PLoS ONE: Utility af Jod Overlay Teknik og virtuelle Nonenhanced billeder for Præoperativ T Iscenesættelse af tyk- og endetarmskræft ved Dual-Energy CT med Tin Filter Technology

Abstrakt

Målsætninger

For at vurdere diagnostisk nøjagtighed og reduktionspotentialet stråledosis af dual-energi CT (DECT) for tumor (T) iscenesættelse af kolorektal cancer (CRC) ved hjælp af jod overlay (IO) og virtuelle nonenhanced (VNE) billeder.

Materialer og Metoder

Denne retrospektive undersøgelse omfattede 103 konsekutive patienter, som gennemgik nonenhanced CT og forbedret DECT for præoperativ CRC iscenesættelse. Forbedret vejede gennemsnit (WA), blev IO og VNE billeder rekonstrueret fra forbedrede 80 KVP og Sn140 KVP scanninger. To radiologer vurderede billedkvaliteter af de sande nonenhanced (TNE) og VNE billeder. For T-iscenesættelse, en anden to radiologer uafhængigt fortolket alle scanninger i to separate læsesessioner: i den første session, blev kun billeder afledt af enfasede DECT erhvervelse (IO og VNE billeder) læse. I andenbehandlingen session efter 30 til 50 (gennemsnit: 42) dage, blev den samme vurdering igen udført med TNE og forbedret WA billeder derved simulerer konventionel dobbelt fase enkelt-energi CT. Systemet tumor node metastase (TNM) blev anvendt til iscenesættelse med histopatologiske rapporter som guldstandard. Analyse af varians blev anvendt til statistisk analyse.

Resultater

signal-til-støj-forhold (SNRS) af tumorer og normale reference- væv viste signifikant sammenhæng mellem TNE og VNE billeder (

P

0,01). Middelværdien iod overlay værdi (48,4 HU ± 12,2) og forbedring (49,4 HU ± 11,8) -værdi på CRCs havde ingen signifikant forskel (P = 0,52) .Den gennemsnitlige billedstøj på TNE (5,0 ± 1,1) og VNE (5,3 ± 1,1) billeder var ens (

P

= 0,07). De kvantitative kvaliteter af VNE billederne var mildt ringere end tne billeder. Samlet pålidelighed af T-stadie CRC ved brug af erhvervelse enfaset var lidt bedre end købet dual-fase (90,3% vs. 87,4%) (

P

= 0,51). Den gennemsnitlige dosis af enfaset DECT overtagelse blev 6.2mSv sammenligne med 14.3mSv af dual-fase.

Konklusion

Enfaset DECT hjælp IO og VNE billeder giver en høj nøjagtighed i T -staging af CRCs. Derved kan reduceres bestrålingen af ​​patienterne

Henvisning:. Chen C-Y, Hsu J-S, kæbe T-S, Wu D-C, Shih M-CP, Lee C-H, et al. (2014) Utility af Jod Overlay Teknik og virtuelle Nonenhanced billeder for Præoperativ T Iscenesættelse af tyk- og endetarmskræft ved Dual-Energy CT med Tin Filter Technology. PLoS ONE 9 (12): e113589. doi: 10,1371 /journal.pone.0113589

Redaktør: Qinghui Zhang, University of Nebraska Medical Center, USA

Modtaget: Maj 16, 2014; Accepteret: 12. oktober 2014 Udgivet: December 3, 2014

Copyright: © 2014 Chen et al. Dette er en åben adgang artiklen distribueres under betingelserne i Creative Commons Attribution License, som tillader ubegrænset brug, distribution og reproduktion i ethvert medie, forudsat den oprindelige forfatter og kilde krediteres

Data Tilgængelighed:. Det forfattere bekræfter, at alle data, der ligger til grund resultaterne er fuldt tilgængelige uden restriktioner. Relevante data er tilgængelige på Figshare under følgende Dois: https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222725; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222726; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222730; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222731; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222729; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222732; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222733; https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.1222734

Finansiering:.. Forfatterne har ingen støtte eller finansiering til at rapportere

Konkurrerende interesser: Forfatterne har erklæret, at ingen eksisterer konkurrerende interesser.

