Revolution CT虛擬平掃在直腸癌診斷中的應用價值研究*

劉 文，張禮榮，石 卉

(江蘇大學附屬醫院影像科，江蘇 鎮江 212001)

Revolution CT可以分離出非碘即水的基物質圖像，虛擬平掃是指基于能譜掃描的水基圖像。Revolution CT掃描為腹部成像提供了廣泛的潛在應用價值，包括減少輻射劑量，改善疾病的診斷性能及圖像質量優化等。本研究旨在比較直腸癌患者Revolution CT增強雙期的虛擬平掃與常規能譜平掃的圖像質量之間差異，以及對直腸癌的診斷價值，討論Revolution CT虛擬平掃能否代替常規能譜平掃，減少輻射劑量的同時也能較好地診斷疾病。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2017年10月至2018年7月在本院行手術治療的70例直腸癌患者，均于術前進行常規能譜CT平掃及Revolution CT雙期增強虛擬平掃。70例患者年齡(64±11)歲，男41例(58.6%)，女29例(41.4%)，體重(65.33±10.25)kg，體重指數(23.60±2.37)kg/m2，高血壓19例(27.1%)，糖尿病8例(11.4%)，抽煙史12例(17.1%)，便血70例(100.0%)，大便隱血陽性70例(100.0%)，大便次數改變20例(28.6%)，大便性狀改變24例(34.3%)，體重減輕8例(11.4%)，腹部不適5例(7.1%)。

1.2方法

1.2.1成像方法及數據處理 采用256排CT掃描儀(Revolution CT,GE healthcare,Waukesha,WI美國)行常規能譜平掃和雙期增強虛擬掃描，注射器為高頻高壓注射器。能譜平掃掃描參數：管電壓為120 kVp，管電流為自動mAs。增強虛擬掃描參數：管電壓為140 kVp與80 kVp之間瞬時切換，管電流設定為自動管電流，最大參考管電流為600 mA。球管轉速為0.5 r/s。螺距設置為1.984∶1。掃描視野(DFOV)為25 cm。后處理工作站為GE ADW4.6，采用50%前置迭代重建(ASiR-V)算法。利用工作站上的GSI viewer軟件自動進行碘水物質分離，即分離得到雙期增強虛擬平掃圖像。

1.2.2圖像分析

1.2.2.1圖像質量主觀及客觀評分 主觀評分由2位診斷經驗分別為10年(評分者1)及20年(評分者2)的放射科醫生對常規能譜平掃及增強虛擬平掃進行圖像質量的主觀評分，通常使用5分制[1],具體如表1。

1.2.2.2圖像質量客觀評價 勾畫感興趣區域(ROI)時選擇直腸癌病灶的最大層面ROI1，ROI選擇時盡量避開腫瘤囊變壞死及鈣化血管等區域；并勾畫與直腸癌層面一致的鄰近正常直腸壁ROI2。ROI1、ROI2均測量3次，求取平均值。通過計算得到對比噪聲(CNR)的數值。計算公式：CNR=|ROI1-ROI2|/SD2(對于平掃，ROI1為三處病灶的CT值平均值；對于虛擬平掃，ROI1為三處病灶的水濃度平均值；SD2為鄰近正常直腸壁平均值的標準差)。

1.2.3常規平掃與虛擬平掃對直腸癌病灶診斷準確性評估 直腸癌病灶的評估包括對直腸癌腸壁厚度、漿膜面的受累情況、直腸癌周圍淋巴結顯示情況的評價。直腸癌腸壁厚度選擇含病灶區的最大腸壁厚度測量寬度，單位為mm。直腸漿膜面受累情況以最大強度投影(MIP)顯示周圍脂肪密度增高及直腸管壁毛糙作為圖像上判定的標準，以術后病理結果作為“金標準”。直腸癌周圍淋巴結的測量，以常規平掃圖像所顯示的病灶周圍淋巴結短徑值為標準，按照淋巴結短徑大小分為5～9 mm組(可疑組)和大于9 mm組(高度可疑組)。

1.2.4常規平掃與虛擬平掃對直腸癌患者掃描劑量評估 統計計算機自動記錄的患者掃描的CT劑量指數(CTDI)和劑量長度乘積(DLP)，按照公式計算有效劑量(ED)值。計算公式：ED=k×DLP，其中k值約為0.015[1]。

2 結 果

2.1能譜平掃與雙期虛擬平掃圖像質量主觀評分比較 能譜平掃圖像主觀評分為(4.85±0.35)分，與雙期虛擬平掃圖像主觀評分[分別為(4.82±0.38)、(4.81±0.39)分]比較，差異無統計學意義(F=0.24，P>0.05)。且2種對直腸癌平掃圖像的主觀評分均在3分以上，達到了臨床診斷的要求，見表2。

表2 能譜平掃與雙期虛擬平掃主觀評分分布(n)

2.2能譜平掃與雙期虛擬平掃CNR值比較 雙期虛擬平掃CNR值分別為(0.85±0.17)和(0.82±0.15)，均高于能譜平掃的(0.57±0.18)，差異均有統計學差異(F=54.42，P<0.05)。動脈期、門脈期虛擬平掃圖像CNR值比較，差異無統計學意義(t=1.107，P=0.29)。

2.3能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌腸壁厚度及周圍淋巴結大小比較 能譜平掃與雙期虛擬平掃直腸癌病灶的腸壁厚度比較，差異無統計學意義(P>0.05)。能譜平掃與雙期虛擬平掃直腸癌病灶周圍淋巴結大小按可疑組和高度可疑組分組結果比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表3、圖1。

