Plos ONE: Želodec Virtual Non-Enhanced CT z drugo generacijo, Dual-Energy CT: Predhodni Study

Povzetek

Cilji

Za primerjavo pravi neizboljšanih (TNE) in virtualne zaznavanjem ki niso (VNE) nabora podatkov pri bolnikih, ki so bile opravljene v želodcu preoperativno dvojno energije CT (DECT) in oceniti morebitno zmanjšanje odmerka sevanja, ki opustitvijo tne skeniranje.

Metode

skupaj od 74 bolnikov doživela želodca DECT. Povprečne vrednosti CT, dolžina, kakovost slike in učinkovite doze sevanja za VNE in tne slik primerjani.

Rezultati

ni bilo statistično značilne razlike v maksimalni debelini želodčnih tumorjev in maksimalnim premerom razširjeni bezgavke Med tne in VNE slike (P > 0,05). Srednji Razlike CT vrednosti med TNE in VNE bile statistično značilne za vse vrste tkiv, razen pri meritvah aorto oslabitvenih (P < 0,05), vendar so absolutne razlike so bile pod 10 HU. Nižji hrup je bilo za VNE slike kot tne slike (P < 0,01). kakovost slike VNE je diagnostični vendar nižja od TNE (P < 0,01). Zmanjšanje odmerka doseže z opustitvijo pridobivanja tne bila 21,40 ± 4,44%.

Zaključek

VNE Pregled lahko potencialno zamenjavo tne kot del multi-fazni želodca predoperativno protokola uprizoritev slikanje s posledično prihranek doza sevanja

Navedba. Shi L Yan F, Pan Z, Liu B Liu H, Wang B, s sod. (2014) želodca Virtualna Non-Enhanced CT z drugo generacijo, Dual-Energy CT: predhodna študija. PLoS ONE 9 (11): e112295. doi: 10,1371 /journal.pone.0112295

Urednik: Juri G. Gelovani, Wayne State University, Združene države Amerike

Prejeto: 12. januar 2014; Sprejeto: 9. okt 2014; Objavljeno: 13. november 2014

Copyright: © 2014 Shi et al. To je odprtega dostopa članek razširja pod pogoji Creative Commons Attribution License, ki omogoča neomejeno uporabo, distribucijo in razmnoževanje v katerem koli mediju, pod pogojem, da prvotni avtor in vir knjižijo

Financiranje:. To delo je podprl sklad Shanghai znanosti in tehnološkega razvoja (št 134119a5900), Medical Engineer navzkrižno zadevi (št YG2012MS48) in NSFC (št 81171312). Med financerji imel nobene vloge pri oblikovanju študije, zbiranje in analizo podatkov, sklep, da se objavi, ali pripravi rokopisa

nasprotujočimi si interesi. Avtor Bo Liu je zaposlen Siemens zdravstvene oskrbe in je odgovoren za rokopis poliranje. Vsi avtorji so izjavili, da ne obstajajo konkurenčni interesi. Brez podpore, bodisi finančno ali zagotavljanje opreme ali opreme in podobno pa je bil odobren s Siemens zdravstvene oskrbe ali tretja stranka v kliničnih partnerjev glede na študije, opisane v tem članku. To ne spremeni pripadnost avtorjev za PLoS ONE politike o izmenjavi podatkov in materialov.

Uvod

Multi-detektor računalniška tomografija (MDCT) je eden izmed najpogosteje uporabljenih diagnostičnih orodij za pre -operative uprizoritev bolnikov z rakom želodca. Standardna MDCT potek dela vključenih pravi, non okrepljeno (TNE), arterijsko fazo in fazo portalnega venskega sistema. Klinična praksa za odkrivanje in uprizoritev želodca množic z uporabo CT potreben osnovni TNE skeniranje takoj sledila povečanim kontrastom pridobitev, saj je odvisna od razpršenega krepitev in odebelitev lezije [1], [2]. Vendar te tri standardne faze skeniranje običajno pridobijo veliko količino doze sevanja, ki bi lahko škodljivo za bolnike, bodisi v predoperativno uprizoritev ali v nadaljnje ukrepanje.

