Revolution CT能譜掃描聯(lián)合自適應(yīng)迭代重建前置迭代算法與常規(guī)能譜在惡性孤立性肺結(jié)節(jié)診斷中的效果比較

肖慧娟，劉誼和，侯平，梁盼，張永高，周志剛，岳松偉，高劍波

(1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，河南 鄭州 450052；2.鄭州市第七人民醫(yī)院 急診科，河南 鄭州 450016)

近年來，低劑量CT廣泛應(yīng)用于體檢，致使越來越多的肺結(jié)節(jié)被檢出，應(yīng)用CT區(qū)分肺結(jié)節(jié)的性質(zhì)至關(guān)重要，能譜CT對于肺結(jié)節(jié)鑒別診斷方面的報道已有一些[1]，但均為第一代能譜CT相關(guān)報道，第一代能譜CT重建速度慢，輻射劑量相對較高。基于多模型的自適應(yīng)迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction V，ASIR-V)是一種新的迭代重建技術(shù)，前置ASIR-V重建較常規(guī)ASIR重建可有效降低輻射劑量[2-3]。新一代能譜掃描技術(shù)聯(lián)合新的迭代技術(shù)使得更低劑量能譜掃描成為可能。本研究采用GE Revolution 256排能譜掃描技術(shù)聯(lián)合前置ASIR-V迭代算法對肺結(jié)節(jié)病例掃描，與常規(guī)能譜CT掃描模式對比，評估對結(jié)節(jié)能譜定量指標(biāo)影響及總輻射劑量降低情況，對低劑量能譜CT在肺結(jié)節(jié)分析中的可行性進行探討。

1 對象與方法

1.1 研究對象鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院2019年12月至2022年3月病理證實的100例惡性孤立性肺結(jié)節(jié)患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)結(jié)節(jié)為實性可測量病灶(結(jié)節(jié)大小1～3 cm)；(2)未經(jīng)治療的惡性孤立性肺結(jié)節(jié)；(3)無對比劑過敏；(4)檢查資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患者未閉氣或運動圖像質(zhì)量不佳；(2)檢查前經(jīng)過臨床抗腫瘤治療；(3)肝、腎功能重度損傷。所有病例均接受常規(guī)平掃及雙期能譜掃描。常規(guī)能譜掃描及低劑量能譜掃描各50例。常規(guī)能譜組男36例，女14例，年齡(55.42±13.11)歲；低劑量能譜組男33例，女17例，年齡(56.36±10.67)歲。所有病例均由CT引導(dǎo)下穿刺活檢或手術(shù)病理證實。常規(guī)能譜掃描組腺癌29例，鱗癌17例，小細(xì)胞癌3例，黏液表皮樣癌1例；低劑量能譜掃描組腺癌30例，鱗癌15例，小細(xì)胞癌4例，類癌1例，轉(zhuǎn)移1例。本研究得到了醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法用GE256排Revolution CT先行胸部平掃，再選用胸部寶石能譜成像(Chest+ Gemstone spectral imaging CHEST+GSI序列)于注射后30、60 s行能譜雙期增強檢查。受檢者仰臥位，充分吸氣閉氣狀態(tài)下自肺尖掃至肺底膈面。增強時經(jīng)肘靜脈高壓注射非離子型對比劑碘克沙醇(含碘270 g·L-1)80～100 mL，用量1.5 mg·kg-1，流率3.5 mL·s-1。常規(guī)能譜CT及低劑量能譜掃描模式具體參數(shù)見表1。

表1 兩代能譜CT掃描相關(guān)參數(shù)比較

1.3 圖像分析及相關(guān)指標(biāo)測量

1.3.1客觀評價標(biāo)準(zhǔn) 所有圖像均由AW4.7工作站(GE HealthCare，USA)及GSI Volume Viewer軟件處理重建，分析者可在基礎(chǔ)窗寬窗位(縱隔窗350 HU，40 HU，肺窗1 500 HU，-700 HU)上根據(jù)圖像顯示情況調(diào)節(jié)。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)圈畫盡可能大的包含病灶[4]。多次測量結(jié)節(jié)及同層面兩側(cè)豎脊肌CT值并計算其均值及其標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation，SD)。計算信噪比(signal noise ratio，SNR)及對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)。

