不同背景下宝石能谱CT冠状动脉成像最佳单能量对比研究

不同背景下宝石能谱CT冠状动脉成像最佳单能量对比研究

张迎

（新疆维吾尔自治区人民医院米东医院放射科新疆乌鲁木齐830019）

【摘要】目的：探讨背景对宝石能谱CT冠状动脉成像最佳单能量成像的影响。方法：收集我院2015年1月1日—1月31日期间拟行冠状动脉CT成像患者50例，所有患者采用宝石能谱CT双能量扫描模式，扫描后原始数据均采用标准重建算法，传输至GEAW4.6工作站，采用GSIViewer软件，分别选取肌肉、脂肪及心肌为背景，测量冠状动脉左主干、左前降支、左回旋支及右冠状动脉最佳单能量。结果：肌肉、脂肪及心肌三种不同背景下冠状动脉最佳单能量在左主干（66.68±0.66VS68.76±2.18VS64.74±0.66）、左前降支（66.60±0.56VS68.86±2.02VS64.69±0.59）、左回旋支(66.48±0.65VS68.78±2.21VS64.83±0.64）及右冠状动脉（66.56±0.56VS68.88±2.09VS64.69±0.59）差异均有统计学意义，P值均<0.001。结论：肌肉、脂肪及心肌三种不同背景下，宝石能谱CT冠状动脉成像最佳单能有差异；冠状动脉最佳单能量在脂肪背景下稍高，心肌背景下稍低；背景对冠状动脉成像最佳单能量值有一定的影响。

【关键词】背景；宝石能谱CT；冠状动脉成像；最佳单能量

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2016）36-0176-03

ComparisonoftheOptimalSingle-energyofGemstoneSpectralCTCoronaryAngiographyunderVariousBackgroundsZhangYing.

RadiologyDepartmentinMidongHospitalofXinjiangUygurAutonomousRegionPeople'sHospital,830019

【Abstract】ObjectiveToprobeintotheeffectsofbackgroundsontheoptimalsingle-energyofgemstonespectralCTcoronaryangiography.Methods50casesofpatientsthatwereproposedtohaveCTcoronaryangiographyinourhospitalfromJanuary1st,2015toJanuary31st,2015werecollected,allofwhichreceivedgemstonespectralCTdual-energyscanning;therawdataweresenttotheGEAW4.6workstationwiththestandardreconstructionalgorithmafterscanning;muscle,fatandmyocardiumwereselectedasthebackgrounds,respectively,tomeasuretheoptimalsingle-energyoftheleftmaincoronaryartery,leftanteriorascendingbranch,leftcircumflexarteryandtherightcoronaryartery.ResultsThedifferencesintheoptimalsingle-energyoftheleftmaincoronaryartery(66.68±0.66VS68.76±2.18VS64.74±0.66),leftanteriorascendingbranch(66.60±0.56VS68.86±2.02VS64.69±0.59),leftcircumflexartery(66.48±0.65VS68.78±2.21VS64.83±0.64)andtherightcoronaryartery(66.56±0.56VS68.88±2.09VS64.69±0.59)underthethreebackgroundsofmuscle,fatandmyocardiumwereofstatisticalsignificance(allPs<0.001).ConclusionTherearedifferencesintheoptimalsingle-energyofgemstonespectralCTcoronaryangiographyamongthethreedifferentbackgroundsofmuscle,fatandmyocardium;theoptimalsingle-energyofcoronaryarteryisslightlyhigherunderthebackgroundoffatwhileslightlylowerunderthebackgroundofmyocardium;andbackgroundshavecertaininfluenceontheoptimalsingle-energyvalueofcoronaryangiography.

