樂劍平,劉東華,梅 堯,文祥明,趙 君

(蕪湖市中醫(yī)院 CT/MR室,安徽 蕪湖 241000)

隨著時代的發(fā)展和人們保健意識的加強，輻射問題變得日益敏感。CT的輻射劑量問題已引起放射學(xué)界高度重視。在保證圖像質(zhì)量、滿足診斷要求的前提下，如何降低輻射劑量成為當(dāng)前研究的熱點、重點之一。雙源炫速CT是在西門子64層CT成熟技術(shù)基礎(chǔ)上新開發(fā)的設(shè)備。與普通多層螺旋CT不同，其裝備2個探測器及球管，進(jìn)行1次掃描就可以獲得高能(140 kV)及低能(100 kV)兩組不同的圖像。隨著雙源CT的普及，雙能量掃描技術(shù)進(jìn)一步得到應(yīng)用。雙能量掃描技術(shù)中的虛擬平掃(virtual non-contrast，VNC)技術(shù)又為放射劑量的控制開辟了一個新領(lǐng)域，該技術(shù)可通過對增強圖像進(jìn)行碘分離而獲得平掃圖像，從而取代普通平掃。作者現(xiàn)應(yīng)用雙源CT對肝臟分別行普通平掃和虛擬平掃，對比分析其在平均CT值、病灶檢出率、信噪比(SNR)、圖像質(zhì)量、輻射劑量方面的差異，探討虛擬平掃技術(shù)在臨床肝臟CT檢查中代替普通平掃的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2013年11月～2014年1月間來蕪湖市中醫(yī)院就診的37例患者，均行上腹部平掃+增強。其中男26例，女11例。年齡36～84歲，平均年齡(61.0±13.5)歲。

1.2 掃描方法 采用西門子炫速進(jìn)行檢查。先行定位掃描，后行普通上腹部平掃，管電壓為120 kV，掃描范圍從橫膈頂至肝臟下緣，層厚5 mm，重建間隔5 mm。平掃完成后，用雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈以3.5 ml/s流率注射碘海醇70 ml，自動監(jiān)測腹主動脈造影劑濃度，當(dāng)CT值至100 Hu時行動脈期雙能量掃描，延遲30 s后行門脈期雙能量掃描。參數(shù)為：A球管電壓100 kV；B球管電壓140 kV。自動重組為層厚0.75 mm，間隔0.75 mm的100 kV、140 kV及混合120 kV 3組數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理 將掃描重組數(shù)據(jù)傳至西門子工作站，用DUAL-Energy后處理軟件將動脈期和門脈期100 kV與140 kV數(shù)據(jù)調(diào)入，啟動內(nèi)置的LiverVNC程序進(jìn)行處理，得到2組VNC的重組數(shù)據(jù)，并行2維重建，設(shè)置層厚(5 mm)、層距(5 mm)及窗寬、窗位(200/40 Hu)與平掃相同，分別保存動脈期和門脈期VNC圖像。

1.4 圖像分析 測量肝左葉、肝右葉及腹主動脈CT值。測量CT值時層面應(yīng)盡量選擇在肝門平面，其中ROI大小約為1 cm2，分別測量3次取其平均值。在進(jìn)行CT值測量時，應(yīng)盡量避開病變區(qū)、血管。SNR為器官平均CT值與CT值的標(biāo)準(zhǔn)差的比值，即ROI區(qū)域平均CT值與CT值的標(biāo)準(zhǔn)差的比值。病灶檢出率則以增強后動脈期、門脈期混合圖像所顯示的病灶數(shù)目為標(biāo)準(zhǔn)，將普通平掃圖像及動脈、門脈期VNC顯示病灶的數(shù)目進(jìn)行對比統(tǒng)計。

由兩位高年資主治醫(yī)師獨立閱片。對普通平掃及虛擬平掃動脈期、門脈期的圖像質(zhì)量進(jìn)行評分。在意見不同時商議共同決定。評分標(biāo)準(zhǔn)：5分，解剖細(xì)節(jié)清晰,可以簡單明了地評價；4分，解剖結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)較清楚,能夠評價,但不是非常好；3分，大部分解剖結(jié)構(gòu)可以滿足診斷,但少數(shù)圖像不能進(jìn)行評價；2分，解剖結(jié)構(gòu)不清楚,細(xì)節(jié)不能被發(fā)現(xiàn)；1分，解剖結(jié)構(gòu)模糊,不能診斷[1]。3分以上即認(rèn)為能滿足診斷需求。