Dual-energija Računalniška tomografija (DECT) je obetaven slikanje tehnika, ki zagotavlja boljšo opredelitev tkiva v primerjavi z enim energetsko računalniški tomografiji [3] - [5]. Temelji na dveh sinhronih pridobitve CT istočasno, ta tehnologija omogoča razlikovanje in identifikacijo materialov z različnimi rentgenske absorpcije na nizko in visoko napetostjo cevi [4]. Ta tehnika se lahko razlikujejo dušenje materialov z velikimi atomskih števil, kot so na osnovi joda kontrastna sredstva. Na podlagi rekonstrukcije visoko in nizko kV podatkovnih nizov iz neobdelanih podatkov, lahko jod se ekstrahirajo iz povečanim kontrastom, dual-energetskega CT in virtualnih izboljšane niso (VNE) nizov podatkov, se lahko doseže z uporabo treh -material razpad DE post-obdelavo algoritem, ki je temeljila na predpostavki, da ciljnem tkivu, ki sestoji iz treh različnih osnovnih materialov. V trebuhu CT, je predpostavka, da je imel kontrastnih trebuhu tkivo treh osnovnih materialov: mehka tkiva, maščobe in joda [4], [6]. Generacija VNE in joda distribucijo zemljevid ne samo poudaril lokalnega dovajanja krvi za ugotavljanje lezije, ampak tudi dovoliti, da bi se izognili tne, ki bi lahko rešili odmerek za bolnika, ki bi lahko imeli korist tako med predoperativno uprizarjanja in onkološke spremljanje.

Prejšnje študije so predlagali, da se lahko VNE potencialno zamenjavo tne skenira; Vendar pa večina študij uporablja prvo generacijo dual-energetskih skenerji [7] - [12]. Te prve generacije dual-source skenerji imajo omejitve ozko vidno polje. Nadalje, zaradi spektrov prekrivajo z energijo med 100 in 140 kV je bilo treba te skenerji, ki deluje pri 80 in 140 kV, ki izhaja iz nezmožnosti, da se uporablja v trebuhu zaradi nizke globine penetracije in odpornosti žarek artefaktov [13]. Nedavno uvedla druga generacija dual-source skenerji so premagali nad težavami, ki izvajajo večje vidno polje (33 cm), kar je omogočilo več bolnikov, da bi dvojno energijo CT, in kositer filter, ki zmanjšuje rentgenski spektri prekriva [3 ], [14] - [16]. Vendar pa je bilo še nekaj študij, ki se uporabljajo za druge generacije dual-source CT skenerjev, ki so ocenjeni VNE je bil objavljen [11] - [12], in kolikor nam je znano, trenutno ni Prejšnja študija je bila primerjati kakovost VNE in tne slik na raka na želodcu.

Namen tega dela je bil kvalitativno in kvantitativno primerjati kakovost slike in hrup tne in podatkovnih naborov VNE v istih bolnikih, ki so DECT želodcu preoperativno pregled in v ovrednotiti potencialno zmanjšanje odmerka sevanja, ki opustitvijo TNE CT v dvojnem tehniko energije CT.

Materiali in metode

bolnikov

je odobril naš odbor Hospital etiko študija (Ruijin bolnišnica Povezane Shanghai Jiaotong University School of Medicine, ki sodelujejo pri etiko človeškega raziskave), št 2009-34. Privolitev je bila pridobljena iz vsakega bolnika pred slikanjem. Udeleženci pod svojo pisno privolitev v tej študiji. Od aprila do septembra 2011, 74 bolnikov (55 moških, povprečna starost 63 let ± 11 [standardni odklon], razpon 37-85 let; 19 žensk, povprečna starost 61 let ± 11, razpon 27-85 let) doživela DECT za predoperativnega uprizoritev rakom želodca. Vsi bolniki so histopathologically potrdili z želodčnega raka, ki ga endoskopskih želodca biopsij.

