光譜CT鈣抑制成像技術在鼻竇炎評估中的應用

摘要：目的" "探索雙層探測器光譜CT的鈣抑制（CaSupp）技術在鼻竇炎評估中的有效性和準確性，為鼻竇炎的臨床診斷提供新的工具。方法" 回顧性收集2019年3月～2023年9月就診于解放軍總醫院海南醫院的鼻竇炎患者30例，患者在1周內行鼻竇光譜CT和MRI檢查，30例患者6組鼻竇[上頜竇（左、右）、篩竇（左、右）、蝶竇、額竇]，共納入174個鼻竇。根據患者所行檢查技術，將患者分為鈣抑制組和MRI組；CaSupp組根據其鈣抑制指數分為40、50、60鈣抑制組，并對CaSupp圖像和MRI圖像進行定性診斷和定量分析。基于CaSupp圖像及MRI 圖像對鼻竇炎進行定性診斷，并采用卡方檢驗進行一致性檢驗。基于不同的鈣抑制圖像和MR圖像對同一患者相同部位的鼻竇黏膜厚度進行測量，采用Pearson法及組內相關系數進行可靠性檢驗。結果" CaSupp 圖像顯示陽性鼻竇（有炎癥的鼻竇）151個，陰性鼻竇（無炎癥的鼻竇）23個；MRI 圖像顯示陽性鼻竇155個，陰性鼻竇19個；CaSupp圖像與MRI圖像對鼻竇炎的診斷差異無統計學意義（Pgt;0.05）。CaSupp指數為40、50、60鈣抑制組對鼻黏膜厚度的測量結果與MRI組具有相關性（Plt;0.001）；組內相關系數分析證實其組內相關系數系數分別為0.947、0.847及0.920。結論" 雙層探測器光譜CT 鈣抑制技術對鼻竇炎的定性診斷和定量分析具有較高價值，且CaSupp指數為40時鈣抑制圖像在定量分析上與 MRI 圖像的相關性最高。基于光譜CT的鈣抑制技術為鼻竇炎的臨床診斷及評估提供一種簡單、有效的新方法。

關鍵詞：雙層探測器光譜CT；鈣抑制技術；鈣抑制指數；組內相關系數；鼻竇炎

Evaluating nasosinusitis using calcium?suppressed technique in dual?layer detector computed tomography

JIANG Yujiao1， 2， CHEN Zhiye 1， 2

1School of Medical Imaging， Bengbu Medical University， Bengbu 233030， China; 2Department of Radiology， Hainan Hospital of PLA General Hospital， Sanya 572013， China

Abstract： Objective To explore the effectiveness and accuracy of calcium-suppressed （CaSupp） technique in the evaluation of nasosinusitis based on dual-layer detector computed tomography， which would provide a new tool for the clinical diagnosis of nasosinusitis. Methods Thirty cases of nasosinusitis were retrospectively analyzed， who visited Hainan Hospital of PLA General Hospital from March 2019 to September 2023 and were examined by spectral CT and MRI within one week. The included sinuses of 30 patients [maxillary sinus （left， right）， ethmoid sinus （left， right）， sphenoid sinus， frontal sinus] were 174 sinuses， and 6 sinuses were removed because of its incomplete images. According to the examination technique， these sinuses were classified into CaSupp group and MRI group （n=174）; CaSupp group was divided into CaSupp-I 40， CaSupp-I 50 and CaSupp-I 60 group based on CaSupp index， respectively. CaSupp images and MR images were performed with the qualitative and quantitative analysis. The qualitative diagnosis of the nasosinusitis was made based on CaSupp and MR images， and Chi-squared test was used for consistency test. Based on different calcium suppression images and MR images， the mucosa thickness of the paranasal sinus was measured in the same location of the same patient， and the Pearson method and intraclass correlation coefficient （ICC） were used for reliability evaluation. Results The CaSupp images presented 151 positive sinuses （sinuses with inflammation） and 23 negative sinuses （sinuses without inflammation）; MR images showed 155 positive sinuses and 19 negative sinuses. There was no significant difference between CaSupp images and MR images in the diagnosis of sinusitis （χ2=0.433， Pgt;0.05）. Correlation analysis presented that the CaSupp groups （CaSupp-I 40， 50 and 60） were significantly correlated with the MRI group in the measurement results of mucosal thickness （Plt;0.001）; The analysis of ICC confirmed that ICCs were 0.947， 0.847， and 0.920， respectively. Conclusion CaSupp technique based on the dual-layer detector computed tomography presented high value in the qualitative and quantitative diagnosis of nasosinusitis， and the CaSupp images had the highest correlation with MRI images in quantitative analysis when CaSupp-I was set as 40. CaSupp technique based on the spectral CT provided a new simple and effective tool for the clinical diagnosis and evaluation of nasosinusitis.

