Evaluation of the Optimizing Value of Dual-Energy Computed Tomography Mixed Images Combined with a 3 mL/s Contrast Agent Injection Rate in Reducing Contrast Agent Artifacts in the Axillary Vein Area during Chest and Abdomen Contrast-Enhanced Imaging
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摘要:
目的:通过比较双能量CT(DECT)与单能量CT(SECT)搭配不同对比剂团注速度在胸腹增强检查中动脉期腋静脉对比剂硬化伪影的大小,评估其临床应用价值。方法:回顾性收集2024年1月至2024年11月同一受检者在我院先后分别接受双能量扫描(实验组)和单能量扫描(对照组)的胸腹增强CT检查77例,对比两组图像动脉期腋静脉硬化伪影、动脉强化程度、图像信噪比(SNR)及对比噪声比(CNR)、硬化伪影主观评价、图像质量主观评价方面的差异。硬化伪影和图像质量主观评分由两位放射科医师独立完成。结果:实验组腋静脉硬化伪影主观和客观评分均显著低于对照组。实验组动脉CT值高于对照组。实验组图像在不受硬化伪影影响的区域骨骼、肌肉、脂肪组织的SNR和CNR均不低于对照组,但辐射剂量远低于对照组。硬化伪影主观评分方面实验组优于对照组。腋静脉硬化伪影区域外图像质量主观评分实验组不低于对照组。两位观察者评分一致性较高。结论:双能量CT混合图像结合3 mL/s对比剂团注速度在胸腹部增强检查中,能够显著的降低对比剂硬化伪影干扰,提高图像质量,降低辐射剂量,具有更好的临床应用价值。
Abstract:Objective: To evaluate the clinical application value of dual-energy computed tomography (DECT) combined with a 3 mL/s contrast agent injection rate in comparison with single-energy CT (SECT) using a 2.5 mL/s injection rate by comparing the sizes of contrast agent artifacts in the axillary vein during the arterial phase of chest and abdomen enhanced CT examinations. Methods: A retrospective study was conducted on 77 cases of chest and abdomen enhanced CT scans that were performed from January to November 2024 at our hospital. These scans were performed on the same subjects using both dual-energy (experimental group) and single-energy (control group) CT techniques. The differences between the two groups were compared in terms of axillary vein contrast agent artifact size, arterial phase enhancement, signal-to-noise ratio (SNR), contrast-to-noise ratio (CNR), subjective evaluations of artifact severity, and overall image quality. The subjective evaluations of artifact severity and image quality were independently assessed by two radiologists. Results: The subjective and objective scores for axillary vein contrast agent artifacts in the experimental group were significantly lower than those in the control group. The arterial CT values in the experimental group were higher than those in the control group. The SNR and CNR in non-artifact-affected regions, such as bone, muscle, and adipose tissue, in the experimental group were not lower than those in the control group, whereas the radiation dose was significantly lower in the experimental group. The subjective scores for artifact severity were better in the experimental group, and the subjective image quality scores in the experimental group were superior to those in the control group. The interobserver agreement between the two radiologists was high. Conclusion: Dual-energy CT combined with a 3.0 mL/s contrast agent injection rate significantly reduces contrast agent artifacts in the axillary vein, improves image quality, and lowers the radiation dose, compared with single-energy CT with a 2.5 mL/s injection rate, demonstrating a better clinical application value in chest and abdomen enhanced CT examinations.
