何玺 徐聆峰 曾宪春 王玉权 邓奇平
贵州省人民医院放射科，贵州贵阳 550002
[摘要] 目的 探讨双源CT虚拟平扫（VNC）在CT泌尿系造影（CTU）中的应用价值。方法 对198例临床疑泌尿系疾病患者行CTU检查（包括常规平扫、肾实质期双能量扫描和排泄期扫描）。将双能量扫描肾实质期利用Liver VNC软件处理得VNC图像，对比VNC图像与常规平扫(CNC)图像腹主动脉、肾皮质及病灶的平均CT值、SNR、CNR、图像质量评分、辐射剂量及对病灶的显示。结果 与常规平扫相比：虚拟平扫所测器官CT值差异无统计学意义(P>0.05)；图像噪声高于常规平扫，而SNR、CNR均低于常规平扫(P<0.05)；虚拟平扫图像质量绝对评分低于常规平扫，但差异无统计学意义(P>0.05)；两种图像对囊肿、实性占位的大小、位置显示差异无统计学意义(P>0.05)，对结石或钙化的现示差异有统计学意义(P<0.05)；双能量扫描方案辐射剂量ED低于常规扫描方案，剂量降低1.39 mSv。结论 双能量虚拟平扫在双源CT泌尿系成像中很有可能取代常规平扫，这样就会因为减少1次平扫从而减少1次放射剂量， 如此不但不影响图像质量及病灶检出反而还降低了辐射剂量，在临床应用价值方面具有很大的潜力，值得在临床上推广应用。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
关键词 X线计算机；泌尿系成像；虚拟平扫；辐射剂量
[中图分类号] R725 [文献标识码] A [文章编号] 1674-074２（２０１4）07（c）－０178-03
[基金项目] 贵州省科技厅自然科学联合基金项目(黔科合同LS字[2011]027号)。
[作者简介] 何玺(1964-)，男，贵州贵阳人，本科，主治医师，主要从事腹部影像诊断工作。
[通讯作者] 曾宪春，邮箱：zengxianchun04@foxmail.com。
因CTU直观、准确显示泌尿系结石（简称尿石病 Urinary stones disease）的部位、大小、周围情况及肾脏的分泌、代谢功能等而广泛用于临床。但凡事有利有弊，扫描范围过大（肾脏上极达盆腔底部）和扫描次数过多（常规平扫、肾实质期和排泄期扫描）以致于辐射剂量过大是CTU的主要弊端，同时也是制约其发展的主要因素。正是在这样的情况下，近年来在CTU检查时采取了一系列减少辐射剂量的扫描方法。其中成效最好的便是双源CT (dual source CT，DSCT）双能量虚拟平扫(Virtual non-contrast，VNC)技术，它可以通过一次增强扫描，便可获得平扫图像，这样便可以有效避免因患者移动而导致的剪影失败，从而缩短检查时间并减少辐照次数。不过目前对于双源CT双能量虚拟平扫技术尚还不够成熟，所以其研究主要集中在胸部和头部[2-3]。该研究通过分析该院在2012年9月—2013年6月行CT平扫双能量泌尿系检查的198例患者临床疗效，从而探讨双源CT双能量虚拟平扫技术在CT泌尿系造影检查中的临床应用价值、安全性及可行性，现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
收集行CT平扫双能量泌尿系检查患者198例，其中男性121例，女性77例，年龄6~69岁，平均（41.7±13.1）岁。所有患者检查前碘过敏试验阴性，并签署知情同意书。
1.2 检查方法
采用Siemens Somatom Definition双源CT机对患者先行泌尿系常规平扫，常规平扫的主要内容是单X线球管扫描，操作时控制准直24 mm×1.2 mm，扫描野210~250 mm，层厚及间距均为10 mm，管电压120 kV，参考管电流220 mAs，球管旋转频率为0.5 s／圈，卷积核H31 medium smooth，扫描部位从头到足，控制务必精准，防止因操作失误而导致结果出现误差。然后增强扫描，20 s后行动脉期扫描，再过25 s则行实质期扫描，而实质期扫描不同之前，是要进行双能量增强扫描（扫描部位为头颅部至趾骨联合）。双能量增强扫描的主要内容如下：A管球管电压为 142 kVp、参考管电流为50 mAs而B 管球管电压为80 kVp、参考管电流为213 mAs，球管旋转频率同样是0.5 s／圈，螺距、准直、重建层厚、扫描野以及重建间距分别为0.8、64 mm×0.6 mm、1 mm、210~250 mm和0.7 mm，卷积核B30f smooth。扫描方向为从上而下。
