双能量CT对胃癌患者术前病理分级及分期的临床研究

【摘要】胃癌是消化道常见恶性肿瘤,占每年新发癌症人数的8%。胃癌的预后和TNM分期及分化程度密切相关。多排螺旋CT(multi-detectorrowCT,MDCT)成像已广泛的应用于胃癌的术前TNM分期及分化程度的诊断,但是仍有一些问题需要解决。双源双能量CT已应用于临床,它的优势在于一次扫描可以同时获得高能量图像、低能量图像及混合能量图像。还可得到各水平的单能量图像及最佳单能量图像。我们可以根据诊断的需要,选择不同的图像。能得到虚拟平扫图像。虚拟平扫图像因能够避免常规平扫,可减少辐射剂量,尤其是对需要长期随访的患者。本文研究目的是评价双源双能量CT技术是否能优化图像质量,提高TNM分期及分化程度诊断的准确性,以及虚拟平扫图像在降低辐射剂量可行性的评估。第一部分胃癌双能量图像的优化选择及其在术前分期中的应用目的：探讨双源双能量CT图像优化选择后的图像质量,及其在胃癌术前分期中的临床应用。材料和方法：收集我院2011年12月至2013年2月期间怀疑胃癌行腹部双源双能量增强扫描的患者55例。其中男41例,女14例,年龄23-81岁,平均年龄59.38岁。均经手术或胃镜病理证实。其中行手术的患者43例,其中男31例,女12例,年龄23～78岁,平均年龄59.05岁。测量100kV、120kV及70keV各能量下胃癌病灶、淋巴结的CT值、噪声、对比噪声比(signal-to-noiseratio,SNR)。比较各kV能量及70keV图像间图像质量,优化选择最佳的图像。并评估优化后图像的胃癌术前TNM分期,和120kV图像相对比。结果：1.胃癌病灶动脉期100kV、120kV、70keV图像质量评价：100kV和70keV图像强化程度明显高于120kV。100kV和70keV图像的CT值(87.28±23.91；84.86+21.59)明显高于120kV的的CT值(73.08±17.49)(P<0.001)。120kV和70keV的图像噪声(16.67±4.44；17.50±3.48)明显低于100kV(23.80±6.53)的图像噪声(P<0.01)。120kV和70keV的SNR(4.58±1.32；4.97±1.44)明显高于100kV(3.844±1.29)(P<0.01),70keV的CT值较120kV的的CT值增加了约16%,但是SNR是相仿的。2.胃癌病灶静脉期100kV、120kV、70keV图像质量评价。100kV和70keV图像强化程度明显高于120kV。100kV和70keV图像的CT值(102.10±21.06；101.33士18.68)明显高于120kV的的CT值(83.70±15.37)(P<0.001)。120kV和70keV的图像噪声(18.16±5.25；18.37±5.31)明显低于100kV(25.53±7.93)的图像噪声(P<0.01)。70keV的SNR(5.93±2.00)明显高于120和100kV的SNR(5.01±1.91；4.43±2.03)(P<0.01),70keV的CT值较120kV的的CT值增加了约21%,但是SNR较120kV的高。3.70keV和120kV胃癌患者T分期总的符合率分别为83.7%、72.1%。70keV和120kV图像T1符合率分别为88.4%、95.3%,T2-3符合率分别为81.4%、90.7%,T4a符合率分别为83.7%、88.3%,T4b胃癌符合率分别为95.3%、95.3%,两种图像在胃癌浸润深度中差别没有统计学意义(P=0.25)。4.120kV胃癌患者N分期总的符合率为62.8%,70keV提高到74.4%(P<0.05)。70keV和120kV图像NO符合率分别为86.0%、86.0%,N1符合率分别为86.0%、76.7%,N2符合率分别为83.7%、81%,N3胃癌符合率分别为93.0%、88.4%。结论：双能量CT成像70keV单能图像较120kV不仅提高了胃癌病灶的CT值,图像质量。并且提高了胃癌N分期的符合率(P＜0.05)。第二部分双能量CT虚拟平扫技术在胃癌诊断中的价值目的：本文研究的目的主要是定性、定量评价胃癌双能量扫描中虚拟平扫的图像质量及对胃癌术前评价的诊断价值。评估在胃癌患者中虚拟平扫能减少的辐射剂量问题。材料和方法：收集我院2011年12月至2013年2月期间怀疑胃癌行腹部双源双能量增强扫描的患者55例。其中男41例,女14例,年龄23～81岁,平均年龄59.38岁。均经手术或胃镜病理证实。利用双能技术可以得到动脉期及静脉期两组图像产生的虚拟平扫图像(virtualnon-enhanced,VNE),分别称为VNEA(VNEimagesderivedfromthearterialphases,VNEA)、VNEP(VNEimagesderivedfromtheportalvenousphases,VNEP)。