寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描用于肝臟三期增強(qiáng)檢查的圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

張方圓，王珊珊，邱曉暉，任永鳳，劉旭東，王超，王胤，涂勝

亳州市人民醫(yī)院 a.影像科；b.超聲科；c.消化內(nèi)科；d.心內(nèi)科，安徽 亳州 236800

引言

增強(qiáng)CT掃描是在普通CT平掃的基礎(chǔ)上，通過注射靜脈造影劑增強(qiáng)局部的對(duì)比度，使局部病變組織圖像更加清晰，有利于提高疾病診斷準(zhǔn)確率的技術(shù)[1-2]。增強(qiáng)CT為三期掃描，電離輻射量較普通CT掃描可多出兩倍，且常需較大劑量的對(duì)比劑，造成部分患者出現(xiàn)短暫的免疫功能下降、造血功能異常等不良反應(yīng)[3]。因此，在增強(qiáng)CT掃描過程中，如何采用最低劑量獲得較為理想的影像學(xué)資料，減少無效掃描、降低患者輻射量是影像技術(shù)人員一直關(guān)注的問題。寶石能譜CT是一種高清低劑量的螺旋CT成像技術(shù)，具有掃描速度快、小病灶和多發(fā)病灶檢出率高、成像清晰和照射劑量低的優(yōu)勢(shì)，極大程度地提高了臨床診斷的精確度和安全性，在臨床中應(yīng)用廣泛[4-6]。本研究前瞻性探討分析寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描用于肝臟三期增強(qiáng)檢查的圖像質(zhì)量，旨在為寶石能譜CT的臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019年1月至2021年1月在我院行寶石能譜CT肝臟三期增強(qiáng)檢查的患者140例，年齡30～73歲，平均（46.17±5.38）歲，男83例、女57例。采用簡單隨機(jī)分組分為4組，每組35例：A1組（60 keV、300 mg/kg）年齡30～70歲，平均（46.17±5.38）歲，男21例、女14例；A2組（60 keV、450 mg/kg）年齡30～72歲，平均（46.25±5.47）歲，男18例、女17例；B1組（70 keV、300 mg/kg）年齡31～73歲，平均（46.59±5.14）歲，男24例、女11例；B2組（70 keV、450 mg/kg）年齡30～73歲，平均（46.33±5.42）歲，男20例、女15例。4組患者年齡、性別等一般資料無顯著差異（P＞0.05）。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡＞18歲；可全程配合完成檢查；患者及家屬了解并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重心、肝、腎等臟器功能不全者；合并免疫性相關(guān)性疾病者；合并心理、精神疾病者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)通過（20190A03）。

1.2 方法

寶石能譜CT掃描[7]：將20G靜脈套管針置入行寶石能譜CT肝臟三期增強(qiáng)檢查患者的肘靜脈，掃描前飲水1000 mL，待膀胱充盈后，使用美國GE寶石能譜CT進(jìn)行動(dòng)脈期、門靜脈期和延遲期腹部增強(qiáng)掃描，由肝頂水平掃描至坐骨結(jié)節(jié)水平。4組均采用相同的寶石能譜CT掃描模式，掃描層厚及層距均設(shè)置為5 mm，噪聲指數(shù)13 HU，視野50 cm×50 cm，矩陣512×512，螺距0.984，重建層厚1.25 mm、層間距0.8 mm。由留置靜脈套管針注射對(duì)比碘海醇[上海司太立制藥有限公司，國藥準(zhǔn)字H20203258，規(guī)格： 100 mL∶3 g（I）]，觀察組（A1、A2組）與對(duì)照組（B1、B2組）注射劑量分別為300 mg/kg和450 mg/kg，注射速率為3.0～3.5 mL/s。動(dòng)脈期掃描的觸發(fā)掃描CT值設(shè)置為100 HU，門靜脈期掃描延遲時(shí)間設(shè)置為30 s。由2名具有10年以上經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立進(jìn)行所有寶石能譜CT肝臟三期增強(qiáng)圖像后處理。

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.3.1 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)

圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)：由工作經(jīng)驗(yàn)5年以上的2位影像科醫(yī)生組成評(píng)分小組進(jìn)行圖像質(zhì)量打分，根據(jù)解剖結(jié)構(gòu)清晰程度，結(jié)合CT影像質(zhì)量要求及圖像細(xì)節(jié)、圖像噪聲等參數(shù)，評(píng)估寶石能譜CT肝臟三期增強(qiáng)圖像質(zhì)量主觀評(píng)分，每例患者取平均值作為圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的結(jié)果。圖像質(zhì)量主觀評(píng)分表標(biāo)準(zhǔn)：① 1分：圖像細(xì)節(jié)完全無法分辨，噪聲很明顯；② 2分：圖像顯示器官組織邊界分辨欠清，噪聲明顯；③ 3分：圖像顯示器官組織邊界細(xì)節(jié)尚清晰，噪聲尚可接受；④ 4分：圖像顯示器官組織邊界比較清晰，無噪聲；⑤ 5分：圖像非常清晰，小的解剖結(jié)構(gòu)邊界清晰可見，無噪聲。以圖像質(zhì)量主觀評(píng)分4分以上為符合診斷要求[8]。