CT protokol

Vsi skenira so bile izvedene z uporabo druge generacije, dual-source multi-detektor CT skener (Siemens Somatom Opredelitev Flash, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Nemčija). Vsak bolnik, ki se je čez noč na tešče spil 1000-1500 ml vode iz pipe tik pred CT omogočiti gastrična napetost. Vsi bolniki so opravili skupno 3 faze CT. Prvič, neizboljšanih skeniranja, ki zajema celoten želodec je bil opravljen z naslednjo nastavitvijo: 120 kV, napotilo 200 Mas, 128 x 0,6 mm soosnosti in naklona 0,6. Kasneje, sto mililitrov neionskega jodiranih kontrastnih sredstev (370 Ultravist, Schering, Berlin, Nemčija) so dajali preko antekubitalno vene v 3 ml /s pomočjo 20-iglo z avtomatskim injektorjem. Dual energije kontrastne skenira so bile izvedene v arterijski fazi (vključen celoten želodec) in portal vensko fazo (vključen celoten trebuh in medenico, od preponska kupole na analni robu), ki uporabljajo način dvojnega energije, ki so bili pridobljeni na 40 s in 70 s po dajanju kontrastnih sredstev oz. V DE skenira so bili pridobljeni s cevi napetosti na 100 in 140 KVP s kositra filtrom, z uporabo referenčne vrednosti Más 230 in 178, v tem zaporedju. Kolimacijski je 32 x 0,6 mm in smola je bila 0,6. Vsi nakupi so bili pridobljeni v realnem času cev tok modulacije (Care ODMERKOM 4D, Siemens Medical Solutions) programske opreme.

CT slike Post-obdelava

Neobdelani podatki DE so rekonstruirali s pomočjo mehke konvolucije jedra ( D30f), in tri različne vrste slik smo ustvarili: 100 kV slike, Sn140 kV slike in mešane slike z razmerjem 0,5 z debelino rezine in intervalu 1,5 mm. Slike so nato prenesli v DE post-predelovalni delovni postaji (syngo MMWP, različica 2008a; Siemens Medical Solutions). DE slike so bili obdelani z "Jetra VNC" uporabi za pridobivanje joda distribucijsko preslikavo prikazano kot barvni prekrivni in VNE slike (sl. 1). Axial tne in VNE slike so rekonstruirali z debelino preseka in interval 5 mm. Če želite ustvariti VNE slike, so bile uporabljene standardne mehkih tkiv in maščob vrednosti dušenja, ki jih je sistem, ki se uporabljajo (sl. 2).

Image Analysis

Za vsakega bolnika, vrednosti CT so zabeležili v štirih anatomska regije na obeh tne in VNE slik: želodca zid, jetra, retroperitonealno maščob in abdominalne aorte z dajanjem krožno področje zanimanja (ROI) na vsaki anatomsko stran za tne in VNE slik, pridobljenih iz arterijske (VNE _{a) in portal venski fazi (VNE P). Tri meritve smo posneli na istem anatomskem mestu (razen aorte), hkrati rezine dobili povprečno vrednost. Na vseh anatomskih mestih, konstantna velikost ROI približno 1,5 cm ^{2 se je ohranila le želodčne stene. ROI vključno s polnim delovnim debeline želodčne stene bila dana na antruma dobili vrednost CT. Če je bila poškodba nahaja v antruma želodca, je bila uporabljena Cardia. Pri bolnikih, pri katerih okrepljeno DECT odkritih želodčnih tumorjev ali povečane bezgavke so bile vidne na slikah niso izboljšano, smo izmerili njihove vrednosti CT dušenja in največja debelina ali premer. Standardni odmiki v retroperitonealno maščobe so izmerili tudi za določitev šuma s pomočjo regijo interesov z 1 cm 2 na območju.}}

Dve izkušeni trebušne radiologov, ki so zaslepljeni, da tne, VNE _{A in VNE nakup P, pogledali kakovost slike treh sklopov neizboljšanih slik v soglasju. Prvič, v petih točkah razred obsega sistem točkovanja je bila uporabljena, da bi dosegel kakovost slike želodčnega tne in VNE slike, kot smo že poročali [7]: 1 = ni mogoče oceniti, ni mogoče oceniti zaradi težkih predmetov ali slabe kakovosti slike; 2 = slabo, slaba kakovost slike zaradi velikih predmetov, ki ovirajo popolno oceno jetrne parenhima; 3 = zadostno, slika dovolj kakovostni, da omogoči dobro zaupanje v ocenjevanju slike; 4 = dobro, podoba dobre kakovosti z manjšimi predmetov; rezultat 5 = odlično, slike odlične kakovosti brez artefaktov. VNE slike z mnogo 3 ali nad njo so se štejejo kot sprejemljivi za diagnozo namen; tisti z več sto 4 ali več veljalo, da imajo potencial za zamenjavo tne slike. Po drugi strani je bilo pokritega ustreznih anatomije ga ustvarjenih VNE slike omeniti kot odstotek območju izključene anatomije (1 = ni izključeno anatomijo, 2 = 1-25% izključi, 3 = 26-50%, 4 = 51-75%, 5 = > 75%), da bi ocenili vpliv ITM na VNE slik}