Keywords： dual-layer detector computed tomography; calcium-suppressed technique; calcium suppression index; intraclass correlation coefficient; nasosinusitis

鼻竇炎是耳鼻喉科常見疾病，依據病程不同可分為急、慢性兩種，前者主要由上呼吸道感染所引起［1］ ，后者則多因急性鼻炎遷延不愈或鼻腔阻塞性疾病阻礙鼻竇通氣引流而形成［2］ 。患病后多有不同程度鼻塞、流涕、頭面部脹痛及嗅覺減退或喪失等表現，具有患病率高、反復發作及預后差等特點。鼻竇炎患者存在鼻竇腔黏膜腫脹、分泌物增多等癥狀［2， 3］ ，其常表現為黏膜增厚，臨床上通常采用傳統CT及磁共振進行評估，但是常規CT主要用來判斷骨質情況，對于鼻竇腔黏膜情況的顯示較磁共振成像欠佳，而磁共振存在檢查時間長、禁忌較多及費用昂貴等缺點，在一定程度上限制了其應用。光譜CT與傳統CT相比，不僅在獲取常規CT圖像的同時獲取能譜信息，可供回顧性分析使用，還可以通過后處理提供虛擬單能量圖像、有效原子序數、基物質圖像及能譜曲線等多種光譜參數進行定量分析，比如腫瘤分化程度評估［4-7］ 、胃腸道疾病的診斷［8］ 、冠狀動脈鈣化積分評估［9］ 等，提供傳統CT無法提供的非常有用的信息，提高了診斷的準確性［10， 11］ 。

鈣抑制技術（CaSupp）是基于物質分離算法，對含鈣質成分的組織密度進行部分或完全抑制［12-14］ ，使其生成一種接近無鈣時的虛擬CT圖像，從而達到去除高密度鈣質的目的［15， 16］ 。目前此技術已經應用于新發錐體壓縮性骨折診斷、顳下頜關節盤評估、骶髂關節炎診斷、膝關節骨性關節炎診斷以及轉移性肺鈣化鑒別等［13， 17-20］ ，但目前沒有發現將光譜CT及CaSupp應用于鼻竇炎診斷方面的研究。本研究通過雙層探測器光譜CT（DLCT）常規平掃，借助其特有的CaSupp技術將鄰近鼻竇竇壁骨質內高密度的鈣質成分去除，進而突出顯示增厚的黏膜，以達到鼻竇炎診斷的目的，并與常規 MRI 比較，以確定診斷價值最大的鈣抑制指數，為鼻竇炎的的精準診斷及評估提供更佳依據，從而有助于患者采取正確、合理的治療。

1" 資料與方法

1.1" 一般資料

本研究回顧性收集2019年3月～2023年9月就診于解放軍總醫院海南醫院的鼻竇炎患者30例，其中男性25例，女性5例，年齡25～85（51.10±1.16）歲，30例患者6組鼻竇[上頜竇（左、右）、篩竇（左、右）、蝶竇、額竇]分為180個鼻竇，去除6個圖像不全的鼻竇，共納入174個鼻竇。根據患者所行檢查技術，將受試者鼻竇分為CaSupp組及MRI組；通過對所有的能譜CT圖像進行CaSupp-I分別為40、50、60的能譜鈣抑制后處理，將CaSupp組分為CaSupp-I 40、CaSupp-I 50及CaSupp-I 60組。