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Keywords:
- DECT /
- SECT /
- beam-hardening artifact /
- chest and abdominal contrast-enhanced CT /
- image quality /
- arterial phase
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胸腹增强CT检查是临床重要影像学手段,注射一次对比剂需评估扫描范围内多个解剖结构和重要的内脏器官以完成对疾病诊断、肿瘤分期、治疗和随访的需求,因此团注对比剂的总量建议80~100 ml[1-6],同时有研究证实同等的对比剂用量下肝脏等实质脏器的强化程度最优的注射速率是2~3 mL/s[7-8],因此团注对比剂流速不宜过高,这就容易造成在血管密集区域或高浓度对比剂残留处出现严重的线束硬化伪影( Beam-hardening artifacts,BHA),对周围组织的辨识与诊断产生干扰,严重时可造成漏诊或误诊[9-11]。单能量CT(single-energy computed tomography,SECT)扫描使用固定的管电压,易受对比剂高衰减效应的影响,导致硬化束伪影明显,血管及邻近结构显示不佳[12]。近年来,双能量CT(dual-energy computed tomography,DECT)作为一种先进的成像技术,通过两种不同能量的X射线同时获取组织和对比剂的特征信息,能够更好地识别、分离和量化成像组织,有研究证实通过重建虚拟单能图像能够明显减轻对比剂残留的线束硬化伪影对周围组织的影响[13-14],但此组图像在对比增强方面显示不佳,因此要达到既能保证足够的强化对比和最小的对比剂硬化伪影两方面成像需求,需投入更多的时间和人力成本重建筛选,不利于大范围推广。本研究在不减少对比剂总量不使用过高的对比剂注射速度不使用过高的管电压不额外投入人力的情况下,对比DECT自动重建混合图像结合3.0 mL/s对比剂流速与SECT结合2.5 mL/s对比剂流速,在胸腹增强检查动脉期图像腋静脉区域对比剂硬化伪影的大小以及动脉期整体图像质量的优劣和辐射剂量的大小,评价其临床应用价值,为大范围推广提供依据。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
回顾性收集2024年1月至11月间在我院接受两次胸腹增强CT检查的受检者的影像资料,纳入标准:受检者年龄不小于18周岁,两次检查一次为DECT扫描,另一次为SECT扫描,两次检查顺序随机,同一受检者两次检查体重不发生明显变化(脐水平相同位置腹壁下脂肪厚度差异小于3%),两次检查均在同侧肘正中静脉注射对比剂,动脉期扫描范围差异小于1 cm,两次检查动脉期图像均没有严重伪影(对比剂硬化伪影除外)。将纳入的图像分为A、B、C、D四组。A、B组单能量扫描图像为对照组,C、D组双能量扫描图像为实验组,A、C组图像和B、D组图像分别为同一受检者对应的两次检查所得图像,A/C组对应的受检者共30例,年龄36~ 85岁,平均(62.15±11.98)岁,男性15例,女性15例。B/D组图像对应的受检者共47例,年龄37~ 80岁,平均(61.66±11.15)岁,男性25例,女性22例,组间临床资料差异无统计学意义(P > 0.05)。
回顾性研究是在中国医学科学院北京协和医院伦理审查委员会伦理批准下进行的,伦理批件号:I-24 PJ2769。该研究议定书遵守了《赫尔辛基宣言》及其后来的修正案中概述的道德标准。由于数据分析的回顾性,放弃了知情同意,确保了数据的机密性和匿名性。
1.2 检查方法
使用Siemens SOMATOM Force/Siemens SOMATOM Definition Flash CT设备采集图像,患者仰卧于CT检查床上,双臂上举于头部上方,按照《影像增强检查静脉输注工具规范应用专家共识》和《CT检查技术专家共识》推荐,使用对比剂浓度为320 mgI/mL(碘佛醇注射液,恒瑞),对比剂总量80 ml[6],使用20 G静脉留置针经肘正中静脉单筒高压注射器注射对比剂,扫描方向从头侧至足侧。窗宽/窗位使用 350/40。所有患者均在扫描前嘱平静呼吸下吸气后屏气,具体成像参数见表1。