doza sevanja oceno

za vsako od treh faz, izdelek odmerka dolžine (DLP, mGy. cm), so bili zabeleženi. Učinkovite doze sevanja (v milisivertov) smo izračunali za vsako fazo z uporabo metode, ki jih je delovna skupina Evropske predlagan za smernice o merilih kakovosti pri CT, uporabi naslednje razmerje: E = DLP × konverzijskega faktorja k, kjer je koeficient v trebuhu k pretvorbe 0,015 mSv /mGy cm [17]. Efektivna doza trifaznega protokola (TNE CT, arterijske in portal venski okrepljeno CT), je bila v primerjavi z dual-fazni protokola (DE arterijske in portal venski faze), se izračuna odstotek znižanja odmerka.

Statistična analiza

Statistična analiza je bila opravljena s pomočjo programske opreme SPSS verzija 14.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, ZDA). Kvantitativne spremenljivke so izražene kot povprečje ± SD. Študent dve zimske preizkus t za odvisne vzorce smo želeli primerjati razliko CT vrednosti, šuma, odmerke sevanja na bolnike, kakovost slike, maksimalno debelino želodčnih tumorjev in maksimalnim premerom povečane bezgavke med tne in dveh nizov VNE slike, v tem zaporedju, in razlika med VNE _{A in VNE P slik. Vrednost p≤0.05 pokazala statistično pomembne razlike.}

Rezultati

dolžina, CT vrednost in hrup

Sixty-tri želodčnih tumorjev pri 63 bolnikih in 112 povečane bezgavke pri 20 bolnikih so odkrili na izboljšane DECT slik. Ni bilo statistično značilne razlike v maksimalni debelini želodčnih tumorjev in maksimalnim premerom povečanih bezgavk med posameznimi tne in VNE podob, in ni razlike med VNE _{A in VNE P slike (P > 0,05), vendar manjša hrupa so bile ugotovljene za VNE slike kot tne slike in VNE P slike je imel najnižjo hrupa (P < 0,01). Vse zabeležene vrednosti hrupa slike so povzeti v tabeli 1.}

Čeprav so bile razlike v povprečni CT vrednosti med tne in VNE na pacienta statistično značilne za vse vrste tkiv, razen pri meritvah aorta atenuacija, so absolutne razlike še vedno pod 10 HU. Ni bilo statistično značilne razlike v vrednostih CT vseh vrst tkiva med dvema sklopoma VNE CT slik, razen pri meritvah aorta atenuiranja (P > 0,05). Povprečne vrednosti CT in p-vrednosti so podane v tabeli 1.

Razlika vrednosti CT med tne in VNE _{A je bila pod 15 HU v 100%, 98,6%, 96,4% in je bila pod 10 HU v 96,8%, 87,7%, 94,6% želodčnih tumorjev, stene želodca in povečane bezgavke meritve, oziroma (sl. 3a). Razlika CT vrednost med tne in VNE P je bil pod 15 HU v 95,2%, 100%, 90,2% in je bila pod 10 HU v 87,3%, 86,3%, 86,6%, v tem zaporedju (sl. 3b).}

