肺结节双能量CT评估：检查流程及注意事项 |
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肺结节双能量CT评估：检查流程及注意事项
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DE(Dual Energy)肺结节检查是一种专门用来评估孤立性肺结节(SPN)的造影剂增强CT检查。这种技术同时使用两个不同球管电压的X线球管来改善结节的特征鉴定效果。 此外，还可以对DE数据集进行碘减影，生成VNC（虚拟平扫）图像。 VNC图像可用于肺结节基准密度测量，并用于检查是否存在钙化。 VNC图像是从同一DE采集中生成。 通常，这可以消除由于呼吸导致的对准不良，避免在增强前和增强后的数据集上进行测量时CT值测量的准确性下降。 CT成像可根据结节形状和边缘等形态学特征进行特征鉴定。结节的碘吸收度也可用来区分良性和恶性病变。而且，由于无需进行增强前的参考扫描，放射剂量和检查时间也将减少。 DE肺结节检查可在单次扫描中提供用于CT诊断的多种信息： 以不同的混合比率融合显示高/低kV数据集，实现结节和胸部一般解剖结构的最佳显示效果 肺结节碘增强的检测和定量 生成VNC图像，用于无呼吸对准不良的基准测量 自动结节分割和测量 为了优化DE检查，务必理解影响图像质量的因素并了解如何进行技术微调以获得最佳结果。临床背景 出现孤立性肺结节(SPN)的病人通常没有症状；但是，SPN是医生和病人都需要面临的难题。SPN指直径小于3 cm、被正常肺组织包围且与淋巴结肿大或肺膨胀不全无关的单纯性离散肺部不透明症状。 大多数SPN是良性的，但也可能出现在肺癌早期。肺癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，死亡率最高，2020年新发肺癌病例221万例，死亡180万例。 肺癌的存活率很低，5年存活率只有14%。如果原发肿瘤的直径不超过3 cm（1A期），则早期肺癌的5年存活率可达70 - 80%。因此，对于早期症状表现为SPN的肺癌，及早诊断和治疗可能是根治的唯一机会 * 。* Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience.Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. 形成SPN的风险因子 评估结节是良性还是恶性时，病人的过往病史可作为重要信息参照*： 吸烟史 恶性肿瘤病史 到肺结核(TB)之类的炎症性疾病高发地区旅行 肺癌的职业病风险因子，如接触石棉、氡和镍等 TB或肺真菌感染病史 恶性肿瘤风险也会随着年龄的增长而呈上升趋势： 39岁以下的人群为3% 40 - 49岁的人群为15% 50 - 59岁的人群为43% 60岁以上的人群高于50% * Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience. Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. SPN的鉴别诊断 SPN是最常见的胸部放射检查异常情况之一。每年通过胸片或胸部CT扫描图像偶然检查出的大约有150,000例*。这些结节约有40 - 50%是恶性的。大部分是支气管癌，但有10 - 30%可能是单发转移瘤**。 SPN可作为鉴别诊断下表所列众多疾病的辅助依据 ** ： * Lillington GA. Management of solitary pulmonary nodules.Disease-a-Month. 1991 May;37(5):269-318. ** Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience. Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. SPN的全面检查 血检或肝酶测试之类的实验室检查特异性不够，在SPN全面检查中的作用有限。 大部分SPN (8 - 10 mm)是在胸片中首次检测到，可显示大小、形状、成洞、生长速度和钙化类型方面的信息。所有这些放射检查特征都有助于确定病变是良性还是恶性。但是，这些特征中没有一项完全属于肺癌的特异特征。 胸部CT与胸片相比具有很多优势。CT在较小的结节检测和形态学特征鉴定中分辨率更高，其中包括： 基于平扫的CT值测量，用于辅助检测显微钙化点：185 HU将被当作良性病变的上限 结节中出现脂肪是良性病变的标志 造影剂增强程度可指示结节是否为恶性：增强达不到15 - 20 HU的，预测为良性的几率超过95% 正电子发射断层成像(PET)对恶性肿瘤具有很高的灵敏性和中等的特异性。在PET成像中，增强的病变很可能为恶性，因为它的葡萄糖代谢升高。但是，对于感染或发炎导致代谢活跃的病变，在检测时也可能会出现误报阳性的情况。FDG-PET扫描对较小的结节(< 20 mm)灵敏度较低，可能会错过10 mm以下的病变。条件允许时，在恶性结节诊断中结合使用PET/CT将比单独使用CT更加灵敏和准确，可用作评估SPN时的检查选择*。 