1.5 輻射劑量評估 CT在患者檢查時可自動算出輻射劑量指標(biāo)。指標(biāo)有容積CT劑量指數(shù)CTDI-vol(CT dose index,)、劑量長度乘積DLP(dose length product)。有效劑量ED(effective dose)則可根據(jù)公式ED=DLP×C[2]計算。其中C為換算因子，本文采用歐洲CT標(biāo)準(zhǔn)指南提出的腹部平均值0.015[3]。最后計算出有效劑量輻射減少百分比。

1.6 統(tǒng)計方法 應(yīng)用SPSS 18.0軟件對各組數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，肝左葉、肝右葉、腹主動脈CT值及SNR值采用F檢驗，多組間兩兩比較采用SNK法(q檢驗)。對3組圖像中肝臟病變檢出率進(jìn)行χ2檢驗。取P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 平均CT值及SNR 動脈期虛擬平掃及門脈期虛擬平掃圖像的肝左、右葉、腹主動脈CT值均高于普通平掃，其差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而動脈期、門脈期虛擬平掃圖像之間CT平均值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，表1)。動脈期及門脈期肝左、右葉、腹主動脈虛擬平掃圖像的SNR值均高于普通平掃，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；而動脈期、門脈期VNC圖像之間SNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，表2)。

表1 虛擬平掃與普通平掃平均CT值對比

表2 虛擬平掃與普通平掃SNR對比

2.2 病灶檢出率 本組病例共37例,其中肝臟單純囊腫13例；肝臟血管瘤2例；肝臟血管瘤伴囊腫1例；肝臟轉(zhuǎn)移瘤1例；肝臟轉(zhuǎn)移瘤伴囊腫1例；原發(fā)性肝癌伴肝內(nèi)轉(zhuǎn)移1例；肝臟未見病灶18例。增強掃描共檢出肝臟病灶122個，其中囊腫75個，血管瘤3個，轉(zhuǎn)移瘤43個，原發(fā)性肝癌1個；普通平掃檢出病變95個，檢出囊腫62個，血管瘤3個，轉(zhuǎn)移瘤29個，原發(fā)性肝癌1個，檢出率為77.87%；動脈期虛擬平掃檢出病灶87個，檢出囊腫58個，血管瘤3個，轉(zhuǎn)移瘤25個，原發(fā)性肝癌1個，檢出率為71.31%；門脈期虛擬平掃檢出病灶91個，檢出囊腫61個，血管瘤3個，轉(zhuǎn)移瘤26個，原發(fā)性肝癌1個；檢出率為74.59%。統(tǒng)計學(xué)上沒有差別(χ2=1.384，P>0.05)。

2.3 圖像質(zhì)量 普通平掃圖像評分為(4.3±0.4)分；動脈期虛擬平掃圖像評分為(3.5±0.2)分；門脈期虛擬平掃圖像評分為(3.7±0.5)分。虛擬平掃的圖像評分均大于3分，可以認(rèn)為滿足臨床診斷需求(圖1～2)。部分病例虛擬平掃圖像動脈期虛擬平掃心臟內(nèi)殘留造影劑，而門脈期去除相對完全(圖3)。

2.4 輻射劑量 表3結(jié)果顯示，動脈期、門脈期患者的CTDIvol與普通平掃比較，有明顯下降，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，動脈期、門脈期患者的DLP、DE與普通平掃比較，略有下降，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。通過取消普通平掃，虛擬平掃可減少有效劑量(DE)34%。