Introduktion

prognosen for patienter med colorectal cancer (CRC) afhænger af den fase af sygdommen på diagnosetidspunktet [1]. Computertomografi (CT) er en robust metode til stratificere patienter præoperativt, med tilsvarende nøjagtighed som histopatologi til forudsigelse resultatet af patienterne [2]. Nøjagtig præoperativ stadieinddeling er afgørende for planlægningen af ​​optimal terapi [3], [4]. En standard CT imaging-protokol omfatter normalt nonenhanced og kontrast-forstærket opkøb [5] – [7]. Prækontrast billeder bruges som baseline tæthed måling af kolon kræft, men også give oplysninger om tilstedeværelsen af ​​fedt [8], nekrose, calcium [9], eller blødning [10]. Jod-forstærket billeder kan afsløre graden og mønster af tumor ekstraudstyr. Tidligere rapporter viste, at kontrast-forstærket multidetektor CT (MDCT) med multiplan reformation (MPR) billeder kan bruges til at vurdere formodede omfattende kolorektal kræft og identificere invasion af pericolic fedt fly og tilstødende organer [5] -. [7]

med de seneste fremskridt i CT teknologi, dual-energi computertomografi (DECT) samtidig erhverver datasæt på to forskellige foton spektre i en enkelt erhvervelse og iod kan skelnes fra andre materialer på grund af sin stærkere fotoelektrisk absorption ved lave rørspændinger nær K -edge af iod [11]. Aktuel anden generation DECT med tin filter teknologi forbedrer ikke kun dual-energi-forholdet forskel mellem jod og calcium, men også den rumlige opløsning og CT nummer homogenitet VNE billeder i både fantom og in vivo forsøg [12]. Billede indlæg algoritmer baseret på nedbrydning principper tre-materiale kan skabe VNE billeder ved at fjerne jodholdige voxels [11], [13]. Endvidere kan de dual-energi data anvendes til at generere et farvekodet iod overlay (IO) billede, der viser fordelingen af ​​iod i volumenet af væv undersøgt ved CT [11]. Dette IO billede kan overlejret på VNE billeder til visualisering af jod distribution samt anatomisk information. Hvis VNE billeder kan erstatte tne billeder, kan strålingsdosis og scanning tid potentielt blive reduceret. Fordi patienter med CRC kræver præcis præoperativ CT iscenesættelse for planlægning af optimal terapi og gentagne CT-eksamener for opfølgning, bør der gøres en indsats for at minimere strålingsdosis på CT samtidig bevare den diagnostiske nøjagtighed. Formålet med denne undersøgelse var at vurdere, om jod overlay teknik og VNE billeddannelse af anden generation DECT er effektive til præoperativ T-iscenesættelse af CRC.

Materialer og Metoder

Patienter

Kaohsiung Medical University Hospital institutionelle review board godkendte protokollen af ​​denne retrospektive undersøgelse og udstedt et afkald på informeret samtykke. Ved hjælp af et edb-søgning af vores hospitalets radiologi optegnelser fra januar 2012 til juli 2013 og søgeordet “iscenesættelse af CRC,” vi identificeret 162 patienter med histopatologisk bevist CRC, der havde gennemgået præoperativ CT for kræft iscenesættelse i vores institution. Baseret på følgende kriterier (dvs. T-iscenesættelse bevist ved operation, patienter, som havde fået foretaget DECT, herunder tne billeder og intravenøs kontrast forbedrede billeder), vi medtaget 103 patienter (67 mænd og 36 kvinder, aldersgruppe, 36-90 år [gennemsnitsalder, 65,8]). Alle patienter gennemgik kirurgisk resektion senest 14 dage efter CT-undersøgelse. Patologiske fund til dybden af ​​tumor invasion tjente som reference standard. T-iscenesættelse var baseret på international TNM klassifikation af 2010 [14]. Det gennemsnitlige body mass index af disse patienter var 24 kg /m

2 ± 3,5 (interval: 16,4 til 35,6).