納入標準：患者以鼻塞、濃涕為主要癥狀，或伴頭部脹痛、嗅覺改變、精神不振、發熱等癥狀，臨床綜合檢查均明確鼻竇炎診斷；所有患者入院后均在1周內同時完成MRI、光譜CT檢查并獲得光譜基圖像數據；MR及CT圖像掃描范圍包括所有鼻竇；受試者完成CT及MRI檢查期間無鼻竇炎治療史。排除標準：臨床資料欠缺完整性者；合并鼻息肉、鼻中隔損傷；鼻腔解剖結構嚴重異常；合并其他嚴重感染；合并惡性腫瘤。本研究獲得中國人民解放軍總醫院海南醫院醫學倫理委員會批準（審批號：S2024-02-01），回顧性研究免除患者知情同意書。

1.2nbsp; CT圖像采集

采用DLCT（IQon Spectral CT，Philips Healthcare）進行水平位掃描，以平行于眶耳線為基準線，掃描范圍從額竇上到上頜骨的牙槽突位置。掃描參數如下：管電壓120 kV，管電流200 mAs，準直器寬度64×0.625 mm，螺距0.359 mm，旋轉時間0.5 s，視野250 mm×250 mm，重建層厚1 mm。

1.3" CaSupp圖像處理

圖像傳輸至飛利浦星云能譜工作站（Intelli Space Portal V12.1），進行離線CaSupp成像數據處理，選擇重建層厚為1 mm的光譜基圖像序列進入Spectral Viewer后處理程序，通過CaSupp算法進行處理，調整CaSupp-I為40、50、60，生成基于CT值的能譜CaSupp圖像。

1.4" MRI掃描

采用3.0 T超導磁共振機（Philips Ingenia CX）。掃描序列及參數：橫軸位T2WI序列參數：TR=4000 ms、TE=122 ms、NEX=1、視野23 cm×23 cm、矩陣384×384、層厚5 mm、層間距0.5 mm。

1.5" 圖像分析

1.5.1" 視覺評估" "醫師A、B采用對CaSupp圖像及MRI圖像進行定性診斷，如有分歧，經協商達成一致。觀察上頜竇（左、右）、篩竇（左、右）、蝶竇、額竇，采取二分法，即無炎癥的鼻竇記為0（陰性鼻竇），有炎癥的鼻竇記為1（陽性鼻竇）。

1.5.2" 定量分析" "由1位具有2年工作年限的技師測量感興趣區（ROI）。測量步驟如下：在經過感興趣區層面時，使CaSupp-I為40、50、60的鈣抑制圖及MRI圖像在同一層面，并調整合適窗寬窗位，測量鼻黏膜厚度（圖1）；每個部位測量3次，取平均值為最終測量值。

1.6" 統計學分析

采用SPSS22.0統計軟件處理數據，計數資料以n（%）表示，組間比較采用χ2檢驗；采用Pearson法及組內相關系數（ICC）法對CaSupp-I分別為40、50、60與MRI組對鼻黏膜厚度測量的相關性分析。以Plt;0.05為差異有統計學意義。

2" "結果

2.1" 鼻竇炎檢出結果

鼻竇炎CT影像通常表現為竇腔黏膜增厚，鼻竇密度增高，呈軟組織密度影；而MRI圖像則呈明顯高信號。CaSupp圖像顯示陽性鼻竇151個，陰性鼻竇23個；磁共振圖像顯示陽性鼻竇155個，陰性鼻竇19個，組間差異無統計學意義（Pgt;0.05，表1）。