单光子发射计算机断层成像(SPECT)扫描的成本低于PET扫描，但灵敏性和特异性却与之相当*。 可通过肺穿刺(TTNA)或支气管镜进行SPN生物活检。据报告，当病变的直径不低于2 cm时，TTNA的准确度可达到90 - 95%，但在诊断较小病变时，准确度有所下降(60 - 80%)。由于当结节直径小于2 cm时，通过支气管镜获得的结果很少，因此同时使用支气管镜和肺穿刺(TBNA)效果更佳。TBNA在纵膈结节采样中也很有用*。* Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience. Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. SPN的诊治**** 将结节与以前的胸片互相对照是评估孤立性肺结节(SPN)过程中最重要和最经济有效的初始步骤。由于在2年内未出现增长的案例中良性几率只有65%，因此建议在为期5年的期限内每年进行观察。直径小于1 cm的结节，可使用CT扫描评估其生长速度。 在胸片中发现的可疑结节需要使用薄层CT扫描、CT光密度测量和造影剂增强进一步评估。如果CT光密度测量图像中有10%的结节显示钙化，则癌症几率较低，可以在跟踪检查中继续进行监控。结节增强低于15 HU的病人可通过连续的胸片进行监控。 在进行CT扫描之后，可通过FDG-PET扫描或SPECT扫描来评估中等结节。 如果出现的是中等结节，或不太可能是恶性，例如病人是不吸烟的年轻人，则可使用TTNA。TTNA有助于对非手术病人进行确诊。病变可能为恶性时，通常要实施切除手术（胸廓切开术）或电视胸腔镜手术(VATS)。 推荐对孤立性肺结节(SPN)采取如下跟踪安排： 第一年每3个月进行一次胸片检查 接下来两年每6个月进行一次胸片检查 在这两年之后，SPN可能需要每年观察一次，最多5年* Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience. Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. 病人准备/基本护理 用户应实施以下护理程序： 病人CT检查同意书 包含相应临床病史的书面请求 上次测试的报告（如果有） 碘造影剂禁忌症 病人在检查之前补充足够的水 在进入CT室之前建立静脉通道 肘前静脉中插入18G或20G的静脉留置针 在注射之前，应对注射部位进行测试并用盐水冲洗，以找到正确的静脉注射点并降低溢出风险 指导说明 为确保病人全力配合，在进行检查之前务必提供清晰的说明和指导。 应当指导病人在吸气之后屏住呼吸。如有必要，指导病人进行练习。 病人定位/方法 以下技术将充分考虑到病人的舒适性，并提供最佳检查图像质量： 头先进或足先进，仰卧或俯卧，头部以适当物品支撑，如头臂支架 手臂举过头顶，舒适地靠在头臂支架上 在理想情况下，扫描区域中应包含双侧肺，躯干通过激光标记居中 体形高大的病人躯干应稍微偏离中线，以使受影响的肺和感兴趣区处在球管B的扫描区域中 以下图示显示仰卧定位（病人的头先进入机架）： 确保静脉管和氧气管安全固定，防止随检查床移动时被卡住。提示 DE成像的最佳显示野受球管B的较小扫描区域限制。在SOMATOM Definition Flash上，球管B的扫描区域为33 cm。Dual Energy信息仅可用于此区域。 DE结果很容易受图像噪声、射束硬化和交叉散射伪影的影响。当病人定位于扫描区域中央时，图像质量将达到最佳。 在理想情况下，球管B的扫描区域中应包含双侧肺 躯干可能需要偏离中心，以仅涵盖受影响的肺 建议使用两个定位像扫描（AP和侧面位置），以便于使相关解剖结构居中 DE采集可将侧面定位像作为参考，通过检查卡上的上移或下移按钮调整检查床高度；无需重复定位像扫描 感兴趣区可借助激光标记灯居中，检查AP和侧面定位像后可对居中情况进行调整。
检查方案/扫描方案
所有默认Dual Energy扫描方案均以DE作为前缀。为便于将相关解剖结构置于扫描区域中央，所有DE方案都预先定义了在AP和侧位进行的两种定位像扫描。 DE数据很容易受图像噪声、射束硬化和交叉散射伪影的影响。默认的西门子方案在优化图像质量、扫描时间和病人剂量这三方面之间取得了良好平衡。首次开始执行DE检查时，建议使用西门子默认方案。 选择性光子屏蔽的临床影响
选择性光子屏蔽能够更加灵活地优化DE检查和病人的扫描参数。使用选择性光子屏蔽，可使用较低的剂量保持对比度-噪声比，从而改善结果图像中的DE信号： 检查体形纤瘦的病人时，可使用80 kV / Sn 140 kV组合进一步降低剂量。 如果使用100 kV / Sn 140 kV组合，保留的剂量足以改善DE图像评估结果，特别是在对体形高大的病人进行成像时。 静脉注射