表 1 成像参数Table 1. CT acquisition parameters项目 A(n=30) B(n=47) C(n=30) D(n=47) 双源设备 第二代:Flash 第三代:FORCE 第三代:FORCE 第三代:FORCE 采集模式 SECT SECT DECT DECT 管电压/KV 120 CARE KV
(22例90 KV,
25例100 KV)100/Sn150
(等效KV约120 KV)100/Sn150
(等效KV约120 KV)管电流/(ref.mAs) CAREDose4 D
(210)CARE Dose4 D
(204)CARE Dose4 D
(180/90)CARE Dose4 D
(180/90)螺距 0.9 0.6 0.6 0.6 旋转时间/s 0.5 0.5 0.5 0.5 准直 32×1.2 192×0.6 128×0.6 128×0.6 迭代重建算法 SAFIRE(3级) ADMIRE(3级) ADMIRE(3级) ADMIRE(3级) 卷积核 B30 f Br40 Br40 Br40 双能量模式下
线性混合比例− − 100 Kv时为60%,
Sn150 Kv时为40%100 Kv时为60%,
Sn150 Kv时为40%动脉期扫描范围 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 延迟扫描时间/s 35 35 35 35 重建层厚/mm 5 5 5 5 重建间隔/mm 5 5 5 5 对比剂注射速度/(mL/s) 2.5 2.5 3.0 3.0 1.3 评价方法
1.3.1 客观评价
由两位有 10年以上工作经验的主管技师(不知情研究设计),在Siemens Syngo.via后处理工作站对动脉期的图像进行测量,相同受检者两次检查图像,放置感兴趣区(region of interest, ROI)于不受硬化伪影影响区域的腰大肌、椎弓根、锁骨下动脉及脐水平腹壁下脂肪,要求两次检查图像放置ROI在相同层面相同位置同时保证大小相等,两次检查分别选择对比剂硬化伪影最严重层面腋静脉内放置ROI,在其最邻近区域的胸大肌、胸小肌、肩胛下肌、脂肪内放置ROI,同层面另一侧对应位置的胸大肌、脂肪内放置ROI,双侧对应的ROI大小一致,测量并记录CT值及标准差,所有 ROI 均测量三次取平均值。伪影影响侧胸大肌、胸小肌、肩胛下肌的SD取平均值,生成SD肌肉伪影,对侧胸大肌的SD定义为SD肌肉。按照公式(1)计算硬化伪影。
$$ \mathrm{B}\mathrm{H}\mathrm{A}=\sqrt{{{\mathrm{S}\mathrm{D}}_{\mathrm{肌}\mathrm{肉}\mathrm{伪}\mathrm{影}}}^{2}-{{SD}_{肌肉}}^{2}} \text{,} $$ (1) 双侧对称位置的胸大肌、脂肪CT值差表征硬化伪影的去除程度 [14-15]。按照公式(2)计算信噪比。
$$ \mathrm{S}\mathrm{N}\mathrm{R}=\mathrm{C}\mathrm{T}/\mathrm{S}\mathrm{D} \text{,} $$ (2) 图像视野内空气的标准差作为背景噪声,按照公式(3)计算对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR)。
$$ \mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{R}=({\mathrm{C}\mathrm{T}}_{\mathrm{组}\mathrm{织}}-{\mathrm{C}\mathrm{T}}_{\mathrm{腰}\mathrm{大}\mathrm{肌}})/{\mathrm{S}\mathrm{D}}_{\mathrm{空}\mathrm{气}} . $$ (3) 1.3.2 主观评价
纳入研究的所有图像均传输至影像存储与传输系统(picture archiving and communication system,PACS)工作站(AW, GE health care中国,北京),由两名具有15年以上胸腹部CT诊断经验的放射科主治医师独立采用双盲法对四组图像对比剂硬化伪影进行评分,采用5分法,评分标准:①图像清晰,无伪影,对注射侧腋静脉区域诊断有高度信心;②存在轻微伪影,对注射侧腋静脉区域诊断无显著影响;③存在中度伪影,对注射侧腋静脉区域诊断有一定影响;④存在明显伪影,对注射侧腋静脉区域诊断严重影响;⑤关键结构完全被遮挡,无法诊断。
