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能谱CT充气检查联合GSI自动智能辅助技术在评估食管癌分期诊断中的研究价值

周悦  
【摘要】:第一部分能谱GSI自动智能辅助技术联合低碘对比剂注射量对不同体质量指数胸部CT增强扫描图像质量和辐射剂量的影响背景和目的:作为具有划时代意义的功能成像技术,常规能谱CT通过140kVp高电压和80kVp低电压的瞬时切变,由此扫描后获得的图像缺乏个体化的参数设置,因而无法在扫描过程中依据患者的BMI有效降低辐射剂量。CT能谱自动智能辅助(automatic spectral imaging assist,ASIA)技术能够依据患者体型和预设扫描参数为参考,智能化选择患者最佳的扫描参数,产生与常规扫描类似的辐射剂量,且稳定的图像质量。基于患者体重的差异而计算出的含碘对比剂注射量能够有效的减少对比剂的摄入,能够减少不良反应的风险。本研究旨在探讨胸部CT双期增强扫描中,能谱ASIA技术联合低碘对比剂注射量对于不同BMI患者图像质量和辐射剂量的影响。材料和方法:收集本院行能谱CT胸部双期增强扫描的患者120例,采用随机数字表法将120例患者分为A组和B组各60例。再根据BMI分为三个亚组,分别为BMI18.5kg/m~2患者14例、18.5 kg/m2≤BMI24.9 kg/m~2患者26例和BMI18.5 kg/m~2患者20例。采用美国GE HD750 CT(宝石能谱CT)扫描。B组扫描参数包括:选择采用能谱ASIA扫描模式,噪声指数设定为13HU,对比剂剂量按300mgI/kg计算;A组采用常规胸部增强CT扫描模式,管电压设定为120 kVp,剂量450mgI/Kg。由一名具有10年CT诊断经验的医师用在美国GE HealthCare AW 4.6工作站上进行图像分析与测量。感兴趣区(region of interest,ROI)分别置于主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉。采用FBP和50%ASIR分别对两组图像进行重建。由两位具有影像学诊断经验的医师进行图像主观评分,并测量并计算各组图像的SNR和CNR。通过自动计算得到图像的容积CT剂量指数(CTDI_(vol))及剂量长度乘积(dose length product,DLP),计算并比较两组患者扫描过程中所摄入总碘对比剂剂量。采用SPSS 19.0统计软件包进行统计学分析。采用配对t检验比较患者的年龄、身高、体重、BMI和辐射剂量;采用X~2检验比较患者性别的差异。采用单因素方差分析比较重建后图像的客观评价指标,两两比较采用LSD法;图像的主观评价采用Mann-Whiteney U检验。结果:1.组间患者总体噪声值比较:在动脉期,A组在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉的噪声值显著低于40KeV,高于70 KeV(P0.05),且与50、60 KeV比较差异无统计学意义(P均0.05)。在静脉期,A组在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉的噪声值显著低于40、50KeV,高于70 KeV(P0.05),且与60KeV比较差异无统计学意义(P均0.05)。2.组间患者CT值的比较:在动脉期与静脉期,在40、50KeV图像在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉的CT值高于A组(P0.05),低于70KeV(P均0.001),且与60 KeV差异无统计学意义(P均0.05)。3.组间患者CNR值比较:B组18.5kg/m~2≤BMI24.9 kg/m~2患者40~60KeV在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉的CNR值显著高于A组(P均0.05)。BMI18.5kg/m~2和BMI24.9 kg/m~2患者40、50KeV在主肺动脉窗层面、气管分叉层面、右肺动脉层面、左右房室层面的降主动脉的CNR值显著高于A组(P均0.05),其余组间比较差异无统计学意义(P均0.05)。