辐射剂量和机型对瞬时kVp切换单源双能CT物质分离技术肝脏铁与脂肪定量评估的影响

目的:探讨辐射剂量、机型对瞬时kVp切换单源双能CT肝脏铁和脂肪沉积定量评估的影响。方法:制作肝脏铁沉积体模(铁浓度分别为50.000、25.000、12.500、6.250、3.125、0mg/mL大鼠肝脏匀浆液)、脂肪沉积体模(脂肪体积百分比分别为100%、60%、30%、10%、0%大鼠肝脏匀浆液):①应用256-MDCT分别以管电流200、320、485mA扫描体模,管电压80、140kVp瞬时切换,相应CTDIvol分别为4.88,8.21,12.64mGy;②应用64-MDCT扫描体模,管电流为375mA、CTDIvol为12.92mGy。以标准算法分别重建铁(水)、脂肪(水)基物质图像,将图像传至ADW4.6工作站,利用GSI分析软件(GSIViewer)分析,于体模内每个试管横断面中心放置3个直径为6mm、面积为28.26mm2圆形感兴趣区(ROI),然后记录其平均值为各ROI虚拟铁浓度值(VIC)、虚拟脂肪浓度值(VFC),先对256-MDCT3组辐射剂量下的VIC、VFC分别进行单因素方差(ANOVA)分析;再分析256-MDCT辐射剂量为12.64mGy下、64-MDCT辐射剂量为12.92mGy下,VIC与肝脏铁浓度(LIC)相关性,VFC与肝实际脂肪浓度(LFC)的相关性。结果:①ANOVA分析显示3组CTDIvol下肝铁沉积模型VIC组间差异P=0.993(F=0.007),组间差异无统计学意义;三组CTDIvol下肝脂肪沉积模型VFC组间差异P=0.976(F=0.024),组间差异无统计学意义;即不同辐射剂量下测得的3组VIC、VFC组间差异均无统计学差异。②256-MDCT组CTDIvol为12.64mGy下与64-MDCT组CTDIvol为12.92mGy下,两组铁沉积模型VIC与LIC均呈高度正相关,相关系数r=0.998(P=0.000),256-MDCT组12.64mGy下拟合铁的线性方程为y=2.179x-2.923(y为LIC,x为VIC,R^2=0.996),64-MDCT组12.92mGy下拟合铁的线性方程为y=2.714x+16.971(R^2=0.996);两组脂肪沉积模型VFC与LFC均呈高度正相关,相关系数r=1.000(P=0.000);256-MDCT组12.64mGy下Fat线性方程:y=0.064x+23.44(y为LFC,x为VFC,R^2=0.868);64-MDCT组375mA下Fat线性方程:y=0.09x-60.442(R^2=0.994)。结论:辐射剂量对双能量CT物质分离技术定量评估肝脏铁、脂肪沉积无影响;256-MDCT及64-MDCT所测的VIC与LIC、VFC与LFC均呈高度正相关,两个机型在铁定量评估VIC与LIC的相关性、脂肪定量评估VFC与LFC的相关性无差异;本研究为今后临床低辐射剂量CT扫描下定量评估肝脏铁、脂肪沉积奠定基础。

Effects of radiation doses and machine type on the quantification of the liver-iron fraction and liver-fat fraction by using fast-kilovolt-peak switching dual-energy CT imaging and material decomposition technique

XIE Ting-ting;ZENG Jian-qi;SHI Qiao(Medical Imaging Center,Peking University Hospital Shenzhen,518036,China)