由以上两位医生采用相同的方法对动脉期整体图像质量进行评分,采用5分法,评分标准:5分,图像清晰,无明显噪声和伪影,可分辨各细小结构,各组织间显示边界锐利清晰,组织内结构显示清晰,诊断信心足;4分,图像比较清晰,噪声和/或伪影稍多,细小结构尚可分辨,各组织间边界尚清晰,组织内结构尚可分辨,可满足诊断;3分,图像清晰度一般,噪声和/或伪影明显但可以接受,细小解剖结构尚可分辨但边界不清,组织内和组织间的结构部分分辨不清,尚可以诊断;2分,图像模糊,噪声和伪影明显,细小结构分辨不清,组织内和组织间的结构分辨不清,不能做出诊断;1分,图像极其模糊,噪声和伪影极明显,各种结构完全无法识别,完全不能诊断。评分1、2分不能满足诊断需求[16]。
1.3.3 辐射剂量
记录纳入本研究所有患者的动脉期CT剂量指数(CT Dose Index,CTDIvol)值、剂量长度乘积(Dose Length Product,DLP)值,计算每次检查动脉期的有效剂量(EffectiveDose,ED),ED=DLP×k,k(mSv·mGy−1·cm−1)与检查部位相关,在本研究中k值取0.014[17]。
1.4 统计方法
所有数据采用SPSS 27.0统计学软件进行统计分析。客观图像质量评价指标连续计量资料采用Shapiro‐Wilk检验进行正态分布检验,符合正态分布的计量资料用平均值±标准差表示,不符合正态分布的计量资料用中位数(四分位数间距)表示;分类变量(主观评分)用频数表示。两组图像客观评价符合正态分布且方差齐采用配对样本t检验,否则采用相关样本Wilcoxon符号秩和检验;P < 0.05为差异具有统计学意义。医师间的评分的一致性采用Cohen Kappa检验,k < 0.25为一致性差 ,0.25≤k < 0.50为一致性中等,0.50≤k < 0.75为一致性较好,k≥0.75为一致性非常好。
2. 结果
2.1 客观评价结果
A、C组对比,注射对比剂侧相同位置的硬化伪影最严重的层面腋静脉CT值两组间差异有统计学意义,A组明显高于C组;不受硬化伪影影响的锁骨下动脉的CT值两组间差异有统计学意义,C组动脉的CT值高于A组;BHA大小两组间差异有统计学意义,硬化伪影优化程度,两组对比差异有统计学意义,C组均明显优于A组;动脉、肌肉、脂肪的SNR差异有统计学意义,C组均优于A组;骨骼的SNR、动脉肌肉和骨骼肌肉的CNR差异无统计学意义。
B、D组对比,注射对比剂侧相同位置的硬化伪影最严重的层面腋静脉CT值两组间差异有统计学意义,B组明显高于D组;不受硬化伪影影响的锁骨下动脉的CT值两组间差异有统计学意义,D组动脉的CT值高于B组;BHA大小两组间差异有统计学意义,硬化伪影优化程度,两组对比差异有统计学意义,D组均明显优于B组;在动脉、肌肉、骨骼的SNR差异无统计学意义,脂肪的SNR差异有统计学意义,D组优于B组;动脉、骨骼的CNR差异有统计学意义,D组均优于B组;结果详见表2。
表 2 客观数据分析及统计结果Table 2. Quantitative (SNR, CNR) analysis and image comparisons客观数据 平均值 Z/t值 P 平均值 Z/t值 P A组 C组 B组 D组 注射侧腋静脉CT值 2285.00 (1387.50 ,2598.00 )1753.80 ±842.53−2.23① 0.03 2306.80 ±690.231420.85 ±825.18−7.62② 0 锁骨下动脉CT值 234.53±44.93 258.86±47.98 2.43② 0.02 332 (271.50, 381.75) 303.54±83.78 −2.34① 0.02 BHA 15.84 (10.25, 34.60) 10.95 (6.30, 18.27) −3.01① 0 19.37 (10.25, 30.99) 7.55 (4.36, 13.27) −4.00① 0 伪影区双侧对称区域
胸大肌CT值差69.5 (20.75, 136.50) 33.50 (7.75, 70) −2.79① 0 110.87±91.14 43.33±57.38 −4.93② 0 伪影区双侧对称