2.2" 不同CaSupp指數圖像與MRI圖像對鼻黏膜厚度測量值的相關性

CaSupp-I為40、50、60的鈣抑制組與MRI組間均有相關性（Plt;0.001）。ICC分析提示CaSupp-I為40、50、60鈣抑制組與對照組的ICC系數分別為0.947、0.847及0.920。

3" 討論

DLCT由上、下兩層空間對等的探測器組成，與傳統CT的混合能量成像相比，不僅可以達到“同源、同時、同向、同步”成像，還可以在相同時間和空間接收不同能級X線的衰減數據，同時還降低掃描時間、減少輻射劑量、明顯改善軟組織分辨率及提高圖像質量［11， 21-22］ ，這些優勢使得它在鼻竇炎評估中具有潛在的應用價值。

基于雙層探測器采集的高、低能數據在時間和空間完全匹配的前提下，形成基數據包，同時含有常規CT圖像信息及各種能譜信息，不但克服了基于球管的能譜CT成像系統無法進行回顧性能譜分析的局限性［23］ ，并可直接調用進行多種能譜參數解析［11， 23］ ，如本研究中的CaSupp技術。

能譜CaSupp成像作為一種新的成像技術，基于物質分離算法（含鈣物質和水）虛擬去除周圍骨性結構鈣質成分對X線信號衰減的影響［20］ 。在圖像生成時，系統將水線與鈣線之間的角度分成76個相等分數，其中每個分角代表一個不同的鈣抑制指數［24］ 。臨床上可以根據目標組織含鈣量來選擇合適的鈣抑制指數進行后處理（范圍為25～100），含鈣量少時選擇較低的CaSupp-I，含鈣量多時選擇較高的CaSupp-I，可用于顯示早期骨髓水腫以及骨轉移等。對于CaSupp圖像，關鍵點是CaSupp-I的選擇。有研究表明使用CaSupp-I為70～100的CaSupp圖像能夠可視化和檢測外傷性骨折椎體的骨髓水腫，且具有很高的診斷準確性［14］ 。在本研究中，我們比較了在不同CaSupp-I下重建的CaSupp圖像，從臨床角度來看，將CaSupp-I設置為40、50、60，與傳統CT圖像相比，CaSupp圖像對鼻竇黏膜的視覺評估也很好。在CaSupp圖像上，骨結構被抑制，顯示低密度，而鼻腔內的炎性成分和鼻竇黏膜因缺乏鈣而保持相對高密度，從而有助于提高鼻竇炎診斷的準確性。與CaSupp圖像相比，傳統CT圖像顯示鄰近竇壁骨質結構密度較大，影響對鼻竇炎征象的觀察。基于CaSupp技術的原理，利用 CaSupp圖識別鼻竇炎具備了理論上的可行性，本研究為評估其對鼻竇炎的診斷能力，設計了視覺評估及定量分析兩部分。

視覺評估研究結果表明CaSupp圖像與MRI圖像對鼻竇炎的診斷無統計學意義，由此說明CaSupp技術可以用來臨床定性診斷鼻竇炎。而鼻竇炎分型較多，常見鼻竇炎CT主要表現為鼻竇黏膜增厚，呈稍低或軟組織樣密度影，鄰近竇壁骨質呈高密度影可能會影響對黏膜增厚的評估，經CaSupp算法處理后的圖像，去除了鄰近骨質密度，與常規CT對比，凸顯了鼻腔內炎性成分及鼻黏膜的組織對比度，為臨床上診斷鼻竇炎提供了合理依據。然而，本研究中存在視覺評價不一致情況，主要原因如下：部分鼻竇炎程度較輕、范圍較小，如未調整恰當的窗寬窗位則容易誤診、漏診；CaSupp圖像的軟組織對比度低于MR圖像，這可能影響對鼻竇炎程度較輕的患者圖像的觀察；CaSupp圖上掃描范圍內的鼻腔周圍含氣顱骨密度普遍偏高，與去鈣程度欠徹底有一定關系；CT及MRI掃描間隔時間為1周內，并非同時掃描，對結果的測量有一定影響。在未來研究中，可以嘗試采用圖像增強技術進一步評估，以及同時進行CT及MRI檢查以減小時間間隔所致偏倚。