【Keywords】Background;GemstoneenergyspectralCT;Coronaryangiography;Bestsingleenergy

能谱CT的单能量成像功能等同地实现了物质在单色X线源的情况下可能获得的图像[1]。单能量图像因其去除了常规CT的硬化伪影，并且能够提供准确的CT值和良好的对比噪声比，优化了图像质量，在CT冠状动脉造影（coronaryCTangiography，CCTA）中逐渐展现出其优势。一般讲，组织结构会在某一能量点下得到最好的观察，但因病变性质、类型的不同，以及病变的位置和病人大小的变化，这一数值会有相应的调整，本研究的目的旨在探讨背景是否会对冠状动脉成像最佳单能量产生影响。

1.资料与方法

1.1研究对象

收集我院2015年1月1日—1月31日期间拟行冠状动脉CT成像患者50例，所有患者检查前均签署知情同意书。其中男29例，女21例，患者年龄53±6.8岁，BMI指数（kg/m2）25.0±2.06，其中高血压患者10例，糖尿病患者7例，扫描平均心率(次/分)53±6.3。所有扫描后原始数据均采用标准重建算法，分别选取肌肉、脂肪及心肌为背景。根据背景选取的不同，分为肌肉组、脂肪组及心肌组。

1.2扫描方案

采用美国DiscoveryCT750HD扫描机，德国米特郎双筒高压注射器经右上肢静脉注射对比剂碘普罗胺（370mgI/ml），采用对比剂跟踪技术，监测胸主动脉上段CT值，当达到阈值100Hu后，自动开始扫描，扫描范围自气管分叉下1cm至心底下方2cm。采用能谱扫描模式，管电压以0.25ms为周期80/140kVp瞬时切换，层厚0.625mm，球管转速0.35s/r，对比剂用量均为0.8ml/kg，注射速率均为4.5ml/s，对比剂注射完成后以相同流率追加注射生理盐水20ml，扫描时均采用对比剂跟踪技术。

1.3图像重建

对扫描后原始数据采用70kev单能量结合标准重建算法，传输至GEAW4.6工作站，采用GSIViewer软件，在冠状动脉左主干、左前降支、左回旋支及右冠状动脉选取感兴趣区，感兴趣区面积根据实际情况尽可能大，但应避开血管、钙化，在冠状动脉感兴趣区同一层面，分别选取肌肉、脂肪及心肌为背景，测量三组不同背景下冠状动脉左主干、左前降支、左回旋支及右冠状动脉的最佳单能量，每支冠脉测量三次，取平均值。

1.4统计学方法

应用SPSS18.0统计软件进行分析。定量资料采用均数±标准差表示。非正态分布的连续变量采用Mann-WhitneyU检验，P＜0.05认差异有统计学意义。

2.结果

肌肉、脂肪及心肌三种不同背景下冠状动脉最佳单能量在冠状动脉左主干、左前降支、左回旋支及右冠状动脉差异均有统计学意义（见附图），P值均<0.001，其中脂肪组冠脉各分支最佳单能量值最高，心肌组最低。见表。

患者男，55岁，胸闷、胸痛一周待查，图a为分别测量右冠状动脉及胸壁肌肉CT值及图像噪声，测算出肌肉背景下右冠状动脉最佳单能量值；图b分别测量右冠状动脉及胸壁脂肪CT值及图像噪声，测算出脂肪背景下右冠状动脉最佳单能量值；图c为分别测量右冠状动脉及心肌CT值及图像噪声，测算出心肌背景下右冠状动脉最佳单能量值。

3.讨论

CT能谱成像是通过单个球管在一个旋转周期内进行X线高低两种能量（80kVp和140kVp）的瞬时切换，得到40～140keV共101个单能量图像。传统多层CT采用混合能量成像，会产生物质CT值漂移，从而影响图像的质量[2]，与传统CT比较，单能量能够提供更为准确的CT值，更高的CNR，更优质的图像质量。

能谱CT单能量成像已广泛应用于影像诊断的各个方面，诸多学者根据各自研究的需要，以脑白质、肝实质、肌肉等不同背景对单能量进行了分析和研究。Lin等[3]得出对于脑实质的显示，70keV单能量图像能够明显降低不同脑组织解剖部位的图像噪声和线束硬化伪影，可以作为颅脑CT平扫脑实质观察的最佳单能量点。叶晓华等[4]以肝实质为背景，得出70keV单能量图像能够有效改善图像质量并增加肿瘤的对比，有利于肿瘤尤其是小病灶的检出。威晋等[5]以脑白质为背景得到得出颅脑CTA的最佳单能量水平为51.11±3.43keV。有学者报道[6]，能谱CT对门静脉期肝静脉显示的最佳单能量值为50keV。有学者对6个研究[7-12]中188例研究对象进行分析得出，以肝脏为背景，50keV是动脉期显示肝癌病灶的最佳单能量，70keV是门静脉期显示肝癌病灶的最佳单能量。