区域脂肪CT差29.00 (18.00, 40.25) 13.83±16.11 −3.46① 0 46.09±38.69 16.96±20.70 −3.96② 0 动脉SNR 19.24±6.93 23.55±10.02 2.41② 0.02 25.03±16.35 20.39 (12.80, 26.88) −1.58① 0.12 肌肉SNR 4.65±1.31 6.14±1.19 9.27② 0 6.61 (5.45, 7.92) 6.94 (5.95, 7.85) −0.71① 0.48 腹壁脂肪SNR −11.04±2.92 −12.66 (−14.57, −9.65) −2.58① 0.01 −17.62 (−23.04, −14.22) −13.50 (−16.36, −11.79) −4.13① 0 骨骼SNR 3.74 (2.80, 4.65) 3.40 (2.52, 4.84) −0.96① 0.34 4.41±1.92 4.74±2.26 1.36② 0.18 动脉与肌肉CNR 6.66 (4.38, 11.88) 7.07 (4.52, 17.71) −1.12① 0.26 21.65±11.84 35.38±25.26 −3.29② 0 骨骼与肌肉CNR 22.42 (14.03, 41.30) 25.96 (14.02, 52.55) −0.94① 0.35 53.86±42.92 88.16±60.14 −4.06② 0 注:SNR为信噪比;CNR为对比噪声比;①不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)格式表示,统计量为Z值; ②符合正态分布的计量资料用平均值±标准差表示,统计量为t值。 2.2 主观评价结果
两位医生对腋静脉硬化伪影主观评分,A、C组差异均具有统计学意义,B、D组差异均具有统计学意义,C组评分低于A组,D组评分低于B组详见图1、图2。两位医生评分A、C组kappa值为0.92,一致性非常好(0.75≤k≤1);B、D组kappa值为0.82,一致性非常好(0.75≤k≤1),两位医生评分详见表3。
表 3 硬化伪影主观评分及统计结果Table 3. Subjective scoring of beam-hardening artifacts and comparisons conducted by two doctors分值 医生1 医生2 医生1 医生2 A C A C B D B D 1 4 17 6 17 6 21 5 17 2 16 11 15 11 5 10 5 15 3 10 2 9 2 6 5 4 5 4 0 0 0 0 11 10 13 9 5 0 0 0 0 19 1 20 1 Z −3.72 −3.35 −4.78 −4.98 p 0 0 0 0 两位医生对图像质量的主观评分(锁骨下静脉硬化伪影除外)主观评分,A、C组差异均具有统计学意义,B、D组差异均具有统计学意义,C组评分高于A组,D组评分高于B组。两位医生评分A、C组k值为0.77一致性非常好(0.75≤k≤1),B、D组k值为0.64一致性较好(0.640.50≤k < 0.75)。详见表4。
表 4 图像质量主观评分及统计结果Table 4. Subjective scoring of image quality and comparisons made by two doctors分值 医生1 医生2 医生1 医生2 A C A C B D B D 5 2 28 7 28 43 45 45 43 4 28 2 23 2 4 2 2 4 3 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Z −4.75 −4.38 −1.41 −1.41 P 0 0 0.16 0.16 2.3 辐射剂量
A、C组间CTDIvol、DLP、ED差异均具有统计学意义,A组高于C组。B、D组间CTDIvol、DLP、ED差异均具有统计学意义,B组高于D组,详见表5。
