单源双能CT单能量图像显示直肠癌腹膜返折的价值

田士峰，刘爱连，汪禾青，刘静红，孙美玉，马春梅，鞠烨，刘义军

（大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁大连116011）

单源双能CT单能量图像显示直肠癌腹膜返折的价值

田士峰，刘爱连，汪禾青，刘静红，孙美玉，马春梅，鞠烨，刘义军

（大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁大连116011）

目的：探讨单源双能CT单能量图像显示直肠癌腹膜返折的价值。方法：回顾性分析105例行单源双能CT扫描并经手术病理证实的直肠癌患者资料，由两位观察者对混合能量图像和40～140 keV每间隔10 keV而得到的11组单能量图像中腹膜返折的显示情况进行主观评分，对两位观察者各组评分结果的一致性进行Kappa检验；采用Mann-Whitney U检验将11组单能量图像的主观评分结果分别与混合能量图像进行比较；将混合能量图像与单能量评分最高组图像中直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见进行对照，应用卡方检验比较两组图像对肿瘤位置判断的符合率。结果：两位观察者对各组图像质量评分的一致性较好或一般。50～80 keV图像质量评分高于混合能量图像，差异均有统计学意义（P＜0．05），其中60 keV图像评分最高。混合能量图像与60 keV图像对直肠癌与腹膜返折位置关系的判断符合率分别为80．95％、89．52％，差异具有统计学意义（P＜0．05）。结论：单源双能CT 50～80 keV图像显示腹膜返折的图像质量优于混合能量图像，以60 keV图像最佳，其对腹膜返折与直肠癌位置关系的判断符合率高于混合能量图像，具有一定临床价值。

直肠肿瘤；体层摄影术，螺旋计算机

不同位置的直肠癌在治疗方案与预后判断方面均存在差异[1]，腹膜返折是判定直肠癌病灶位于腹膜腔内外的重要标记[2]，可以对直肠癌的术前评估提供有效参考。CT现已逐步成为直肠癌术前的常规检查，可以提供肿瘤浸润深度、范围及有无转移等重要信息。许多研究已经证实单源双能CT单能量成像技术可以改善图像质量，提高目标组织对比度，可用于韧带等低对比度组织结构的显示[3-4]，但尚无该技术对腹膜返折显示程度进行评判的研究。本研究拟探讨单源双能CT单能量成像技术对直肠癌腹膜返折显示程度。

1 材料与方法

1．1 研究对象

回顾性分析2012年6月—2014年12月在我院行单源双能CT扫描的105例患者资料，入组标准为：①CT检查前均未行放、化疗，CT检查后两周内得到手术证实；②无腹部手术史；③无腹腔、盆腔炎症史；④无碘对比剂使用禁忌证。本研究经我院伦理委员会审批同意，所有患者检查前均签署知情同意书。入组病例均经手术及病理证实为直肠癌，其中男67例，女38例，年龄33～89岁，平均（64±11）岁。

1．2 CT检查方法

所有检查者检查前3日进低渣饮食，检查前日晚口服泻药清洁肠道，检查当日禁食、禁水。采用单源双能CT机（Discovery CT 750 HD，GE Healthcare，Milwaukee，USA），行全腹平扫及三期动态增强扫描，扫描范围自膈顶至耻骨联合下缘。管电压为140 kVp和80 kVp的瞬时（0．5 ms）切换，自动毫安调制，螺距1．375。增强扫描采用双筒高压注射器经肘前静脉注射对比剂碘海醇（浓度300 mgI/mL，通用电气药业，中国上海）80～100 mL，注射流率3．0～3．5 mL/s。采用对比剂智能跟踪技术（Smart Prep），感兴趣区（ROI）置于右肾门水平的腹主动脉，注射对比剂10 s后开始监测，CT值达到150 HU后自动触发动脉期扫描。静脉期与动脉期延迟间隔30 s，平衡期与静脉期延迟间隔120 s。采用标准算法重建，重建层厚为1．25 mm。

1．3 图像分析

扫描结束后，将原始图像传至AW4．5工作站，对40～140 keV能量水平的平扫单能量图像，每间隔10 keV获得一组，最终获得11组单能量图像。对12组图像（11组单能量及1组混合能量）进行层厚为1．25 mm的矢状位重建（图1，2）。在矢状位图像上，腹膜返折表现为稍高密度线样结构，男性在膀胱后方与直肠相延续，女性的腹膜返折沿子宫后缘与直肠相延续[5]。观察并记录肿瘤大小、生长方式等一般情况。腹膜返折应与周围细小血管相鉴别，细小血管由近端向远端逐渐变细且强化程度较高。

由两位CT读片经验为6年和8年的放射科医生（观察者1，2）分别对12组图像腹膜返折的显示情况进行5分制评分，具体标准为[3]：5分，显示清晰的延续的线性结构；4分，显示模糊的延续的线性结构；3分，显示模糊的不延续的线性结构；2分，线性结构显示不确切；1分，未显示线性结构。评分≥3分时认为腹膜返折显示满足诊断要求。