1.3.2輻射劑量 所有檢查完成后記錄檢查者劑量容積指數(shù)(CT dose volume index，CTDIvol)及掃描長度，并計算劑量長度乘積(dose length product，DLP)及有效劑量(effective dose，ED)。ED為DLP與k的乘積，轉(zhuǎn)換系數(shù)k可參考最新歐盟委員會CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南[5]，胸部掃描為0.014 Sv·Gy-1·cm-1。

1.3.3主觀評價標(biāo)準(zhǔn) 在不被告知掃描條件情況下由2位分別由6 a和8 a工作經(jīng)驗的CT診斷醫(yī)生對肺結(jié)節(jié)顯示情況進行評分并記錄結(jié)果。不影響其他組織結(jié)構(gòu)顯示情況下，結(jié)節(jié)顯示評分如下：確定是偽影卻誤診為結(jié)節(jié)灶得1分；可能是偽影得2分；細(xì)微病變得3分；結(jié)節(jié)顯示很好但周緣清晰度不夠得4分；結(jié)節(jié)顯示好，周緣清晰得5分。

1.3.4能譜定量指標(biāo)測量 所有結(jié)節(jié)均行雙期碘基值、水基值的測定，并計算相應(yīng)能譜曲線的斜率。

2 結(jié)果

2.1 客觀指標(biāo)兩組間靜脈期CT值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，動脈期CT值、雙期SNR及CNR值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表2、圖1A～C、圖2A～C。

表2 結(jié)節(jié)雙期SD值、SNR及CNR比較

2.2 輻射劑量值將結(jié)節(jié)CTDIvol、DLP及ED值進行比較，結(jié)果顯示低劑量能譜CT掃描結(jié)合前置ASIR-V 40%迭代重建下肺結(jié)節(jié)CTDIvol、DLP、ED值均較常規(guī)能譜CT降低，其中有效輻射劑量降低約62%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。見表3、圖1H、圖2H。

表3 兩代CT輻射計量相關(guān)參數(shù)比較

2.3 結(jié)節(jié)顯示主觀評分兩組間主觀評分均可滿足診斷，評分都大于3分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表4。

表4 兩代能譜CT肺結(jié)節(jié)顯示情況主觀評分比較

2.4 對能譜參數(shù)值測量的影響兩組間病理結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；兩代能譜CT肺結(jié)節(jié)相關(guān)能譜參數(shù)值(碘基值、水基值、40 keV下CT值、能譜曲線斜率)差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表5、圖1D～G、圖2D～G。

表5 兩代能譜對肺結(jié)節(jié)能譜參數(shù)值測量比較

病例女，72歲，左上肺中高分化腺癌；A～C為軸位肺窗及雙期增強縱隔窗圖像；D～E為動靜脈期碘基圖(雙期碘基值分別為：13.23×100 mg·L-1、14.5×100 mg·L-1)；F～G為動靜脈期能譜曲線(雙期能譜曲線斜率分別為1.65、1.76)；H為輻射劑量表(DLP為1 110.99 mGy·cm，ED為15.55 mSv)。

病例男，60歲，右上肺高分化腺癌；A～C為軸位肺窗加雙期增強縱隔窗圖像；D～E為動靜脈期碘基圖(雙期碘基值分別為：24.82×100 mg·L-1、17.75×100 mg·L-1)；F～G為動靜脈期能譜曲線(雙期能譜曲線斜率分別為1.57、1.89)；H為輻射劑量表(DLP為716.75 mGy·cm，ED為10.03 mSv)。