表 5 扫描辐射剂量表Table 5. Radiation dose comparison辐射剂量 平均值 Z/t值 P 平均值 Z/t值 P A C B D CTDI 10.24 (8.80, 12.44) 6.87 (5.05, 8.46) −4.76① 0 7.60 (6.12, 9.62) 5.80±1.92 −5.04① 0 DLP 485.45 (399.60, 592.38) 326.05 (252.13, 417.55) −4.54① 0 366.51 (285.32, 456.91) 290.92±102.89 −4.79① 0 ED 6.80 (5.59, 8.29) 4.56 (3.53, 5.85) −4.54① 0 5.37±1.81 4.07±1.44 −6.54② 0 注:①不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)格式表示,统计量为Z值;②符合正态分布的计量资料用平均值±标准差表示,统计量为t值。 3. 讨论
本研究客观评价,因扫描方向均为从头到足,可忽略扫描设备不同导致扫描时间的差异引起的相关指标的测量结果的差异。同一受检者体重不发生明显变化的前提下,扫描kV和团注速率是影响增强图像CT值的关键因素,本研究单能量固定120 KV流速2.5 mL/s(对照组)与双能量60%100 kV线性混合40%Sn150 kV等效kV约为120 KV流速3 mL/s(实验组)图像比较,单能量carekV组(25例90 kV、22例100 kV)流速2.5 mL/s(对照组)与双能量60%100 KV线性混合40%Sn150 KV等效KV约为120 KV流速3 mL/s(实验组)图像比较,结果腋静脉CT值对照组均明显高于实验组,但动脉的CT值实验组均明显高于对照组;对比剂硬化伪影大小用BHA计算公式计算所得,硬化伪影优化效果用硬化伪影最严重层面内距离伪影最近区域的脂肪和胸大肌的CT值减去对侧相同位置的脂肪和胸大肌的CT值差来表征,结果对照组的BHA均高于实验组,硬化伪影优化效果实验组均优于对照组,实验组明显能够降低腋静脉对比剂伪影。对照组图像的脂肪、肌肉、骨骼、动脉的SNR、CNR均低于实验组,实验组均能够获得更好的图像质量。本研究主观评价,腋静脉对比剂硬化伪影主观评分,两位医生的评分结果均显示实验组伪影评分明显低于对照组,实验组可以明显地降低对比剂硬化伪影的影响,同客观评价一致。除腋静脉硬化伪影外的图像质量主观评分,两位医生评分结果均显示实验组图像质量评分不低于对照组,所有图像均能够满足诊断需求,且两位观察者评分一致性高。本研究辐射剂量,CTDIVOL、DLP、ED在实验组均明显低于对照组。在辐射剂量、图像质量和伪影优化方面实验组均优于对照组。
本研究中所有扫描病例动脉期的延迟时间均是35 s,同一受检者两次检查在同侧肘正中静脉注射相同浓度的80 ml对比剂的情况下,DECT团注速度3.0 mL/s需要26.67 s完成对比剂注射,SECT团注速度2.5 mL/s需要32 s完成对比剂注射,在扫描范围、扫描方向一致的情况下,注射时间越短静脉通路内对比剂流空越明显,对比剂硬化伪影也会越小,注射速度越快,动脉期动脉强化峰值越高,这是对比剂流速因素对研究结果的影响,这与Mileto A等的研究结果一致[13、18]同时观察所有病例发现硬化伪影最严重的区域均发生在腋静脉近锁骨下静脉段,锁骨下静脉及上腔静脉内硬化伪影不明显,这应该同注射方案和延迟方案,及腋静脉生理结构和血流动力学相关,因此本研究仅评价了腋静脉区域对比剂硬化伪影的大小。
西门子DECT技术原理主要是使用两个相互偏移90°的球管-探测器对,以高低两种不同的管电压同时进行扫描,获得高、低能量两组图像。其中输出高能X线的球管通过采用0.6 mm锡滤过器,将高能X线光子中的低能部分吸收掉,从而获得高能谱的X线。高能量射线中的低能量部分提供的成像信息很少,但会增加图像噪声和增加受检者的辐射剂量,因此采用这种技术可以降低辐射剂量同时提高图像质量。有研究证实高能X线扫描图像能够显著降低对比剂硬化伪影,降低噪声[18-19]。低能量X射线谱包含更多的低能光子,对低原子序数材料(如软组织、碘等)的吸收差异更大,因此可以提供更高的组织对比度。同时低能量部分的X射线光子能量较低,可以在保证图像质量的同时减少辐射剂量[20]。混合能量图像是一种结合了高低两种不同能量(kV)数据集的图像类型。它通过优化高低能量数据的线性混合比例,既保留高能量图像高的信噪比、低伪影的优势也结合低能量图像高对比的优势,能够显著提高图像质量,降低辐射剂量[19]。