1.3.2 圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)結(jié)合圖像空間分辨率降低、對(duì)比度降低和圖像偽影等CT圖像質(zhì)量失真，以可具體反映不同組織影像差異性的圖像信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）對(duì)4組圖像質(zhì)量進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)[9]。采用GSI Viewer軟件，選取60 keV、70 keV單能量圖像的感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI），區(qū)域范圍為65～85 mm2，分別在寶石能譜CT肝臟三期圖像上測量患者腹主動(dòng)脈腹腔干、門靜脈主干、腹腔動(dòng)脈干及腸系膜上動(dòng)脈和肝臟占位病變CT值（CT值占位病變）、正常肝實(shí)質(zhì)CT值（CT值肝實(shí)質(zhì)）。測量CT值血管時(shí)，應(yīng)避開血管鈣化碘或狹窄區(qū)域，ROI盡量選取血管近端；測量CT值臟器或CT值肌肉時(shí)，ROI盡量選擇密度比較均勻的區(qū)域。同時(shí)測量CT值同層肌肉，以標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation，SD）作為背景噪聲值。計(jì)算ROI CT值（CT值ROI）的均數(shù)和SD，SNR=（CT值ROI-CT值肌肉）/SD肌肉或SNR=（CT值占位病變-CT值肝實(shí)質(zhì)）/SD肝實(shí)質(zhì)。

1.4 有效輻射劑量

記錄4組劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP），并據(jù)此計(jì)算有效射線劑量（Effective Dose，ED），ED=K×DLP（K=0.015）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，滿足正態(tài)分布且方差齊的計(jì)量資料（4組被試圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、ROI圖像質(zhì)量SNR及增強(qiáng)掃描的DLP和ED）采用±s表示，采用單因素方差分析比較多組間差異，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 4組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較

本研究中，4組被試圖像均可清晰顯示血管及臟器組織，均達(dá)到診斷要求。4組在動(dòng)脈期、門靜脈期和延遲期的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分無顯著差異（P＞0.05），見圖1和表1。

表1 4組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較（±s，分）

表1 4組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較（±s，分）

組別 例數(shù) 動(dòng)脈期 門靜脈期 延遲期A1組 35 4.23±0.28 4.46±0.17 4.21±0.19 A2組 35 4.27±0.23 4.49±0.31 4.27±0.23 B1組 35 4.35±0.25 4.55±0.21 4.30±0.26 B2組 35 4.29±0.26 4.51±0.32 4.32±0.33 F值 1.334 0.722 1.068 P值 0.266 0.541 0.365

圖1 4組肝臟三期增強(qiáng)CT圖像比較

2.2 4組圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

4組動(dòng)脈期和門靜脈期的腹主動(dòng)脈腹腔干、腹腔動(dòng)脈干、腸系膜上動(dòng)脈門靜脈主干的圖像SNR及肝占位病變的圖像SNR差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；其中，A2組所得圖像在動(dòng)脈期和門靜脈期的SNR均明顯高于其他組（P＜0.05），見表2。

表2 4組圖像SNR比較（n=35，±s）

表2 4組圖像SNR比較（n=35，±s）

注：與A1組比，aP＜0.05；與B1組比，bP＜0.05。與B2組比，cP＜0.05。

動(dòng)脈期組別門靜脈期腹主動(dòng)脈腹腔干腹腔動(dòng)脈干腸系膜上動(dòng)脈門靜脈主干肝占位病變腹主動(dòng)脈腹腔干腹腔動(dòng)脈干腸系膜上動(dòng)脈門靜脈主干肝占位病變A1組27.64±6.19 16.06±3.28 18.24±6.62 13.89±3.15 4.73±0.94 14.35±3.37 8.75±1.59 9.76±1.45 7.62±1.02 4.15±0.72 A2組33.15±7.03abc 20.34±5.68abc 23.82±6.93abc 17.93±2.49abc 5.69±1.26abc 17.72±4.41abc 10.23±1.54abc 11.04±1.39abc 8.99±1.45abc 5.20±0.98abc B1組4.79±0.85 B2組30.17±8.74 19.16±5.32 21.05±6.17 16.49±2.86 5.02±1.13 16.95±4.72 9.69±3.87 10.27±1.52 8.15±2.07 4.92±0.86 F值 4.452 5.413 3.800 4.789 4.279 4.862 3.868 4.217 4.751 9.396 P值 0.005 0.002 0.011 0.003 0.006 0.003 0.010 0.006 0.004 ＜0.001 31.95±6.12 18.93±3.47 22.01±6.52 15.34±3.08 5.27±1.29 15.97±3.21 9.75±3.27 10.96±3.31 8.20±1.36

2.3 4組增強(qiáng)掃描的DLP和ED比較

4組肝臟增強(qiáng)掃描的DLP及ED差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），其中A1組DLP及ED低于其他組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表3。