测量常规平扫(truenon-enhanced,TNE)、VNEP、VNEA三组图像胃癌病灶、淋巴结的CT值、噪声、SNR。主观评价三组图像的解剖细节、噪声、伪影及是否能满足诊断。记录三期扫描的容积CT剂量指数(volmeCTdoseindex,CTDIvol)值。比较双能三期(常规平扫、动脉期、门脉期)、及双期(动脉期、门脉期)的容积CT剂量指数剂量来计算辐射剂量降低的百分比。30例患者于半年内进行了复查。其中和首次检查同在第二代双源的患者15例。记录治疗后单源模式扫描的CTDIvol值。结果：1.常规平扫和虚拟平扫图像胃癌病灶的CT值、最大厚度差异没有统计学意义(P>0.05)。但是常规平扫的噪声高于虚拟平扫,SNR低于虚拟平扫图像(P<0.05)。两组虚拟平扫图像间肿瘤的CT值、最大厚度、噪声及SNR没有差别(P>0.05)。TNE、VNE图像肿大淋巴结的直径相仿(P>0.05)。TNE较VNEP的CT值高(P<0.05)。常规平扫的噪声高于虚拟平扫,SNR低于虚拟平扫图像(P<0.05)。VNEA、VNEp两组虚拟图像不论肿大淋巴结的大小、CT值、噪声及SNR差异均没有统计学意义(P>0.05)。2.TNE、VNEA、VNEP三组图像中,在解剖细节显示方面,两两比较,TNE较VNEP解剖细节显示清晰(P<0.05),TNE、VNEA间相仿(P>0.05)。虚拟平扫较的噪声、界面伪影的评分高于常规平扫(P<0.05)。两组虚拟平扫图像间解剖细节的显示、噪声级界面伪影评分没有差异(P>0.05)。三组图像均能满足诊断需求(P>0.05)。3.22例结石、钙化中,4例在VNE图像中没有显示,1例在VNEP中没有显影,VNEA中吸收明显。1例在VNEA中没有显影,在VNEp中重度吸收。3例在VNE图像中均变小。4.胃癌检出及周围侵犯的比较：对病灶检出情况及周围的侵犯的显示,TNE、VNEA、VNEp三组图像结果近似(P>0.05)。有2例TNE、VNEA、VNEp三组图像均没有发现病变,1例TNE中发现,2组VNE图像中没有检出病灶,VNEA中1例没有检出处浆膜侵犯,VNEp中2例没有检出浆膜侵犯,三组图像中对邻近胰腺、肝脏的侵犯均检出,对肝脏转移检测的情况相同,在肿大淋巴结中,TNE检测出47例,有1例VNEA检测出,VNEP没有检测出,2例VNEP检测出,VNEA没有检测出,5例二者都没有检测出。5.双能量扫描模式,虚拟平扫图像可代替常规平扫,如果去掉平扫的辐射剂量,可减少32.41%的辐射剂量。结论：胃癌患者术前分期扫描虚拟平扫图像具有替代常规平扫的潜在能力,从而可以降低32.41%的辐射剂量。第三部分双能量CT碘浓度及能谱曲线在胃癌病理分级中的应用目的：判断双能量CT技术的碘含量及能谱曲线与胃癌病理分级间的关系。材料和方法：收集我院2011年12月至2013年2月期间怀疑胃癌行腹部双源双能量增强扫描的患者55例。其中男41例,女14例,年龄23-81岁,平均年龄59.38岁。均经手术或胃镜病理证实。测量平扫、动脉期和静脉期胃癌病灶的CT值、碘值及同层主动脉碘值。测量肿大淋巴结动静脉双期的碘值,计算标准化碘浓度(normalizediodineconcentration,NIC)=病灶内测得的碘值／同层面腹主动脉测得。的碘值。计算胃癌病灶动脉期、静脉期强化的程度。动脉期强化程度CTA为动脉期CT值-平扫的CT值；静脉期强化程度CTP为静脉期CT值-平扫的CT值。CTPA为静脉期肿瘤的CT值-动脉期肿瘤的CT值。将双能量数据传入Dual-Ene(?)gy软件的”Monoenergetic”程序进行观察分析。可以得到40kev-190kev任意kev条件下感兴趣区的CT值。测量胃癌病灶、肿大淋巴结单能量条件下的CT值,每隔10kev保存记录一次。结果：1.不同分化程度胃癌的平扫、动脉期、静脉期CT值及CTA、CTP差异没有统计学意义(P均大于0.05)。2.不同分化程度胃癌的CTPA、静脉期的标准化碘值差异有统计学意义(P<0.05)。3.不同性质的淋巴结动脉期、静脉期标准化碘值差异均有统计学意义(P<0.05)。4.不同分化程度胃癌的能谱曲线,动脉期曲线走形是重叠的。静脉期,低分化胃癌的曲线位于中高分化胃癌的上方,keV越低,走形越陡,差别越明显；随着keV增高,走形平缓,差异减小。5.静脉期低分化胃癌的能谱衰减曲线斜率大于中分化胃癌。动脉期斜率无统计学意义。结论：双能CT技术的标准化碘浓度定量测定及能谱曲线和胃癌的病理分化程度是相关的。
【作者】万娅敏；
【导师】高剑波；
【作者基本信息】郑州大学，影像医学与核医学（专业学位），2014，博士
【关键词】双能；体层摄影术；x线计算机；胃癌；信号噪声比；X线计算机；虚拟平扫；辐射剂量；能谱曲线；

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