CT teknikker

Alle CT-scanninger blev erhvervet ved hjælp af en 128- rækken dual-source, dual-energi MDCT scanner (SOMATOM Definition Flash, Siemens Medical Solutions, Forchheim, Tyskland) og rør nuværende graduering software (CAREDose4D; Siemens Healthcare Sector) for at justere røret strøm i real tid til at vedligeholde billedstøj på det optimale niveau [15].

Hver patient drak 500 ml vand kort før scanning. De blev placeret i den venstre laterale stilling, og en 12-F ballon spids rektal rør blev indsat. I alt ca. 1200 ml rumluft blev forsigtigt indblæses i colon. En standard CT spejder billede blev opnået at vurdere graden af ​​colon udspilning og fundet acceptable, når alle colon segmenter blev visualiseret og godt udspilet. Når det er nødvendigt, blev yderligere insufflation udført. Først blev et ikke-forstærket scanning af maven erhvervet fra kuplen af ​​leveren til anal randen under en fuld inspiratorisk holde vejret ved hjælp af en detektor konfiguration af 128 × 0,6 mm; rotation tid, 0,5 sekund; banen, 0,6; en tube potentiale på 120 kVp, og kvaliteten henvisning af 250 mAs. Alle patienter fik 100 ml ionisk jodholdigt kontrastmiddel (Ultravist 300, Bayer, Berlin, Tyskland), der administreres via antecubital vene ved 3 ml /s ved en automatisk injektor. Spiral DECT blev udført i portalen venøse fase (70 sekunder), og scanningen blev erhvervet fra kuplen af ​​leveren til den anale randen af ​​rør A ved 80 kVp, effektive værdi af 300 mAs, og ved rør B ved Sn 140 kVp ( 140 kVp med tin-filtrering), effektive værdi af 116 mAs. De scanning parametre for DECT var: collimation, 128 × 0,6 mm; rotation tid, 0,5 sekund; banen, 0,6; rør A, 201-300 mAs; og Tube B, 82-110 mAs. De synsfelter omfattet af rør A og B var 50 og 33 cm, henholdsvis.

CT efterbehandling, Image Genopbygning og Radiation Dose Assessment

nonenhanced og forbedrede portal venøs fase DECT scanninger (80 og Sn 140 KVP billeder) blev rekonstrueret ved anvendelse af et SAFIRE iterativ rekonstruktion algoritme. Sammenhængende aksiale og koronale 5 mm tne billeder og forbedrede WA portalen venøse fase billeder blev brugt til klinisk tolkning.

Den forbedrede WA billede tilnærmer 120 kVp billedet, som automatisk genereres ved at kombinere 40% af de 80 kVp data med 60% af Sn 140 KVP data som anbefalet af sælgeren. Alle datasæt blev læsset på en dedikeret dual-energi efterbehandling arbejdsstation (syngo WFC, versionen VE40A, Siemens Medical Solutions) og en datalagring computer (syngo Plaza) med 1,5-mm sektion tykkelser og 1,0-mm genopbygning intervaller for multiplan reformationer (MPR). Denne proces var fuldt automatiseret og indledt af CT teknolog.

De kommercielt tilgængelige software “Liver VNC” (syngo WFC) blev anvendt til at beregne jod trækkes fra kontrast-forstærket billeder ved hjælp af en tre-materiale massefraktion nedbrydning algoritme [11]. Ved at antage, at hver voxel i maven er sammensat af fedt, blødt væv og iod, algoritmen frembringer et kort, der koder for iod uddeling i hver enkelt CT voxel.