表3 4組增強(qiáng)掃描的DLP和ED比較（±s）

表3 4組增強(qiáng)掃描的DLP和ED比較（±s）

注：與A1組比，aP＜0.05。

組別 例數(shù) DLP/（mGy·cm） ED/mSv動(dòng)脈期 門靜脈期 動(dòng)脈期 門靜脈期A1組 35 483.24±61.58 6.74±0.13 A2組 35 501.05±481.95±63.04 6.77±0.08 63.19a492.53±66.19a7.56±0.13a7.49±0.46a B1組 35 779.56±84.73a705.54±79.05a10.91±1.14a10.19±1.09a B2組 35 795.49±87.65a764.18±80.54a11.84±1.25a12.59±1.24a F值 158.651 139.599 298.700 338.632 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

3 討論

增強(qiáng)CT掃描具有病灶檢出率高、病灶定性能力好、對(duì)血管和非血管性病變的診斷和鑒別能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，在肝臟、膽、胃腸道等腹部疾病的臨床檢查中應(yīng)用廣泛[10]。以往在腹部CT掃描過程中常需較大的水溶性碘造影劑劑量才能達(dá)到較為理想的圖像質(zhì)量，但較大的造影劑劑量會(huì)使患者出現(xiàn)不良反應(yīng)，如胃腸反應(yīng)、嘔吐、蕁麻疹、休克甚至死亡等[11-13]。因此，如何在CT增強(qiáng)掃描檢查中，使用最小劑量的碘造影劑獲得最為理想的圖像資料，是影像科醫(yī)師關(guān)注的難題。本研究將寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描用于肝臟三期增強(qiáng)檢查，并對(duì)其檢查的影像圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本研究中，4組圖像可清晰顯示血管及臟器組織，均達(dá)到診斷要求。4組主觀圖像質(zhì)量的動(dòng)脈期和門靜脈期、延遲期的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描方案和寶石能譜CT聯(lián)合高劑量掃描方案在主觀圖像質(zhì)量動(dòng)脈期和門靜脈期以及延遲期無顯著差異。在CT增強(qiáng)掃描過程中，選擇合適的能量水平可顯著提高單能量圖像質(zhì)量，準(zhǔn)確顯示肝臟血管及占位性病變，對(duì)提高臨床診斷具有重要的意義[14]。本研究中，A2組客觀圖像質(zhì)量動(dòng)脈期和門靜脈期的腹主動(dòng)脈腹腔干、腹腔動(dòng)脈干、腸系膜上動(dòng)脈門靜脈主干及占位病變的SNR明顯高于其他組，提示最佳SNR單能量圖像并非最高單能量圖像，在肝臟三期增強(qiáng)掃描中，選擇450 mg/kg的低劑量造影劑及60 keV單能量重建，SNR最高，可獲得最優(yōu)質(zhì)的ROI圖像，為影像診斷提供了可靠的圖像依據(jù)。能譜CT可將X線分成X線的能譜，完成傳統(tǒng)CT無法完成的內(nèi)容，如發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)CT無法辨認(rèn)的病灶并鑒別其良惡性及定量跟蹤該病灶的治療效果等[15-16]。既往研究顯示，在行寶石能譜肝臟增強(qiáng)CT掃描時(shí)，選用400 mg/kg以下的大劑量即可在ROI獲得較為清晰滿意的掃描圖像[17-19]，本研究結(jié)果與其基本一致，證實(shí)了寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描可在降低水溶性碘造影劑用量的同時(shí)，有效提高動(dòng)脈期和靜脈期圖像的信噪比，獲得更好的圖像質(zhì)量。4組肝臟增強(qiáng)掃描的DLP及ED差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中A1組DLP及ED明顯低于其他組，說明采用寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描可顯著降低患者行肝臟三期增強(qiáng)掃描所受的輻射劑量，安全性高。分析原因?yàn)槟茏VCT可利用物質(zhì)對(duì)不同X線能量的吸收率不同，有效識(shí)別能量差異，辨別物質(zhì)成分，增強(qiáng)組織對(duì)比度，以獲取更多的影像信息，提高CT掃描的圖像質(zhì)量。雖然低能量高劑量的SNR最高，但低能量低劑量具有最高的圖像主觀評(píng)分和最低的DLP和ED值，且SNR尚可，因此相對(duì)而言具有更好的臨床應(yīng)用價(jià)值。寶石能譜CT較傳統(tǒng)的CT掃描可顯著降低造影劑的劑量，是目前世界上照射劑量最低的CT，最大程度地保護(hù)了患者的健康。結(jié)合本研究結(jié)果，說明寶石能譜CT聯(lián)合低劑量用于肝臟三期增強(qiáng)掃描，能確保影像質(zhì)量，滿足臨床診斷的需要，同時(shí)可有效降低患者輻射劑量，具有較好的臨床應(yīng)用價(jià)值。

綜上所述，寶石能譜CT聯(lián)合低劑量掃描在60 keV單能量重建，可有效提高肝臟三期增強(qiáng)掃描的圖像質(zhì)量，能滿足影像診斷的要求，并有效減少造影劑劑量，安全性高。