subjektivne ocene kakovosti slike treh CT slike nanizanke neizboljšanih (TNE, VNE _{A in VNE P) je bila 4,93 ± 0,3, 4,15 ± 0,7 in 4,4 ± 0,6 oz. Vse VNE slike so bile ocenjene kot rezultat 3 ali več, kar kaže, da so bili vsi VNE slike sprejemljiva za diagnozo namen (sl. 4). Kakovost slike obeh VNE slik je bila nižja od tne slik (P < 0,01), medtem ko je kakovost slike VNE P je bila višja od VNE A (P < 0,01). Dvainšestdeset (83,8%, 62/74) VNE slike A in 71 (95,9%, 71/74) so ​​VNE P slike šteje, da ima potencial za zamenjavo tne slike dveh izkušenih trebušne radiologi (tabela 2). Prekoračitev artefakt odkriti na ravni plina in tekočine je bolj očitna v VNE slik kot tne slik v 3 primerih (Sl. 5). Poleg tega je samo en podatkovni nizi VNE izključen ustrezne anatomijo, ki je dosegel 2 (1-25% izključena) (sl. 6).}

Radiation Dose

Izračunane efektivne doze so bili oziroma 2,54 ± 0,79 mSv (razpon 1,61-6,40 mSv), 3,16 ± 0,91 mSv (range1.79-6.86 mSv) in 6,21 ± 1,63 mSv (3,08-8,99 mSv) za prave ni izboljšana fazi, DE arterijske in portalne vene faze. Za trifaznega protokolom, je bila skupna povprečna doza 11,92 ± 2,34 mSv (razpon 7,65-18,48 mSv), medtem ko je dvofazno protokol zagotavlja povprečno učinkovit odmerek 9,37 ± 1,89 mSv (razpon 4,90-16,53 mSv). Zmanjšanje odmerka doseže z izpustitvijo pravi brez okrepljenega pridobivanja bila 21,40 ± 4,44% (razpon 15,01-38,24%; P < 0,01).

Pogovor

TNE slika je potrebno v želodcu predoperativno CT iz treh razlogov. Prvič, želodčni tumor in povečane bezgavke zahtevajo izhodiščno ni povečano vrednost CT za izračun povečanje kontrasta, kar je še posebej pomembno pri ocenjevanju ali regionalne bezgavke predstavljajo lokalne metastaze ali ne. Drugič, krepitev jetrne metastaze na sporedu v izboljšanimi slik [18]. . Tretjič, kalcifikacija in krvavitev tumorja se lahko pogrešali tudi v izboljšanih slik [19]

Dual-energija CT trebuha ponuja dve prednosti v primerjavi z enim energije CT: izboljšano kakovost slike izboljšanje kontrasta sam [10] in sposobnost za ustvarjanje VNE slik. V primerjavi z tne slike z nižjo šuma, VNE slike so z nižjo vendar diagnostično kakovost slike. To je posledica zlasti filtriranje slik in izravnalnim jih povzroča algoritem post-obdelavo [7]. Zato lahko radiologov zanesljivo razlikovati obe vrsti slik. Ker je naša Rezultati so pokazali podobne atenuacije in morfološko funkcijo med VNE in tne slik na odkrivanje raka želodca, VNE je verjetno, da se šteje kot nadomestilo za tne skenira. V primerjavi z trifaznega protokola, pristop z dvojno faze, ki vključuje arterijske in portal venski fazi zmanjša efektivno dozo v povprečju za 21,4%. To je manj od doslej objavljenih podatkov o jeter in ledvic slike, kjer je bilo zmanjšanje odmerka med 30% in 35%, opisanem [7], [8], [10], kot je portal venskega fazo pregledovanja vključen celoten trebuh in medenico, od preponska kupole na analni robu v naši raziskavi. DE slikanje pri bolnikih z želodčne tumorjev je možnost, da se zmanjša efektivno dozo sevanja za bolnika in tudi prihranek časa preiskave.

Naši rezultati kažejo, da je imela VNE _{P slike višje subjektivno oceno kot VNEA slik . Opozoriti je treba, da so prejšnje avtorji pokazale VNE slike A, da je boljša s 1. generacije DSCT [8], in VNE P, da bo bolje 2. generacijo DSCT [12]. Razlog je lahko posledica dejstva, da je arterialno dobljeni niz potreben dodaten kasnejšo obdelavo korak; so bile pridobljene kot 1 mm debele rezine in jih je treba "zgosti" za ustvarjanje virtualne 2 mm rezine [12]. Vsekakor je uporaba dodatnih korakov post-obdelave ima potencial, da razgradijo slike. Malo je, da izberejo med portalom in arterijsko izhaja serije, pa priporočamo uporabo P slik na VNE nad slike VNE A zaradi nekoliko boljše objektivne in subjektivne rezultate in nižje post-obdelavo čas}