Dette kort kan efterfølgende anvendes til at fjerne iod fra billedet, hvilket resulterer i en VNE billede; eller farvekode jod distribution, hvilket resulterer i en jod-only billede. Denne jod kun billede blev overlejret på VNE billedet, hvilket resulterer i en farvekodet jod overlay (IO) billede. Tilstedeværelsen af ​​iod blev indikeret ved den rødlige farve og intensiteten af ​​farven korreleret med den relative mængde iod indhold detekteres på IO billedet. IO kan kombineres med forskellige procentsatser, der spænder fra 0 (VNC) til 100% (jod kun) sammen med annullering af ikke-jod-holdige voxels [11], [13], [16], [17]. Den gennemsnitlige tid, der kræves for at generere både IO og VNC billeder til en enkelt patient blev mindre end 1 min, hvilket er praktisk til praktisk klinisk anvendelse.

For hver patient, produkter dosis længde (DLP) blev registreret fra patienten protokol. De estimerede effektive stråledosis værdier i millisievert blev opnået ved at multiplicere DLP med en omregningsfaktor på 0,015 mSv⋅mGy⋅cm

-1 [18].

Kvantitative Image Analysis

kvantitativ billedanalyse blev udført på 5 mm tykke aksiale CT-billeder på en kommercielt tilgængelig arbejdsstation (syngo WFC, versionen VE40A, Siemens Medical Solutions). Den TNE og VNE billeder blev vist ved siden af ​​hinanden. Den forudindstillede bløddele vindue (vindue bredde, 350 HU, vindue niveau, 40 HU) kunne ændres efter behag. Ved alle målinger blev størrelse, form og placering af området af interesse (ROI) holdes konstant blandt de to billedsæt ved at anvende en kopi og indsæt funktion på arbejdsstationen. Alle målinger blev udført ved en radiolog (M.C.S.) som vidste tumorstedet steder i alle patienter.

Mean CT numre ± standardafvigelser af de normale referenceværdier væv blev opnået ved anvendelse af en cursor cirkulær ROI. Vi beregnede dæmpning af aorta for en enkelt ROI trukket i karhulrummet; dæmpningen af ​​store portale vene på tre på hinanden følgende billeder; middelværdien dæmpning af leveren fra tre ROI’er (venstre lap og forreste og bageste segmenter af højre lap) på billeder opnået på samme niveau som den store portale vene; middelværdien milt-dæmpning ved hjælp af to ROI’er, som blev anbragt ved den forreste og bageste del af milten den gennemsnitlige dæmpning af begge nyrer med fire ROI’er, som blev anbragt på det bilaterale renal cortex på niveauet for den renale hilum; middelværdien dæmpning af bugspytkirtlen ved hjælp af tre ROI’er, der blev placeret på niveau med den pankreatiske hoved, krop og hale; og middelværdien dæmpning af de to paraspinal muskler under anvendelse af to ROI’er, som blev anbragt i hver side uden at inkludere makroskopiske områder af fedt. På alle anatomiske steder, blev størrelsen af ​​ROI fastholdes på ca. 1,0 cm

2 (interval, 0,3-1,5), hvis muligt.

For CRC’er, de gennemsnitlige CT tal ± standardafvigelser af de kræftformer på TNE, forbedret WA, og farvekodede jod overlay billeder blev vurderet ved manuelt at placere cirkulære eller frihånd ROIs trukket at omfatte så meget af tumor som muligt (gennemsnitlig 1,8 cm

2; rækkevidde, 0,4-3,5). På farvekodede jod overlay billeder, overlay værdi repræsenterer den gennemsnitlige forbedring i Hounsfield enheder. Enhancement blev defineret som forskellen i dæmpning i samme område mellem forbedret WA billede og TNE image. For at sikre sammenhæng blev alle tumor målinger udført tre gange på hver ROI, og middelværdier blev beregnet for hver læsion.

Tilsvarende standardafvigelser blev bestemt. Signal-til-støj-forhold (SNR) blev derefter beregnet ved at dividere middelværdien CT antallet ved den tilsvarende standardafvigelse [19]. For alle CRC’er, blev den maksimale dybde af hver kræft også målt med tværgående billeder i både tne og VNE protokoller.