3 討論

肺結(jié)節(jié)常為肺癌最常見的CT征象，多種掃描及重建技術(shù)均致力于肺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別[6-7]。運用能譜成像相關(guān)參數(shù)鑒別肺結(jié)節(jié)良惡性多有報道[8-11]，但均集中在第一代能譜CT的應(yīng)用方面。有報道指出，有效輻射劑量每增加1 mSv，人均癌癥致死終生值可增加5%[12]，故輻射劑量一直是大家關(guān)注的問題。GE Revolution 256排CT為業(yè)界最先進的機型之一，在探測器、DAS系統(tǒng)及球管方面均更新?lián)Q代，并融合了更為先進的基于模型的ASIR-V，使更低劑量肺結(jié)節(jié)能譜掃描成為可能。

近來，有研究指出ASIR-V能較好地降低掃描部位輻射劑量[13-14]。理論上來講，隨著ASIR-V權(quán)重值的增高，降噪能力應(yīng)該也越好。但實際運用中發(fā)現(xiàn)如果ASIR-V權(quán)重值過高，如80%權(quán)重，圖像對比度反而降低，影響圖像質(zhì)量，不符合診斷要求。故實際運用中要平衡好圖像質(zhì)量及輻射劑量間的關(guān)系。40%的ASIR-V指60% FBP結(jié)合40% ASIR-V重建圖像，已有研究指出40% ASIR-V權(quán)重值是較好的權(quán)重組合[3]。本研究平掃及雙期增強均聯(lián)合了ASIR-V，并采用了低劑量掃描模式，增強時能譜掃描較常規(guī)能譜掃描降管電流由600 mA降到145 mA，前置40% ASIR-V權(quán)重的加入有效地降低了由管電流降低所導(dǎo)致的噪聲的增加，從而保證了圖像質(zhì)量。結(jié)節(jié)分析客觀指標(biāo)比較顯示靜脈期CT值組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義，而動脈期CT值、雙期SNR、CNR值組間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。低劑量能譜CT靜脈期CT值小于常規(guī)能譜掃描，可能是因為動脈期對比劑濃集，密度較高，而靜脈期結(jié)節(jié)整體強化下降，對比劑所致偽影降低，聯(lián)合40% ASIR-V重建導(dǎo)致CT值降低。余客觀評價指標(biāo)組間無統(tǒng)計學(xué)意義，低劑量能譜CT雖然降低了管電流，但40% ASIR-V的聯(lián)合有效降低了圖像噪聲，保證了圖像質(zhì)量，在診斷上并未影響結(jié)節(jié)的顯示。低劑量能譜CT掃描模式肺結(jié)節(jié)CTDIvol、DLP及ED值均較常規(guī)能譜掃描模式降低，且低劑量能譜CT掃描模式下有效輻射劑量降低約62%。肺結(jié)節(jié)主觀評分方面兩組評分均在3分以上，均可清晰顯示肺結(jié)節(jié)整體及細(xì)節(jié)征象，不影響診斷。兩組雙期碘基值、水基值、40 keV下CT值、能譜曲線斜率等能譜參數(shù)值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。綜上可得出，低劑量能譜CT掃描模式較常規(guī)能譜掃描模式在肺結(jié)節(jié)主客觀評分及能譜參數(shù)測量方面差異無統(tǒng)計學(xué)意義，輻射劑量明顯降低，較常規(guī)能譜CT掃描模式優(yōu)勢明顯。

本研究不足之處在于：(1)未比較不同ASIR-V權(quán)重下圖像主客觀評分的差異，是否可以選擇更好的ASIR-V權(quán)重值；(2)病例相對較少；(3)本組病例的選取均為惡性肺結(jié)節(jié)，未對良性肺結(jié)節(jié)能譜參數(shù)定量指標(biāo)差異性進行比較。下一步可增加病例數(shù)使整項研究更為完善。總之，Revolution CT低劑量能譜掃描聯(lián)合ASIR-V前置迭代算法保證了更低劑量下肺結(jié)節(jié)的顯示，為腫瘤性病變的鑒別提供了更好的技術(shù)支持。