本研究在冠状动脉ROI不变情况下，分别选取肌肉、脂肪及心肌三种不同背景对其单能量进行分析，结果显示：肌肉、脂肪及心肌三种不同背景下冠状动脉最佳单能量值会发生变化，心肌组冠脉单能量值最低，脂肪组冠脉单能量值最高，并且三组间差异均有统计学意义，由此可见，不同背景的选择，对冠状动脉最佳单能量值会产生影响，针对不同的观察对象需要选择合适的背景；这也提示我们，人体组织的最佳单能量值并不是一成不变的，它受背景的影响，当选择不同背景时，其单能量值会有所差异，因此，我们研究所得到的最佳单能量值并不是一成不变的，而是相对于研究背景下的最佳单能量值。

本研究不足之处：（1）仅选择肌肉、脂肪及心肌这三种对冠脉最佳单能量进行了分析，因此，得出的结论也是相对的；（2）本研究样本含量有限，所纳入患者平均体质量指数超重，且分布不均，可能会对结果产生影响，对于体质量指数是否会对研究结果产生影响，还需进一步研究验证；（3）冠脉最佳单能量的影响因素众多，本研究仅针对背景做了分析，其它因素是否会对冠脉最佳单能量产生影响，有待于后续进一步的研究，本研究中，仅仅研究了脂肪、肌肉及心肌三种不同背景对冠脉最佳单能量的影响，而对于全身其它部位CT扫描最佳能量点的选择和优化有待于在日后工作中不断完善。

【参考文献】

[1]刘爱莲，沈云，董越，等，能谱CT临床应用图谱[M].北京：人民军医出版社，2014:21.

[2]汪洁，王万勤，刘斌，等.体外实验中宝石CT能谱成像技术血管成像最佳单能量图像的选择[J].中国医学影像技术，2011，27(11):2340-2343.

[3]LinXZ,MiaoF,LiJY,etal.High-definitionCTGemstonespectralimagingofthebrain：initialresultsofselectingoptimalmonochromaticimageforbeam-hardeningartifactsandimagenoisereduction[J].JComputAssistTomogr,2011,35(2):294-7.

[4]叶晓华，周诚，吴国庚，等.CT能谱单能量成像对不同肝脏肿瘤检出影响的初步探讨[J].中华放射学杂志，2011，45（8）:718-722.

[5]威晋，薛蕴菁，段青，等.[J].能谱CT颅脑血管造影最佳单能量应用初探[J].中国医学计算机成像杂志，2013，19(1):17-19.

[6]孙骏，罗先富，王守安，等.能谱CT单能量图像对提高肝静脉成像质量的临床应用研究[J].中华放射学杂志，2013，47(2):132-135.

[7]LvP,LinXZ,ChenK,etal.SpectralCTinpatientswithsmallHCC:investigationofimagequalityanddiagnosticaccuracy.[J]EurRadiol,2012,22(10):2117-2124.

[8]郁义星，林晓珠，陈克敏，等，CT能谱成像在诊断肝癌和血管平滑肌脂肪瘤中的价值[J].临床放射学杂志，2012，31(9):1274-1278.

[9]郁义星，林晓珠，陈克敏，等，CT能谱成像在鉴别小肝癌和小血管瘤中的价值[J].实用放射学杂志，2012，28(11):1702-1706.

[10]YuYI,LinX,ChenK,etal.Hepatocellularcarcinomaandfocalnodularhyperplasiaoftheliver:differentiationwithCTspectralimaging[J].EurRadiol,2013,23(6):1660-1668.

[11]郁义星，林晓珠，陈克敏，等，CT能谱成像在鉴别肝癌和局灶性结节增生中的价值[J].中华放射学杂志，2013，47(2):121-126.

[12]郑盛，唐映梅，杨晋辉，等.CT能谱成像鉴别肝癌和肝脏局灶性结节增生的临床价值[J].实用肝脏病杂志，2013，16(5):411-415.