Kvantitativ billedstøj blev målt som standardafvigelsen af ​​pixelværdier fra en cirkulær ROI (gennemsnit, 1,0 cm

2, rækkevidde, 0,8-1,2 cm2) trækkes fra den homogene spæk af den forreste bugvæg [20].

Vurdering af Lokal Cancer Staging

Focal tarmvæg tykkere end den tilstødende udspilet colon væg; og visualiseringen af ​​røde farvekodede iod inden læsionen på IO billede eller signifikant øget densitet af læsionen på forbedret WA billedet blev anset for at indikere tilstedeværelsen af ​​en neoplasme. Brug af MPR billeder, blev dybden af ​​tumorinvasion bestemt ved anvendelse et fremspring lodret til tumoren for at undgå den delvise volumen virkning. Hvis der blev påvist en mistænkelig tyktarmskræft, ifølge en tidligere undersøgelse blev T1 og T2 tumorer kombineret til at repræsentere en T stadium ≤-T2. Denne klassificering blev brugt til at behandle CT begrænsninger i karakteristiske T1 og T2 læsioner [2]. Ifølge 2010-TNM-system, CT kriterier for mural invasion af cancer i kolorektal væg er: (a) ≤-T2 stadium: neoplasma viser fokal fortykkelse af colorektal væg med glat ydre væg grænse og klar fedt plan omkring tumoren (fig . 1); (B) T3 etape: transmural tumor med uregelmæssig eller nodulær ydre grænse og /eller pericolonic fedt infiltration (. Figur 2); (C) T4A stadium: transmural tumor med uregelmæssig ydre grænse og pericolonic fedtinfiltration og direkte invasion til den tilstødende visceral bughinden (figur 3). (D) T4B etape:. Udslettelse af fedt fly mellem CRC og tilstødende organ eller invasion af tilstødende organ (. Figur 4)

(A, B) VNE og TNE billeder viser lignende billeder af fokal tarmvæg fortykkelse ( hvid cirkel) i sigmoid colon med glat ydre grænse. (C, D) 50% jod overlay image og forbedret WA billede under portalen venøse fase show transmural enhancement (hvid cirkel) i sigmoid tyktarmskræft og glat ydre grænse. Disse resultater tyder på patologisk stadium T1-2.

(A, B) VNE og TNE billeder viser lignende billeder af fokal tarmvæg fortykkelse i sigmoid colon med en nodulær ydre grænse (hvid pil). (C, D) 50% jod overlay image og forbedret WA billede under portalen venøse fase show transmural forstærkning af sigmoid colon cancer, en forbedret afrundet fremrykkende margin (hvid pil), der strækker sig til den pericolonic fedt. Disse resultater tyder på patologisk stadium T3.

(A, B) VNE og TNE billeder viser lignende billeder af fokal tarmvæg fortykkelse i sigmoid colon med uregelmæssig ydre grænse og indlysende pericolonic fedt infiltration. (C, D) Jod billede og forbedret WA billede under portvenefasen show transmural forøgelse af sigmoid colon cancer med uregelmæssig ydre grænse, forbedret pericolonic fedtinfiltration, og direkte invasion til den tilstødende visceral peritoneum (pil). Disse resultater tyder på patologisk stadium T4A.

(A, B) VNE og TNE billeder viser lignende billeder af ringformede tarmvæggen fortykkelse (stjerne) i rectosigmoid tyktarmen. (C, D) Jod billede og forbedret WA billede under portalen venøse fase viser marginal forbedring af rectosigmoid tyktarmskræft (stjerne) med direkte invasion i den bageste væg af livmoderen. Disse resultater tyder på patologisk stadium T4B.

To erfarne abdominale radiologer (TSJ og CYC), som blev blindet til placeringen og stadium af CRC’er uafhængigt fortolket alle dobbelte energi CT scanninger i to separate læsesessioner . I den første session, kun billeder, der stammer fra købet forbedret DECT (dvs. IO og VNE billeder) blev vurderet for tilstedeværelse og steder i CRC, samt dybden af ​​CRC invasion (T-iscenesættelse) og registreres resultaterne for aftale analyse. Efter at de to læsere mødtes og besluttede de endelige resultater for hvert enkelt tilfælde ved konsensus.

