Radiology:四种双能量CT扫描技术在鉴别肾结石成分中的价值

尿石症是一个十分普遍的健康问题，在美国每11个人中就有一个受到影响，而且发病率呈上升趋势，从4.1%-6.3%（1994年）到7.1%-10.6%（2007-2010年）。据估计，2000年美国每年与处理尿石症及其慢性肾脏后遗症有关的医疗费用已超过50亿美元。平扫CT是评估泌尿系结石的首选方式，对于确定结石的大小和位置具有高度的准确性。结石成分是决定治疗策略的一个关键因素，传统上常使用单能量CT根据衰减测量来评估。然而，衰减测量的准确性有限（68%-77%），而且确定有多个成分的结石或小结石的成分是一个挑战。

DECT通过利用组织在不同的光子能量水平上的不同衰减来提供物质成分的信息，通过获得两个能量谱来进行特定物质的成像。临床实践中的商用DECT技术包括基于源（双源DECT[dsDECT]）和快速千伏峰值切换DECT[rsDECT]）或基于探测器（双层探测器DECT[dlDECT]）的扫描仪。dsDECT扫描仪技术已经能够帮助将尿酸结石与其他类型的结石区分开来，准确率达93%，并将各种DECT扫描仪技术中的胱氨酸结石与石炭酸结石区分开来，但对诊断性能的多厂商比较有限，而且关于低剂量成像的影响的数据也很缺乏。

近日，发表Radiology杂志的一项研究比较了四种DECT技术在标准和低剂量采集下确定肾结石成分的性能，为实现低辐射剂量下准确评估肾结石成分提供了技术支持。

本项研究为一项体外模型研究。将71颗已知化学成分的尿石（大小：2.7-14.1毫米）（51颗钙石，4颗石榴石，4颗胱氨酸，12颗尿酸）放置在一个定制的圆柱形模型中。使用快速千伏峰值开关DECT（rsDECT）（n = 2）、双源DECT（n = 2）、双束DECT（tbDECT）（n = 1）和基于双层探测器的CT（dlDECT）（n = 1）扫描仪，按照制造商推荐的方案和剂量优化的机构方案（体积CT剂量指数减少达80%）进行连续扫描。图像数据集采用有效原子数和双能量比指数的最大可用和可比光谱进行分析。评估了扫描仪技术、方法和采集的每个组合的性能。使用Logistic回归模型来计算接受者操作特征曲线下的面积（AUC）。

经过图像分析，除tbDECT外，所有扫描仪在区分尿酸盐和其他结石时，至少在一次采集中的AUC大于0.95。所有的DECT技术都能帮助区分一水的草酸钙结石，准确度适中（AUC：0.70-0.83），尿酸钙的AUC大于0.99。在剂量优化和/或供应商推荐的设置下，性能和采集之间没有相关性。

图 图像流程图显示了CT扫描的过程。所有的结石在盐水（0.9%NaCl）中水化24小时，然后被铸入一个定制的圆柱形模型。(A) 单个结石被放置在充满明胶的、有孔的塑料托盘中。(B) 然后将托盘悬挂在一个含明胶的管道内（直径=16厘米），该管道被安装在一个32厘米的聚甲基丙烯酸甲酯模型的中心。(C) 用六台不同的扫描仪对幻影进行扫描。(D) 在双层探测器的双能量CT（dlDECT）扫描仪（IntelliSpace Portal 9.0，飞利浦医疗）的工作站上创建的带有结石的模型的三维（3D）渲染。(E)在每个结石的中心放置最大可能的圆形感兴趣区域，以获得衰减值和有效原子数

本研究评估的所有双能量CT（DECT）技术都能够实现结石成分的区分，性能中等偏上。这结果取决于所使用的技术、实施的方案和采用的方法的组合。辐射剂量的优化并没有影响结石成分鉴别的准确性。

原文出处：

Ali Pourvaziri,Anushri Parakh,Jinjin Cao,et al.Comparison of Four Dual-Energy CT Scanner Technologies for Determining Renal Stone Composition: A Phantom Approach.DOI:10.1148/radiol.210822