对混合能量图像和评分最高的一组单能量图像，由观察者1在不参考临床资料的前提下，参考增强扫描所显示肿瘤范围，对腹膜返折与直肠癌病灶的位置关系进行判断，并与患者的术中所见进行对照。所有的术中所见由外科手术医师单独记录。肿瘤与腹膜返折的位置关系分为：腹膜返折之上、腹膜返折处和腹膜返折之下。同时记录直肠癌的病理类型。

1．4 统计学分析

采用SPSS 17．0软件对数据进行统计学分析。①对两位观察者各组图像质量评分结果的一致性进行Kappa检验，Kappa值＜0．20为一致性很差，0．21～0．40为一致性较差，0．41～0．60为一致性一般，0．61～0．80为一致性较好，0．81～1．00为一致性很好，取二者平均值进行分析。②采用Mann-Whitney U检验将11组单能量图像的主观评分结果分别与混合能量图像进行比较。③将混合能量与单能量评分最高组图像所判断的直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见进行对照，采用卡方检验比较两组图像对肿瘤位置判断的准确性。P＜0．05时为差异具有统计学意义。

2 结果

图1 56岁，男，直肠癌。图1a～1k：40～140 keV图像；图1l：该患者混合能量图像，所示50～80 keV图像显示腹膜返折较清晰，病灶位于腹膜返折之上。Figure 1.Male,56 years old,rectal cancer．Figure 1a～1k:40～140 keV images．Figure 1l:Mixed energy image,the peritoneal reflection is showed clear on 50～80 keV images,the lesion is located on the peritoneal reflection．

术中所见记录肿瘤位于腹膜返折上30例，腹膜返折处24例，腹膜返折下51例。术后病理证实为直肠锯齿状腺癌1例，管状腺癌82例，管状腺癌伴乳头状腺癌3例，管状腺癌伴黏液腺癌15例，黏液腺癌1例，黏液腺癌伴印戒细胞癌1例，黏液腺癌伴乳头状腺癌2例。88例表现为肠壁不均匀增厚，最厚处约0．8～2．6 cm；17例表现为肿块，肿块最大截面约6．0～18．0 cm2，其中15例为腔内生长，2例表现为腔外生长，并侵及腹膜返折。

2．1 各组图像评分结果一致性检验

两位观察者对12组图像的评分结果及一致性检验结果见表1。

图2 81岁，男，直肠癌。图2a～2k：40～140 keV图像；图2l：该患者混合能量图像，所示50～80 keV图像显示腹膜返折较清晰，病灶位于腹膜返折之下。Figure 2.Male,81 years old,rectal cancer．Figure 2a～2k:40～140 keV images．Figure 2l:Mixed energy image,the peritoneal reflection is showed clear on 50～80 keV images,the lesion is located under the peritoneal reflection．

表1 两位观察者对12组图像的评分结果及一致性检验（n=105）

两位观察者对混合能量图像、40～90 keV及130～140 keV图像的评分结果一致性较好，对100～120 keV图像的评分结果一致性一般。

2．2 各单能量图像与混合能量图像评分结果比较

各组图像主观质量评分结果及各单能量图像与混合能量图像评分比较结果见表2。

表2 各组图像主观质量评分结果及各单能量图像与混合能量图像评分比较结果（n=105）

50～80 keV图像质量评分高于混合能量图像（P＜0．05），其中60 keV图像评分最高；40、90、100 keV图像与混合能量图像质量评分间无差异（P＞0．05）；110～140 keV图像质量评分低于混合能量图像（P＜0．05）。

2．3 混合能量图像与60keV图像显示直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见对照

混合能量与60 keV图像显示直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见比较结果见表3、4。

直肠癌与腹膜返折位置关系的判断符合率，混合能量图像为80．95％（85/105），60 keV图像为89．52％（94/105），差异具有统计学意义（χ2=4．101，P=0．043）。

表3 混合能量图像显示直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见比较（n=105）

表4 60keV图像显示直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见比较（n=105）

3 讨论

外科学上将直肠分为上、中、下三段，不同位置的直肠癌治疗方案不同，术前正确评价直肠癌位置可以有效指导治疗方案的选择。临床上通常将肿瘤与肛缘上方间的距离作为测量目标对直肠癌位置进行划分，但由于患者身高、体重、性别等因素存在差异，这些划分往往缺乏准确性[6]。上段直肠在前方和侧方有腹膜覆盖，中段直肠仅在前方有腹膜覆盖，而下段直肠位于腹膜返折下方，没有腹膜覆盖。中段和下段直肠一般以腹膜返折处为界限[7]。腹膜返折以上直肠癌通常行Dixon手术，而腹膜以下直肠癌则依据保肛与否选用Dixon或Miles手术[8]。以腹膜返折为标记，将直肠分为上部和下部，其淋巴引流和静脉回流区域各不相同[9]。此外，由于腹膜返折以下直肠癌因周围结缔组织疏松，更易受肿瘤细胞浸润，且血供丰富，淋巴引流复杂，肿瘤更易蔓延[10]，导致腹膜返折下方的直肠癌通常恶性度更高，侵袭性更强。因此，肿瘤与腹膜返折的位置关系也是判断肿瘤预后的关键因素。