Ker je večji FOV manjšega detektorja, ki je 33 cm v druge generacije DSCT, naša študija je nakazala pomembne anatomija je štelo, da se izključi samo v enem primeru.; V tem primeru, ki je v obravnavanem minimalna in je < 25%. Poleg tega je nadaljnja prednost želodca DECT je, da se kot posledica srednji položaj želodca in lokacij limfnega metastaz v trebuhu, manjša FOV komaj prizadeta želodčne preoperativno CT.

Vendar pa ta tehnologija DECT ima nekaj omejitev. Prvo, kot so pokazale prejšnje avtorji, kalcij ni med tremi materialov (mehka tkiva, jod in maščob) analizirani v proces razgradnje. Ta omejitev se lahko potencialno problematično predvsem za odkrivanje mucinozni raka želodca [20], [21], vendar ga je mogoče odpraviti z uporabo drugega post-obdelavo algoritem, ki analizira kalcij, jod, in mehka tkiva [7]. Drugič lahko namenski algoritmi filtriranje se uporablja za zmanjšanje šuma, vendar še enkrat, je morda težje rešiti majhne strukture [22]. Tretjič, za dodatno zmanjšanje doze od CT skeniranje, poškodba lahko nahaja na tne slike opredeliti najnižjo možno območje skeniranja v arterijski fazi; Poleg tega lahko bolnik piti več vode ali spremeniti položaj po TNE skeniranje, če je bilo ugotovljeno, ni dovolj dobra distention želodca steno in lezije v TNE slikah. Opustitev tne skeniranje bo to nemogoče. Končno, prekoračitev artefakt odkriti na ravni plina in tekočine je bolj očitna v VNE slik. Čeprav je ta vrsta artefakta ne poslabša kakovost slike, vendar pa lahko predstavljajo pomemben pasti v nekaterih primerih. Ker to ni bil eden izmed ciljev naše raziskave, je potrebna nadaljnja analiza.

Naša študija je imela več omejitve. izvedena je bila, da se dokaže kakovost VNE slik, in ne pokazati sposobnosti DECT v natančnosti predoperativnega uprizoritev rakom želodca. Zato diagnostična vrednost različnih vrst vizualizacijo podatkov DE, vključno z barvnimi oznakami distribucije joda, ni bila ocenjena v tej študiji. se priporoča nadaljnje raziskave, ki pokažejo, ali bo DECT pomaga predstavitev in natančno preoperativno uprizoritev raka želodca. Drugič, nismo ocenili uspešnost VNE slik pri odkrivanju lezij, ki je pomembna pot metastatskega raka želodca. Vendar pa je v prejšnjih poročilih, VNE slike prikazujejo kakovost primerljiva s tisto tne slik in možnosti za zamenjavo tne kot del večfaznega protokola slikanje jeter [8], [10], [12]. Tretjič, ker ni bilo kalcifikacije v želodcu tumorjev najdemo v naših podatkih omejitev odvzemanjem kalcija v jetrih VNC algoritem ni bilo mogoče oceniti.

Sklepi

Naše zgodnje izkušnje z želodčno virtualno brez -ojačana slik z uporabo druge generacije dual-source CT kaže obetavne rezultate. Virtualni neizboljšanih slike, ustvarjene z obeh arterijske ali portala faznih slik venskih zagotoviti dušenja vrednote in morfološko parameter, ki je blizu prave slike niso okrepiti, in kažejo svojo kakovost slike. To bo morda mogoče izpustiti tne skeniranje kot del večfaznega želodca predoperativno uprizarjanja in nadaljnjega študija slikanja protokola, kar znatno zmanjša dozo sevanja.

• Plos ONE: društev genetskih variant v PSCA, BRCA1 in PLCE1 Geni z rak želodca Dovzetnost v kitajski Prebivalstvo
• Plos ONE: polimorfizmi enega nukleotida na enem Carbon Metabolism in raka požiralnika, želodca in jeter v kitajski Prebivalstvo