本研究中使用两个球管管电压分别为Sn150 kV、100 kV扫描,自动生成混合图像(100 kV为60%,Sn150 kV为40%)。实验组双能量混合图像与对照组单能量图像相比,能够明显的降低对比剂硬化伪影,降低辐射剂量,提供更优化的组织对比和图像质量,同时不需要额外人力进行后处理重建其它图像,不增加工作负荷、不降低检查效率,为临床解决胸腹增强CT检查中流入通路的对比剂硬化伪影提供了一种便捷高效的解决方案。这一结果与陈琳钰、Lenga等[21-22]研究一致,DECT对比SECT显著减少了检查辐射剂量,同时保持较高的图像质量。
本研究不足之处,为单中心研究且入组的样本量较小,仅对固定混合比例的双能量图像进行了评估,未对其它混合比例的双能量图像进行评估,仅对图像中伪影最严重的腋静脉区域进行了评价,未对锁骨下静脉及上腔静脉伪影进行评价,未针对发生在伪影干扰区域的疾病的诊断的影响展开研究,同时由于是回顾性研究,入组病例不能保证完全是同一设备,且扫描参数和注射对比剂参数无法实现仅有单一变量的情况,未来可以通过前瞻性地设计研究方法做更科学、合理、深入的研究。
综上所述,第三代DECT在胸腹增强CT动脉期自动生成的混合能量图像结合3.0 mL/s对比剂团注速度能够减小腋静脉对比剂硬化伪影,优化辐射剂量,提升图像质量,具有更好的临床应用价值。
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表 1 成像参数
Table 1 CT acquisition parameters
项目 A(n=30) B(n=47) C(n=30) D(n=47) 双源设备 第二代:Flash 第三代:FORCE 第三代:FORCE 第三代:FORCE 采集模式 SECT SECT DECT DECT 管电压/KV 120 CARE KV
(22例90 KV,
25例100 KV)100/Sn150
(等效KV约120 KV)100/Sn150
(等效KV约120 KV)管电流/(ref.mAs) CAREDose4 D
(210)CARE Dose4 D
(204)CARE Dose4 D
(180/90)CARE Dose4 D
(180/90)螺距 0.9 0.6 0.6 0.6 旋转时间/s 0.5 0.5 0.5 0.5 准直 32×1.2 192×0.6 128×0.6 128×0.6 迭代重建算法 SAFIRE(3级) ADMIRE(3级) ADMIRE(3级) ADMIRE(3级) 卷积核 B30 f Br40 Br40 Br40 双能量模式下
线性混合比例− − 100 Kv时为60%,
Sn150 Kv时为40%100 Kv时为60%,
Sn150 Kv时为40%动脉期扫描范围 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 胸廓入口至髂骨上缘 延迟扫描时间/s 35 35 35 35 重建层厚/mm 5 5 5 5 重建间隔/mm 5 5 5 5 对比剂注射速度/(mL/s) 2.5 2.5 3.0 3.0 表 2 客观数据分析及统计结果
Table 2 Quantitative (SNR, CNR) analysis and image comparisons
客观数据 平均值 Z/t值 P 平均值 Z/t值 P A组 C组 B组 D组 注射侧腋静脉CT值 2285.00 (1387.50 ,2598.00 )1753.80 ±842.53−2.23① 0.03 2306.80 ±690.231420.85 ±825.18−7.62② 0 锁骨下动脉CT值 234.53±44.93 258.86±47.98 2.43② 0.02 332 (271.50, 381.75) 303.54±83.78 −2.34① 0.02 BHA 15.84 (10.25, 34.60) 10.95 (6.30, 18.27) −3.01① 0 19.37 (10.25, 30.99) 7.55 (4.36, 13.27) −4.00① 0 伪影区双侧对称区域
胸大肌CT值差69.5 (20.75, 136.50) 33.50 (7.75, 70) −2.79① 0 110.87±91.14 43.33±57.38 −4.93② 0 伪影区双侧对称
