀察及比對圖像，觀察順序為先動、靜脈期虛擬平掃，后常規平掃，以常規平掃圖像做標準評估虛擬平掃病變檢出及顯示情況。圖像質量評價采用5級（0～4分）標準[3]：0分為不可診斷；1分為有嚴重偽影，診斷信心低；2分為中度偽影或診斷信心中等；3分為輕度偽影或診斷信心高；4分為沒有偽影，診斷信心高。

1.5 輻射劑量

記錄每位患者 常規平掃和動、靜脈期增強雙能量CT掃描的劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP)，計算有效輻射劑量（Eff ective Dose，ED）。ED=DLP×0.015，0.015為換算因子。

1.6 統計學分析

應用SPSS 17.0軟件進行統計學分析，對常規平掃及動、靜脈期VNC所測ROI的平均CT值、SNR、CNR、圖像質量評分以 及常規平掃和動、靜脈期增強雙能量CT掃描有效輻射劑量行單因素方差分析，差異有統計學意義時，進一步行組間兩兩比較。以P＜0.05為差異有統計學意義。 兩位高年資影像科醫師間圖像質量評分一致性用kappa檢驗評價。

2 結果

常規平掃和 動、靜脈期虛擬平掃正常回腸壁及豎脊肌的CT值、SNR及CNR無統計學顯著差異（P＞0.05)（表1）。

另外，常規平掃和動、靜脈期增強雙能量CT掃描有效輻射劑量分別為（6.23±1.79）、（5.35±1.39）、 （5.33±1.37）mSv，常規CT平掃有效輻射劑量高于動、靜脈期增強雙能量CT掃描（P＜0.05），動靜脈增強掃描之間差異無統計學意義（P＞0.05）。

表1 常規平掃和動、靜脈期虛擬平掃ROI的CT值、SNR、CNR及圖像質量評分

42例患者常規平掃無明顯異常者10例；有病變者32例，包括克羅恩病8例，潰瘍性結腸炎6例，腸結核2例，其他腸管炎性病變9例（含闌尾炎1例），腸管腫瘤5例，腹型紫癜1例，腸系膜區炎性病變1例。兩位影像科醫師在動、靜脈期虛擬平掃圖像中均檢出以上病變，其位置及范圍與常規平掃基本一致（圖1）。常規平掃的圖像質量評分為（3.65±0.43）分，動、靜脈期虛擬平掃評分分別為（3.54±0.46）、（3.42±0.52）分，差異無統計學意義（P＞0.05）（表1，圖2）。兩位觀察者間圖像質量評分一致性較好（kappa=0.79）。

圖1 Crohn病常規平掃與虛擬平掃CT圖像

圖2 正常回腸常規平掃與虛擬平掃CT圖像

3 討論

目前DSCT虛擬平掃技術已經用于全身多個部位病變，包括頭頸部、胸部、腹部等[4-12]。雙源CT雙能量成像或雙層光譜探測器虛擬平掃通過對增強CT圖像的重建可以獲得類似平掃的圖像[13-14]，以此減少平掃所造成的輻射劑量。

本研究應用第三代雙源CT對小腸造影進行了雙能量虛擬平掃與常規平掃的對比研究。小腸病變多見于回腸遠段及回盲部，因此我們對正常回腸壁常規平掃和動、靜脈期虛擬平掃圖像的CT值、SNR、CNR進行了對比研究，結果顯示三者差異無統計學意義。SNR是衡量圖像抗干擾能力的指標，管電壓低、管電流高、層厚厚，則SNR高。部分文獻報道虛擬平掃圖像的SNR高于常規平掃，這是由于虛擬平掃圖像中包含了一部分低電壓圖像信息[2,15]；但本研究中常規平掃應用了CARE kV，在降低輻射劑量的同時提高了圖像質量[16]，使得虛擬平掃與常規平掃SNR、CNR之間無統計學差異。動、靜脈期虛擬平掃正常回腸壁的CT值差別無統計學意義是由于腸道在動靜脈期攝碘差別較小，去碘后無明顯差異所致[17]。有研究表明能譜純化及迭代重建技術的應用能夠在保證圖像質量的同時降低雙能量CT增強掃描有效輻射劑量[18]。虛擬平掃，尤其是靜脈期虛擬平掃的圖像質量評分較常規平掃稍低，圖像稍欠銳利，但其差異無統計學意義，虛擬平掃可以顯示常規平掃所有病變，能夠滿足臨床要求，與鄧麗萍等[19]的研究結果相似，這與第三代DSCT掃描速度更快，圖像后處理方法更加先進，碘去除技術更完善有關。Schindera等[20]研究 發現正常小腸壁于靜脈注入造影劑后50 s或主動脈強化峰值后14 s達到強化峰值。有專家建議CT小腸造影增強成像可在靜脈注入造影劑后50 s進行單一期像的掃描[21]。因此小腸CTE有可能采用單期增強雙能量掃描，同時獲得小腸的增強掃描圖像與虛擬平掃圖像，從而減少常規平掃和動脈期掃描所帶來的電離輻射，降低約2/3的輻射劑量。

總之，雙源CT雙能量小腸造影虛擬平掃成像有可能代替傳統常規平掃，從而降低患者接受的輻射劑量，具有一定的臨床實用價值。