CaSupp-I過小或過大時，顱骨骨密度均會過低或接近常規CT，則不易診斷，應盡量選取達到最佳視覺效果的CaSupp-I進行診斷。因此考慮到選取不同的CaSupp-I的CaSupp圖像對鼻竇炎患者診斷一定有差異，故在定量分析中對CaSupp-I 40、50、60組與對照組（MRI組）進行鼻黏膜厚度測量。本研究發現使用CaSupp圖像對鼻黏膜厚度的測量結果與磁共振圖像具有顯著相關性的，進一步的組內相關系數分析證實，CaSupp-I為40、50、60鈣抑制組與MRI組間ICC值均大于0.8，根據評價標準可認為都存在顯著相關關系，其中CaSupp-I為40時，ICC值最高為0.947（Plt;0.001），提示CaSupp-I為40時CaSupp圖像在定量分析上與磁共振圖像的相關性最高，即本研究中的最佳鈣抑制指數是40。

因此，能譜CT檢查在臨床的鼻竇炎病變患者的診斷中，不僅可以明確患者病變范圍及觀察周圍骨質變化，并可利用CaSupp技術來提高軟組織分辨率，進而進行診斷及評估，尤其是在不能進行MRI檢查時，CaSupp技術是一個較好的替代方法，為選擇正確的治療方法提供了有利的依據。

本研究的局限性如下：本研究為回顧性研究，患者的MRI和CT檢查不全在同一天完成，鼻竇炎較輕患者可能對研究結果造成一定影響；樣本量偏小，需要更大的樣本量進一步證實；定量評價時僅僅固定了3組CaSupp-I，未能對盡量多的CaSupp-I進行定量分析并對比，以探究較為精確的鈣抑制指數。

綜上所述，DLCT鈣抑制技術無論是定性評價還是定量分析均能可靠地識別鼻竇炎并測量鼻黏膜厚度。本研究中的最佳鈣抑制指數是40，在診斷效能上雖然不能完全替代 MRI，但為臨床提供了一種新的方法。

參考文獻：

［1］" "楊小健， 唐力行， 王蓬鵬， 等. 兒童急性鼻竇炎眶顱并發癥的診斷與治療［J］. 中華耳鼻咽喉頭頸外科雜志， 2023， 58（2）： 133-8.

［2］" "沈" 佼. 288例鼻炎患者入院前用藥調查分析［J］. 中國藥業， 2015， 24（6）： 67-8.

［3］" "曾憲春， 劉" 莉， 韓" 丹， 等. 80kVp掃描聯合基于原始數據的迭代重建技術在兒童副鼻竇CT檢查中的應用［J］. 中國醫學影像技術， 2015， 31（9）： 1406-9.

［4］" "朱永寅， 姚晶晶， 雨托成， 等. 能譜CT成像定量分析在評估肺癌病理類型和分化程度中的應用價值［J］. 臨床肺科雜志， 2022， 27（7）： 1092-6.

［5］" "陳瓊珠， 李" 嫻， 沈一濂， 等. 胃癌能譜CT成像的技術優化及診斷價值［J］. 科技視界， 2022（21）： 74-6.

［6］" "Odisio EG， Truong MT， Duran， et al. Role of dual-energy computed tomography in thoracic oncology［J］. Radiol Clin North Am， 2018， 56（4）： 535-48.

［7］" "梁歡歡， 田" 冰， 喬" 英. 雙層探測器光譜CT對宮頸癌分期的臨床應用價值［J］. 臨床放射學雜志， 2024， 43（1）： 100-4.