B组70KeV图像在主肺动脉窗层面和右肺动脉层面降主动脉的CNR高于A组,其余组间CNR比较差异均无统计学意义(P均0.05)。4.图像质量主观评价:在动脉期和静脉期,40KeV图像的解剖细节评分低于A组,差异具有统计学意义,而总体图像质量评分和A组相似。50、60KeV图像的总体图像质量评分高于A组,差异均具有统计学意义,而图像噪声评分低于A组(P均0.05)。较之A组图像,70KeV图像拥有着较高的图像噪声评分和较低的总体图像质量评分(P均0.05)。5.辐射剂量和碘摄入量的比较:两组间患者各BMI亚组间的CTDIvol、DLP及ED比较,差异均无统计学意义(P均0.05)。B组患者每Kg体重碘摄入量较A组减少了33.33%。其中,B组在BMI18.5kg/m~2和18.5kg/m~2≤BMI24.9kg/m~2的患者总对比剂注射剂量低于A组,差异均具有统计学意义(P均0.05),而在BMI24.9 kg/m~2患者中差异无统计学意义(P0.05)。结论:1.能谱ASIA技术可以有效降低或稳定40~60 KeV图像的噪声,并有效提高图像的CNR,增加图像清晰度,获得可以和常规扫描相媲美的图像质量。2.能谱ASIA组和常规组间患者各BMI亚组间CTDIvol、DLP及ED比较,差异均无统计学意义。3.能谱ASIA组患者每Kg体重碘摄入量较A组减少了33.33%。其中,BMI18.5kg/m~2和18.5kg/m~2≤BMI24.9 kg/m~2的患者总对比剂注射剂量低于常规扫描组。第二部分能谱CT充气检查技术联合“双低扫描”在提高食管癌术前T分期诊断价值中的应用背景和目的:食管癌是常见的消化道恶性肿瘤之一,每年全世界死亡人数大约有30万人。在我国,食管鳞状上皮癌(ESCC)为最常见的病理类型。影像学能否对ESCC在术前进行正确分期对于患者疾病的进展、治疗和预后都发挥着重要的作用。传统CT对于ESCC分期或治疗后再分期存在很多局限性。食管充气CT(esophageal insufflation CT,EICT)是在进行CT检查前通过球囊向胃管内充气的方法,充分扩张食管管腔,以达到食管充气扩张的目的,有助于临床术前对于ESCC患者T分期的判断。本研究将尝试运用充气CT技术联合低剂量扫描对食管癌的T分期进行评估,并探讨其对ESCC患者T分期判断的准确性。材料和方法:收集本院75例经手术或病理证实的ESCC患者,将患者随机分为A、B与C组各25例。所有患者均接受美国GE HD750 CT(宝石能谱CT)扫描。B、C组采用CT能谱自动智能辅助(automatic spectral imaging assist,ASIA)模式,对比剂剂量按300mg I/kg计算;A组采用120 k Vp常规胸部增强CT扫描模式,对比剂剂量按450mg I/kg计算。C组在扫描时行EICT检查。由一名具有10年CT诊断经验的医师用在美国GE Health Care AW 4.6工作站上进行图像分析与测量。A组和B、C组分别采用FBP和50%ASIR重建。计算三组图像病灶与邻近纵膈内脂肪组织的CNR和辐射剂量。由2位具有10年影像学诊断经验的医师对图像中的特殊影像学征象进行观察记录,并将后处理得到的三组图像逐一进行T分期评估。采用SPSS 19.0统计软件包进行统计学分析。采用单因素方差分析比较三组重建后图像的客观评价指标。对照临床病理结果,计算四组图像对于T分期评估的敏感性、特异性和准确性。结果:1.特殊影像学征象对T分期诊断的影响:C组图像CT扫描时是否能呈现ESCC分层强化对于鉴别T1/2期与T3期髓质型ESCC具有统计学意义(P均0.05),。联合椎前三角形态学改变与其两期NIC的诊断阈值进行检验,B、C组图像对于鉴别T3期与T4期髓质型ESCC具有统计学意义(P均0.05)。2.图像质量和辐射剂量的比较:在最佳单能量图像上,B、C两组的病变与邻近周边脂肪间隙的CNR高于A组,差异具有统计学意义(P0.05);B、C两组间差异无统计学意义(P0.05)。三组患者的CTDIvol、DLP及ED比较,差异均无统计学意义(P0.05)。B组和C组患者每Kg体重碘对比剂的摄入量减少33.33%。3.T分期诊断价值的比较:C组对于诊断T1/2期ESCC的敏感性和准确性高于A、B组。C组对于诊断T3期ESCC的敏感性、特异性和准确性高于A、B组。