表3 能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌腸壁厚度及周圍淋巴結大小比較

注：A.直腸癌平掃圖像，直腸左旁可見1枚腫大淋巴結影，腸壁最厚處約15.96 mm，淋巴結短徑約12.7 mm；B.動脈期虛擬平掃圖像，腸壁最厚處約15.94 mm，淋巴結短徑約12.7 mm；C.門脈期虛擬平掃圖像，腸壁最厚處約15.95 mm，淋巴結短徑約12.6 mm；D.直腸癌與左側高度可疑淋巴結的能譜曲線圖，能譜曲線顯示高度可疑淋巴結與直腸癌病灶具有同源性。圖1 典型病例CT平掃及能譜曲線圖(36歲女患者)

2.4能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌漿膜面受侵犯程度比較 以術中病理為“金標準”，依據MIP的結果評估，能譜平掃與雙期虛擬平掃病灶漿膜面清晰情況比較，差異無統計學意義(χ2=0.153，P=0.926)，見表4、圖2。

表4 能譜平掃與雙期虛擬平掃診斷直腸癌漿膜面受侵犯程度比較(n=70)

2.5能譜平掃與雙期虛擬平掃輻射相關參數比較 三期掃描(能譜平掃+雙期虛擬平掃)與雙期虛擬平掃的DLP、CTDI及ED值比較，差異均有統計學意義(P<0.05)。見表5。能譜平掃ED值為(7.61±1.68)mSV，與雙期虛擬平掃ED值[動脈期虛擬平掃：(8.30±2.43)mSV，門脈期虛擬平掃：(8.47±2.56)mSV]比較，差異有統計學意義(F=4.138，P=0.019)。雖然雙期虛擬平掃的劑量稍高于能譜平掃，三期掃描省去能譜平掃劑量后，輻射劑量減少約30%。

注：箭頭所指為直腸癌病灶區域。圖A、B、C分別為能譜平掃、動脈期虛擬平掃、門脈期虛擬平掃的圖像。所有圖像顯示直腸癌漿膜面清晰，周圍脂肪間隙密度清晰。圖2 直腸癌患者MIP圖像

表5 能譜平掃與雙期虛擬平掃輻射相關參數比較

3 討 論

隨著CT技術的迅速發展，從最初的全身掃描CT到最近發展形成的將能譜、寬體、快速掃描、低劑量和超清圖像融合的Revolution能譜CT，Revolution能譜CT能夠實現單個球管雙能量成像。Revolution 能譜CT的物質分析是基物質的衰減效應，通過在基物質對組成上通常選擇2種衰減不同的物質——水與碘[2]，增強圖像上碘分離后得到了虛擬平掃圖像，一定程度上為減少輻射劑量提供了可能性。而Revolution CT前置ASiR-V算法，這一重建算法有以下優勢：如降噪、消噪、消偽影、降輻射劑量，還可提高低對比度檢測性，以運算速度快為特點[3]。有研究表明，AsiR-V迭代重建算法百分比隨著百分比的增加，圖像噪聲降低越顯著，過高的迭代百分比會形成蠟狀偽影，影響病灶顯示[4-6]。在保證質量及減小劑量的需求下，本次研究使用了50%權重的ASiR-V百分比。

在本研究中，圖像質量的評價結果表明，能譜平掃及雙期虛擬平掃的主觀評分之間無明顯差異，且評分均高于3分以上，已經達到了臨床診斷的要求。通常來說，CNR值越高圖像質量越高。研究結果表明，雙期虛擬平掃CNR值均高于能譜平掃，說明在對病灶的顯示上，虛擬平掃明顯優于能譜平掃，而雙期虛擬平掃圖像之間的CNR之間比較，差異無統計學意義(P>0.05)。可能原因分析：(1)可能是Revolution CT的前置ASIR-V迭代重建算法提高了圖像的質量[7-9]；(2)可能是由于增強掃描動脈期及靜脈期圖像進行基物質對分離時，碘未被徹底去除，導致獲得的虛擬平掃圖像存在輕度強化表現有關[10-11]，本研究同時發現，動脈期圖像中，水基圖中肝腎、腎實質似見輕度強化，“去碘效果不佳”，可能是在動脈期，對比劑在該臟器中積聚較多，無法完全達到去碘的作用，這與既往研究一致[12]。能譜平掃及雙期虛擬平掃直腸癌腸壁厚度、直腸癌周圍淋巴結評估比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。虛擬平掃對直腸癌周圍浸潤情況診斷的符合率與能譜平掃相近，表明能譜平掃與雙期虛擬平掃之間對直腸癌周圍漿膜層侵犯無明顯差異，提示虛擬平掃在直腸癌TNM分期診斷中具有一定價值。

由于直腸癌患者在整個治療過程中需要重復多次的CT檢查，降低輻射劑量顯得尤為重要[13-15]。本研究表明，在省去能譜平掃后，輻射劑量減少了約30%。虛擬平掃可替代能譜平掃，節省了時間，且可減少掃描劑量。

綜上所述，Revolution CT在直腸癌增強雙期的虛擬平掃中，顯示解剖細節清晰，可以滿足臨床診斷需求，且雙期虛擬平掃的CNR值高于常規能譜平掃；在對直腸癌診斷的準確性上，能譜平掃及雙期虛擬平掃針對直腸癌腸壁厚度、漿膜面的受累情況、直腸癌周圍淋巴結顯示情況評估無差異。因此，在直腸癌診斷時，虛擬平掃有望代替能譜平掃，在直腸癌患者術前進行分期診斷及術后隨訪復查過程中發揮潛在價值，且在減少輻射劑量的同時滿足臨床診斷需求。