［8］" "謝淋旭， 曾涵江， 李崢艷， 等. 光譜CT在胃腸道疾病診斷中的應用現狀［J］. 中國普外基礎與臨床雜志， 2023， 30（11）： 1313-8.

［9］" "楊盼盼， 陸" 璐， 盛" 茂， 等. 雙層探測器光譜CT虛擬平掃評估冠狀動脈鈣化積分的可行性［J］. 安徽醫科大學學報， 2023， 58（4）： 692-7.

［10］" 王" 欣， 陳劉成， 沈龍山， 等. CT能譜成像基本原理及其臨床應用進展［J］. 中國中西醫結合影像學雜志， 2021， 19（2）： 197-200.

［11］ Goo HW， Goo JM. Dual?energy CT： new horizon in medical imaging［J］. Korean J Radiol， 2017， 18（4）： 555-69.

［12］" 鄭" 巖. 雙層探測器光譜CT鈣抑制技術在急慢性胸腰椎壓縮骨折中的診斷價值［D］. 太原： 山西醫科大學， 2021.

［13］" Wu HJ， Zhang GF， Shi L， et al. Axial spondyloarthritis： dual-energy virtual noncalcium CT in the detection of bone marrow edema in the sacroiliac joints［J］. Radiology， 2019， 290（1）： 157-64.

［14］" Neuhaus V， Lennartz S， Abdullayev N， et al. Bone marrow edema in traumatic vertebral compression fractures： diagnostic accuracy of dual-layer detector CT using calcium suppressed images［J］. Eur J Radiol， 2018， 105： 216-20.

［15］ Guercio Monaco E， de Stefano AA， Hernandez-Andara A， et al. Correlation between condylar size on CT and position of the articular disc on MRI of the temporomandibular joint［J］. Cranio， 2022， 40（1）： 64-71.

［16］" Abdullayev N， Gro?e Hokamp N， Lennartz S， et al. Improvements of diagnostic accuracy and visualization of vertebral metastasis using multi-level virtual non?calcium reconstructions from dual-layer spectral detector computed tomography［J］. Eur Radiol， 2019， 29（11）： 5941-9.

［17］ Meng QL， Liu MQ， Deng WW， et al. Calcium-suppressed technique in dual-layer detector computed tomography to evaluate knee articular cartilage［J］. Curr Med Imaging， 2021， 17（3）： 433-8.

［18］" 張曉歡， 樊文萍， 劉夢琦， 等. 基于光譜CT的鈣抑制技術評估顳下頜關節紊亂病患者關節盤位置［J］. 中華口腔醫學雜志， 2020， 55（2）： 93-7.

［19］" Zhang XH， Liu MQ， Wang YY， et al. Evaluating the temporomandibular joint disc using calcium-suppressed technique in dual-layer detector computed tomography［J］. J Int Med Res， 2020， 48（3）： 300060519891332.

［20］" Fehrmann A， Garcia Borrega J， Holz J， et al. Metastatic pulmonary calcification： first report of pulmonary calcium suppression using dual-energy CT［J］. Radiol Case Rep， 2020， 15（7）： 900-3.

［21］" 中華放射學雜志雙層探測器光譜CT臨床應用協作組. 雙層探測器光譜CT臨床應用中國專家共識（第1版）［J］. 中華放射學雜志， 2020， 54（7）： 635-43.

［22］Forghani R， De Man B， Gupta R. Dual?energy computed tomography： physical principles， approaches to scanning， usage， and implementation： part 2［J］. Neuroimaging Clin N Am， 2017， 27（3）： 385-400.

［23］ Rassouli N， Etesami M， Dhanantwari A， et al. Detector-based spectral CT with a novel dual?layer technology： principles and applications［J］. Insights Imaging， 2017， 8（6）： 589-98.

［24］" 陳志曄， 胡" 敏， 王燕一. 能譜CT鈣抑制成像技術在顳下頜關節紊亂病評估中的應用［J］. 中華口腔醫學雜志， 2022， 57（7）： 775-9.

（編輯：林" 萍）