1.3 图像后处理
实质期经过双能量增强扫描之后得到两组独立的不同能量的薄层图像和一组融合图像。将这些图像传入到后处理工作站双能卡，然后使用Liver VNC软件，将碘对比剂的融合比率调整到0%，这样便能够得到泌尿系的VNC图像，然后再将融合比率调节到100%便能够得到碘分布图，所采用的0%和100%等其它参数均是默认值，再将薄层VNC图像放入3D卡中重建出层厚、间隔均与CNC相同的图像，见图1、2。
1.4 图像分析
由两名主治医生分别分析，若有分歧请一名主任医师综合分析达成共识。分析指标包括：
1.4.1 平均CT值测量正常区域测量 感兴趣区（region of interest，ROI）选择同平面双肾皮质、肝脏及皮下脂肪，测量范围约1 cm2区域，保证ROI的大小和位置相同，在CNC及VNC图像上分别测量平均CT值。病变区域的测量：感兴趣区（region of interest，ROI）选择病灶中心，测量范围约1 cm2区域，尽量避开坏死、钙化和水肿区，分别在CNC及VNC的同一位置测量。信号噪声（signal-to-noise ratio，SNR）为平均CT值/标准差；对比噪声比（Constrast-Noise Ratio，CNR）为双肾皮质平均CT值与皮下脂肪CT值之差再除以背景噪声。见图3、4。
1.4.2 图像质量评分 评分标准[2]：按高分往低分降序排列可分为5个层次。①解剖病灶和细节均很清晰且能够作出简洁明了地评价则为5分；②解剖病灶、细节及结构相比较来说算清晰且能够作出尽管不是特别好的评价的则为4分；③绝大多数的解剖结构及病灶不会影响到诊断，只是少数一些图像评价不好的则为3分；④解剖结构及病灶绝大多数都不清晰影响到诊断且细节模糊不足以被发现的则为2分；⑤解剖结构及病灶模糊到完全不能诊断的则为1分。评分达3分以上均能满足诊断要求。
1.5 统计方法
采用SSPS 17.0软件包对数据进行分析，以配对t检验比较CNV与VNC两组图像的平均CT值、SNR、CNR、图像主观评分及辐射剂量。
2 结果
2.1 CNC与VNC平均CT值比较
两组图像不同组织平均CT值的比较采用配对t检验，肾脏皮质、肝脏实质、脊柱旁肌肉及背景空气比较P值均>0.05，说明CNC与VNC得到的肾脏平扫图像平均CT值差异不大。见表1。
2.2 CNC与VNC间噪声比较
两组不同组织平扫噪声比较采用t检验，P均<0.05，可认为CNC与VNC得到的肾脏平扫图像SD有差异。见表2。
2.3 CNC与VNC间SNR、CNR比较
两组图像平扫SNR、CNR比较P均<0.05，认为CNC与VNC得到的图像SNR及CNR均有差异。见表3。
2.4 CNC与VNC图像质量评分比较
两组图像质量评分的比较采用t检验P>0.05，差异无统计学意义，可认为CNC与VNC图像质量差异无统计学意义，但CNC绝对评分高于VNC。两组图像评分均在4分以上，都能达到诊断要求。见表4。
2.5 两组图像对病变的显示情况的比较
198例患者中，结石142例，囊肿79例，占位27例。两组图像对病变的显示情况比较：囊肿及实行占位无明显差异，均能显示病变的形态、大小，见图5~10。对结石的显示，VNC漏报25例。见表5。
2.6 辐射剂量比较
常规扫描辐射剂量ED为（8.22±2.23）mSv，双能虚拟平扫辐射剂量ED为（6.83±2.92）mSv，两种方法辐射剂量比较采用t检验，所得t值为9.42，P值<0.05，差异有统计学意义，双能虚拟平扫辐射ED低于常规扫描辐射剂量，剂量降低了1.39 mSv。见表6。
3 讨论