肺结节算法适合用于对峰值增强处的SPN进行图像评估。研究结果显示，大多数恶性结节中的峰值增强出现在开始注射后的头2分钟之内*。最新的DECT研究建议使用延迟3分钟的扫描评估结节增强**。 造影剂容积(1.5 ml - 2 ml/kg)通常根据病人体重而定。强烈建议使用生理盐水冲洗静脉管路，以获得更均一的增强效果。 下表显示所使用的典型注射方案。下表中列出的值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。  如果病人近期未接受过胸部CT检查，则应首先在静脉期对整个胸部进行单能或DE扫描（扫描延迟大约60秒），以评估纵膈的一般解剖结构。通常不需要进行团注跟踪。* Swensen SJ, Morin RL, Schueler BA, Brown LR, Cortese DA, Pairolero PC, et al.Solitary pulmonary nodule: CT evaluation of enhancement with iodinated contrast material--a preliminary report.Radiology.1992 Feb;182(2):343-7. ** Chae EJ, Song JW, Seo JB, Krauss B, Jang YM, Song KS.Clinical utility of dual-energy CT in the evaluation of solitary pulmonary nodules: initial experience. Radiology.2008 Nov;249(2):671-81. 提示 交叉散射伪影随病人的身体直径和螺距的增大而增加。为了尽量减少这些伪影和图像噪声，建议采取以下措施*： 建议仅对身体直径小于35 cm的纤瘦病人使用80 kV / Sn 140 kV组合。 可以降低螺距以改善交叉散射校正效果。 准直为0.6 mm时，允许使用的螺距为0.2 - 1.2。 降低了螺距之后，可升高低kV的有效mAs，以使用更高的剂量来将噪声降至最低。 CARE Dose 4D应始终激活，以便根据病人的体形、厚度和组织密度自动调节剂量。 * 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 检查计划 / 概述 如果病人近期未接受过胸部CT检查，则应对整个胸部进行单能或DE造影剂增强扫描，定位肺和纵膈并评估其状态。扫描范围(35 - 40 cm)是从下颈部到横膈。根据临床适应症，扫描范围可以扩大到肾上腺。 此项扫描通常在纵膈不透明度均一的动脉晚期中或静脉期中进行。建议在注射后使用60秒的固定启动延迟。不需要进行团注跟踪。 以结节为中心的延迟DE扫描可在启动注射后以2分钟或3分钟的间隔执行。 以下定位像显示整个胸部DE采集的扫描范围（蓝色框）以及结节的覆盖范围（粉红框）： 范围设置
默认方案中定义了两个定位像： 第一个定位像，侧位，头向至尾向扫描 第二个定位像，前后位，尾向至头向扫描 这两个定位像中的范围框相互关联，定义的是DE采集中的同一个扫描体。  通过检查侧面定位像并使用检查卡上的上移或下移按钮进行调整，可将感兴趣区域居中。 图像重建
完成采集后，CT图像利用采集的原始数据进行重建。常规的工作流程通常需要生成厚轴位断层以便查看和记录。此外，还需要重建重叠的薄轴位断层，然后用于进一步的二维/三维后处理。 默认方案中设置了多个重建任务，并为每个任务重建三个图像系列： 高kV (140 kV)数据 低kV（80 kV或100 kV）数据 混合数据，组合了低kV和高kV采集数据；混合比率取决于DE合成值在自动任务选项卡上选中为混合系列自动执行任务选项后，即可仅为混合图像系列进行自动拍片和传输。此功能在重建任务1中默认打开，用于创建薄断层系列。 DE合成
DE合成参数只适合用来重建DE采集数据。它决定生成混合图像系列时使用的低kV和高kV采集数据的混合比率。该值的范围为0.1到0.9，可以在重建任务卡中进行选择。 提示
混合系列用于常规诊断和三维后处理。高/低kV图像系列使用syngo Dual Energy进行评估*。 使用80 kV设置时，可以调整DE合成以改善混合图像的质量，如下所示： ≤ 0.4，用于体形高大的病人（身体直径 > 30 cm），或用来降低图像噪声 0.4 - 0.5，用于体形瘦小的病人（身体直径 < 30 cm） 为了改善造影剂增强检查中的碘清晰度，最高可调整为最大值0.7 使用100 kV设置时，可以调整DE合成以改善混合图像的质量，如下所示： ≤ 0.6，用于体形高大的病人（身体直径 > 35 cm），或用来降低图像噪声 0.6 - 0.7，用于体形瘦小的病人（身体直径 ≤ 35 cm） 为了改善造影剂增强检查中的碘清晰度，最高可调整为最大值0.8 重建DE数据集时，必须考虑以下提示： 对于体形高大的病人，可使用以肺结节为中心的较小FoV (15 - 25 cm)。 syngo Dual Energy应用程序应使用DE卷积核（前缀为D或Q）。 DE卷积核在组织和空气的交界处等区域提供较少的边缘增强，从而提高了DE处理质量。 * 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 数据采集完成后，可以使用syngo.via或者MMWP相应软件进行双能量评估。2021年4月12日 |
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