区域脂肪CT差29.00 (18.00, 40.25) 13.83±16.11 −3.46① 0 46.09±38.69 16.96±20.70 −3.96② 0 动脉SNR 19.24±6.93 23.55±10.02 2.41② 0.02 25.03±16.35 20.39 (12.80, 26.88) −1.58① 0.12 肌肉SNR 4.65±1.31 6.14±1.19 9.27② 0 6.61 (5.45, 7.92) 6.94 (5.95, 7.85) −0.71① 0.48 腹壁脂肪SNR −11.04±2.92 −12.66 (−14.57, −9.65) −2.58① 0.01 −17.62 (−23.04, −14.22) −13.50 (−16.36, −11.79) −4.13① 0 骨骼SNR 3.74 (2.80, 4.65) 3.40 (2.52, 4.84) −0.96① 0.34 4.41±1.92 4.74±2.26 1.36② 0.18 动脉与肌肉CNR 6.66 (4.38, 11.88) 7.07 (4.52, 17.71) −1.12① 0.26 21.65±11.84 35.38±25.26 −3.29② 0 骨骼与肌肉CNR 22.42 (14.03, 41.30) 25.96 (14.02, 52.55) −0.94① 0.35 53.86±42.92 88.16±60.14 −4.06② 0 注:SNR为信噪比;CNR为对比噪声比;①不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)格式表示,统计量为Z值; ②符合正态分布的计量资料用平均值±标准差表示,统计量为t值。 表 3 硬化伪影主观评分及统计结果
Table 3 Subjective scoring of beam-hardening artifacts and comparisons conducted by two doctors
分值 医生1 医生2 医生1 医生2 A C A C B D B D 1 4 17 6 17 6 21 5 17 2 16 11 15 11 5 10 5 15 3 10 2 9 2 6 5 4 5 4 0 0 0 0 11 10 13 9 5 0 0 0 0 19 1 20 1 Z −3.72 −3.35 −4.78 −4.98 p 0 0 0 0 表 4 图像质量主观评分及统计结果
Table 4 Subjective scoring of image quality and comparisons made by two doctors
分值 医生1 医生2 医生1 医生2 A C A C B D B D 5 2 28 7 28 43 45 45 43 4 28 2 23 2 4 2 2 4 3 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 Z −4.75 −4.38 −1.41 −1.41 P 0 0 0.16 0.16 表 5 扫描辐射剂量表
Table 5 Radiation dose comparison
辐射剂量 平均值 Z/t值 P 平均值 Z/t值 P A C B D CTDI 10.24 (8.80, 12.44) 6.87 (5.05, 8.46) −4.76① 0 7.60 (6.12, 9.62) 5.80±1.92 −5.04① 0 DLP 485.45 (399.60, 592.38) 326.05 (252.13, 417.55) −4.54① 0 366.51 (285.32, 456.91) 290.92±102.89 −4.79① 0 ED 6.80 (5.59, 8.29) 4.56 (3.53, 5.85) −4.54① 0 5.37±1.81 4.07±1.44 −6.54② 0 注:①不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)格式表示,统计量为Z值;②符合正态分布的计量资料用平均值±标准差表示,统计量为t值。 -
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