直肠癌术前评估方法主要包括超声内镜、CT、MR等影像学检查。超声内镜可利用高频探头对肿瘤进行分期，但对肠腔狭窄及高位肿瘤患者检查受限[11]。MR对腹膜返折的显示具有一定优势，但其扫描时间长，禁忌证相对较多。CT检查方便快捷，利于临床普及。常规CT采用混合能量X射线源，显示的图像代表的是平均能量水平，因此导致组织的对比度较低[12]，对于腹膜返折等低对比的薄膜结构显示困难[3]。单源双能CT通过高低两种能量的瞬时切换，在同时相、同角度获得两种能量X线采样数据，并以此确定体素在40～140 keV能量范围内的衰减系数，进而得到101组单能量图像[13]。单能量图像有效避免了平均衰减效应的影响，大大提高了组织间的对比度。Tang等[3]已经证实，单源双能CT的单能量成像技术可以提高胃结肠韧带的显示程度。

本研究结果显示，在40 keV低能量水平，腹膜返折显示程度较差，这是由于低能量水平图像噪声增高而导致的[14]。随着能量水平的提高，在50～80 keV水平时腹膜返折显示程度评分较高，且均高于混合能量图像，较为清晰的显示腹膜返折结构，此时的单能量图像在提高显示相邻组织间对比度差异的同时兼顾了图像噪声[15]，且在60 keV时显示程度达最高。在50～80 keV范围内，两位观察者对图像质量评分一致性也是较高的。单能量水平继续增高时，腹膜返折的显示程度开始下降，在110～140 keV范围内时已低于混合能量图像，这是由于高能量水平时组织间的对比度减弱[16]。该研究同时发现，60 keV图像所显示的直肠癌与腹膜返折位置关系与术中所见符合率高于混合能量图像，由于60 keV图像上腹膜返折显示更加清晰、完全，更利于观察其与病灶间的关系，而混合能量图像腹膜返折较为模糊，易发生腹膜返折与病灶间关系的误判。本研究中有2例肿瘤向外侵及腹膜返折，在各组图像上均未显示腹膜返折结构，提示CT图像对腹膜返折的显示受病变生长方式及其是否受侵的影响。

本研究具有一定局限性。首先，根据位置（膀胱或子宫与直肠之间）和形态（不同于血管的线性结构）来判断腹膜返折的存在，而缺乏解剖对照；其次，腹膜返折为薄膜结构而无法放置ROI，不能计算对比噪声比等定量指标，从而无法对不同组图像进行更为客观精确的量化评估。

综上所述，单源双能CT 50～80 keV图像对腹膜返折的显示优于混合能量图像，以60 keV图像最佳，且其对腹膜返折与直肠癌位置关系判断的符合率高于混合能量图像，具有一定的临床价值。

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The value of single source dual-energy CT monochromatic images in showing the rectal cancer peritoneal reflection

TIAN Shi-feng,LIU Ai-lian,WANG He-qing,LIU Jing-hong,SUN Mei-yu,MA Chun-mei,JU Ye,LIU Yi-jun
(Department of Radiology,the First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning 116011,China)

Objective:To investigate the value of single source dual-energy CT monochromatic images in showing the rectal cancer peritoneal reflection．Methods:One hundred and five cases of rectal cancer patients with single source dual-energy CT scan and confirmed by pathology were retrospectively analyzed,the appearance of the peritoneal reflection on mixed energy image and 11 groups of monochromatic images(40～140 keV at intervals of 10 keV)were scored by two observers,the Kappa test was used to check the consistency of the score．The Mann-Whitney U test was used to compare the scores of mixed energy image and each monochromatic image．The relationship between rectal cancer and peritoneal reflection on mixed energy image and the highest score monochromatic image were compared with the surgery record,the Chi square test was used to compare the compliance rate．Results:The consistency of the image quality scores by the two observers were better or common．The 50～80keV images’quality scores were higher than mixed energy image(P＜0．05),the 60keV image score was the highest．The coincidence rate of the relationship between rectal cancer and peritoneal reflection on mixed energy image and 60 keV image were 80．95％,89．52％,with significant difference(P＜0．05)．Conclusion:Single source dual-energy CT of 50～80 keV images displayed peritoneal reflection are better than mixed energy image,the best is 60keV image,and it has certain clinical value．

Rectal neoplasms;Tomography,spiral computed

R735．37；R814．42

A

1008－1062（2016）09－0644－05

2016-01-14；

2016-02-27

田士峰（1987-），男，辽宁大连人，医师。E-mail：TSF253356@163．com

刘爱连，大连医科大学附属第一医院放射科，116011。E-mail：cjr．liuailian@vip．163．com