物质抽取理论[4]是双能量数据用于区别碘剂和其他高密度组织的理论依据，其原理很简单，即在两种不同X射线能量下同一种物质的衰减系数是不同的。再加上物质抽取理论在原子序数大的元素中更加适用，比如说碘剂，其原子序数很大，这样由于光电效应导致其CT值在80 kV和140 kV图像上呈现出巨大的差异，不仅如此，在以80 kV为纵坐标、140 kV为横坐标的平面直角坐标系中它还以固定的斜率变化，等到将这些符合特定变化规律的数据抽取之后便可以将碘对比剂在CT图像中的影像进行去除或分离，从而实现双源CT双能量虚拟平扫技术。目前，虽然DSCT双能量虚拟平扫技术并不成熟，但在全身多个部位却均有应用，主要研究部位是头颅和胸部，不过其中较成熟的却是肝脏，根据肝组织在双能量下的变化，可对肝脂肪变性、Wilson’s病铜沉积以及肝内铁沉积和病灶内有无钙化等作出有效准确地评价，而骨关节方面可评估骨挫伤、头部应用有鉴别颅内新鲜或陈旧性出血[5-8] 以及肿块定性诊断等则是其在肺部的主要应用。
该研究的局限性为只对结石的检出情况进行了比较，未对结石的量及成分进行比较分析，需要在进一步的研究中具体量化。总之，双源CT泌尿系成像中， 双能量虚拟平扫取代常规平扫的可能性还是比较大的， 其优点自然是因为减少了1次平扫的放射剂量从而能够降低辐射剂量并且还是在不影响图像质量及病灶检出的情况下，可见其在临床应用方面具有广阔的前景。
教育期刊网 http://www.jyqkw.com
参考文献
[1] Stolzmann P， Kozomara M， Chuck N， et al.In vivo identification of uric acid stones with dual-energy CT: diagnostic performance evaluation in patients[J]. Abdom Imaging， 2010，35(17): 629-635.
[2] Florian F， Behrendt MD， Bernhard Schmidt， et al. Image Fusion in Dual Energy Computed Tomography: Effect on Contrast Enhancement， Signal to Noise Ratio and Image Quality in Computed Tomography Angiography[J]. Investigative Radiology，2009，44(1):1-7.
[3] Alaya A， Nouri A， Najjar M F. Urinary stone composition in pediatric patients: a retrospective study of 205 cases[J]. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine， 2011， 49(2): 243-248.
[4] Basiri A， Taheri M， Taheri F. What is the State of the Stone Analysis Techniques in Urolithiasis[J]. Urology journal， 2012，9(2): 445-454.
[6] Gaser A， Johnson TR， Chandarana HO， et al.Dual energy CT: preliminary observations and potential clinical applications in the abdomen[J]. Eur Radiol， 2009， 19(1) :13-23.
[7] Chandarana H， Megibow AJ， Cohen BA， et al. Iodine quantification with dual-energy CT: phantom study and preliminary experience with renal masses[J]. AJR， 2011， 196 (6) : 693-700.
[8] Chae EJ， Song JW， Krauss B，et al. Dual-energy computed tomography characterization of solitary pulmonary nodules[J]. Thorac Imaging， 2010， 25(4):301-310.
（收稿日期：2014-04-27）