三组对于T4期诊断的敏感性、特异性和准确性基本一致。结论:1.采用能谱EICT检查联合ASIA技术能够改善ESCC增强扫描图像的CNR,维持辐射剂量的同时,有效减少对比剂的摄入量。2.对比常规CT,能谱EICT检查联合ASIA技术能够提高对T1/2期与T3期病变鉴别诊断的能力。3.联合ESCC椎前三角形态学改变与其静脉期IC值,能够提高对T3与T4期髓质型ESCC的鉴别能力。第三部分Logistic回归及ROC曲线综合评价能谱CT参数对食管癌转移性淋巴结鉴别诊断的价值背景和目的:淋巴结转移是食管癌发生转移的主要方式。治疗前进行CT检查对是否有淋巴结转移以及对治疗方案的制定起着指导作用。过去有关于CT对于食管鳞癌(ESCC)淋巴结分期的研究,大部分是依据淋巴结短径是否10mm或淋巴结的强化特征来判断性质,其结果均显示CT对于转移性淋巴结的诊断敏感性和N分期的准确度较低。能谱CT成像技术在扫描过程中可以实现80k Vp和140k Vp两种不同k Vp射线的瞬时切换,具有极高的组织成分区分能力。本研究将通过在回顾性队列中建立多变量Logistic回归模型,并从能谱CT参数中选取最佳阈值,提升对食管癌转移性淋巴结诊断的准确性,评估其对食管癌转移性淋巴结的诊断价值。材料和方法:收集本院60例经手术或病理证实的ESCC患者,其中男性45例,女性15例,所有患者均接受美国GE HD750 CT(宝石能谱CT)扫描。由两名具有10年和20年CT诊断经验的医师使用美国GE Health Care AW 4.6工作站上进行图像分析与测量。使用GSI能谱软件在最佳对比噪声比的70Ke V单能量图像上选取感兴趣区。计算两期标准化碘含量(NIC)、标准化碘含量差值(NICD)以及动脉期和静脉期标准化碘含量的比值(NIC ratio)。在能谱曲线图上分别测定病变动脉期(AP)和静脉期(VP)40~140 Ke V能谱曲线的斜率K值。在有效原子序数图上分别测量两期ROI以及相应层面胸主动脉的有效原子序数(Zeff)和标准化有效原子序数(Zeff-c)。采用SPSS 19.0统计软件包进行统计学分析。采用多元Logistic过程进行Logistic逐步回归分析,为淋巴结的诊断筛选变量,并运用Binary Logistic回归分析产生联合变量。利用ROC曲线比较参数的AUC,寻找约登指数最高的点作为最佳阈值,并计算诊断的敏感性和特异性。结果:1.最终共有134个可疑性淋巴结纳入本研究中。转移性淋巴结两期的IC和NIC均高于非转移性淋巴结;转移性淋巴结在静脉期和动脉期NIC的差及两期NIC变化率,低于非转移性淋巴结;转移性淋巴结40~70 Ke V、80~100 Ke V和110~140 Ke V斜率均较非转移性淋巴结高,差异均具有统计学意义;动脉期和静脉期的Zeff和Zeff-C在转移性淋巴结组中高于非转移性淋巴结组,差异具有统计学意义(P均0.05)。2.ROC曲线分析显示:能谱参数动脉期IC和动脉期NIC、动脉期40~70 Ke V、80~100 Ke V和110~140 Ke V能谱曲线斜率、动脉期Zeff和Zeff-C具有一定的诊断价值,其余参数的诊断价值较低。多元Logistic逐步回归分析筛选出IC AP、NIC AP、Zeff AP和Zeff-C AP四个有意义的指标,以IC AP的诊断价值最高,当取值为22.39时,其敏感性、特异性和准确性为66.70%、96.15%、78.40%。3.二元Logistic回归分析结果显示,以IC AP与NIC AP联合变量的诊断价值最高,当取阈值0.29时,其敏感性、特异性和准确性为70.73%、96.15%、80.60%。4.对比常规CT征象的诊断结果,由IC AP与NIC AP联合检验所得到的新变量,对于诊断转移性淋巴结拥有很高的敏感性(70.20%vs.64.63%)、特异性(96.15%vs.78.85%)、准确性(80.60%vs.70.15%)。结论:经Logistic回归联合ROC曲线分析产生的IC AP与NIC AP联合变量对于ESCC转移性淋巴结鉴别诊断的能力强,且敏感性和特异性均高于常规CT征象的诊断价值。


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