表3 虛擬平掃與普通平掃輻射劑量對比

3 討論

自從1971年CT發(fā)明以來，其輻射劑量問題一直受到普遍關(guān)注。而放射性損傷與輻射劑量具有正相關(guān)性。隨著人們健康意識的加強及輻射危害的認(rèn)識提高，現(xiàn)在對這一問題更加重視。根據(jù)美國輻射防護(hù)和測量委員會提出的電離輻射防護(hù)中應(yīng)盡可能遵循防護(hù)水平最優(yōu)化原則[4]，輻射劑量應(yīng)當(dāng)盡量降低。現(xiàn)在低劑量掃描逐漸成為人們關(guān)注的對象及CT未來的發(fā)展方向。傳統(tǒng)降低劑量的方法有降低管電壓、管電流等?？墒沁@些方法會增加圖像的噪聲，使圖像質(zhì)量大為降低。

雙源CT在機(jī)架內(nèi)安置了2套獨立的球管和探測器，2個X線球管能以各自的電壓和電流運行，從而可收集雙能量數(shù)據(jù)。根據(jù)不同物質(zhì)能譜的不同，將雙能量數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理后可自動分離出碘對比劑，再通過減影去除碘得到虛擬平掃圖像[5]。

傳統(tǒng)肝臟CT掃描一般采用三期掃描的方式，即平掃、動脈期和門脈期。雙源CT雙能量虛擬平掃可代替普通平掃，這樣患者就會減少1次掃描接受的劑量，其接受的總有效劑量明顯小于普通三期掃描患者接受的總有效劑量。本組資料的研究結(jié)果表明用虛擬平掃代替普通平掃后患者接受的射線有效劑量(DE)將減少34%。因此利用雙能量掃描經(jīng)過后處理得出的虛擬平掃代替普通平掃，患者接受的輻射劑量及損害將會明顯減少。

我們研究本組數(shù)據(jù)得出VNC圖像肝臟、腹主動脈的CT值均高于普通平掃，兩者CT值差異有統(tǒng)計學(xué)意義。另外我們還發(fā)現(xiàn)一些病人的動脈期虛擬平掃對碘劑去除不如門脈期去除完全，如部分病例虛擬平掃圖像動脈期虛擬平掃心臟內(nèi)殘留造影劑；而門脈期碘去除明顯更完全。虛擬平掃圖像CT值高于普通平掃可能與雙能量射線能譜存在交叉有關(guān)，這造成少量碘成分未能完全去除，從而使虛擬平掃圖像CT值偏高，同時這也說明雙能量掃描去除碘的方法仍需要改進(jìn)。

本組研究表明虛擬平掃的SNR值高于普通平掃。虛擬平掃SNR高于普通平掃的原因與虛擬平掃軟件的平滑處理使背景噪聲減低[6]及其圖像偏高的CT值有關(guān)。

虛擬平掃圖像質(zhì)量雖然相對普通平掃有所降低，但并不影響診斷及病灶的檢出，本組病例動脈期、門脈期虛擬平掃的病變檢出率與普通平掃的區(qū)別主要是囊腫灶與轉(zhuǎn)移灶數(shù)量上的輕微差別；而對病變定性診斷沒有影響，且統(tǒng)計學(xué)上病變檢出率與普通平掃間無顯著差異。這與其他學(xué)者的研究結(jié)果一致[7-8]。

雙源CT雙能量虛擬平掃的最主要優(yōu)勢在于達(dá)到診斷要求的同時，又能明顯降低普通平掃的輻射劑量，從而減少患者所受劑量傷害。此外，平掃與增強在同一層面對位觀察，排除了圖像位移影響，減少了誤差。

雙能量虛擬平掃仍有其不足之處,主要有:①雙源CT其中一個探測器(B球管)掃描視野有限(孔徑33 cm),有時無法將肥胖患者的整個上腹部橫截面包括在內(nèi),不能完成虛擬平掃。②VNC圖像粗糙,邊緣及細(xì)節(jié)對比相對普通平掃較差，部分圖像碘去除不完全，圖像質(zhì)量仍需進(jìn)一步改善。

同時本組研究也存在不足之處：①沒有將病人的體質(zhì)量指數(shù)(BMI)因素考慮在內(nèi)。②本組研究的樣本量較小，需要進(jìn)一步積累病例，從而擴(kuò)大樣本量，使研究更具說服力。

綜上所述，雙源CT雙能量腹部虛擬平掃可以在保證圖像質(zhì)量的前提下去除普通平掃，降低輻射劑量及球管的損耗降低成本，其應(yīng)用前景良好。

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