Efter 35-50 (middel, 42) dage, simuleret single-energi CT (sekt) blev anvendt til at re-fortolke sager . I denne andenbehandlingen session blev tne og forbedrede WA billeder brugt, og derved simulerer en standard undersøgelse på en scanner uden dual-energi kapaciteter.

Kvalitativ Image Analysis

De to andre erfarne radiologer (GCL og JSH) uafhængigt rangeret kvaliteten af ​​tne og VNE billeder ved hjælp af 5 mm tyk tværgående CT-billeder.

Billede støj blev vurderet på en visuel analog skala, som efterfølgende blev konverteret til støj på en fem-punkts skala: 1,

ingen

; 2,

minimal

; 3,

mild

; 4,

moderat

; og 5,

alvorlig

. Samlet billedkvalitet blev bedømt på en anden fem-punkts skala: 1,

fremragende

; 2,

god

; 3,

retfærdig

; 4,

dårlig

; og 5,

noninterpretable

. Læserne bedømt tilstedeværelsen af ​​artefakter ved hjælp af en 4-trins-skalaen, med en angivelse af

ingen

; 2,

mild

; 3,

moderat

; og 4,

alvorlig

. De to radiologer endelig besluttet (baseret på helhedsindtrykket) om VNE billederne var acceptable erstatninger for TNE opkøb. Niveau af accept blev bedømt 1,

helt

; 2,

delvist

; og 3,

ikke

acceptabelt. I tilfælde af inter-observatør uenighed blev endelige beslutninger ved konsensus.

Statistisk analyse

Alle numeriske værdier er udtrykt som gennemsnit ± standardafvigelse. Aftale i CT-numre og SNR’er mellem VNE og TNE billeder blev analyseret ved hjælp af (ICC) statistikker intraclass korrelationskoefficienten. Den parrede

t

test blev anvendt til at sammenligne billedet støj, den maksimale tumortykkelse, jod overlay og ekstraudstyr værdier af tumoren, og effektiv dosis stråling. Test ydeevne (følsomhed, specificitet og nøjagtighed) af T-iscenesættelse blev beregnet ud fra de 2 forskellige paradigmer for fortolkningen CT-scanninger. Inter-observatør variation mellem de to radiolog evaluatorer blev evalueret ved hjælp af kappa (k) statistik. Definitioner af aftale baseret på k-værdier var som følger: 0,20,

svag aftale

; 0,20-0,40,

retfærdig aftale

; 0,41-0,60,

moderat aftale

; 0,61-0,80,

betydelig aftale

; 0,81-1,0,

næsten perfekt aftale

. Alle statistiske analyser blev udført med Stata blev udgave 12. En

s

-værdi på mindre end 0,05 anses for at indikere en signifikant forskel.

Resultater

Stråling Dose

Mean effektiv bestråling blev 8,12 mSv ± 1,20 for nonenhanced erhvervelse single-energi; 6.20 mSv ± 0,72 for kontrasten forbedret erhvervelse dual-energi; og 14,32 mSv ± 1,91 for den tofasede protokol. Udelade af TNE fase kan dosis stråling reduceres med 57% med enfaset dual-energi CT-protokol (dvs. IO og VNE billeder) alene.

Kvantitative Image Analysis

der var signifikant korrelation (dog ikke konkordans) mellem TNE og VNE billeder i CT numre af tumoren, aorta, psoas muskel, og bugspytkirtel (ICC: 0,29, 0,50, 0,36, 0,69, henholdsvis;

P

0,01, tabel 1) og i SNR af tumorerne og normale reference- væv (

P

0,01). Middelværdien iod overlay værdi (48,4 HU ± 12,2) og forbedring (49,4 HU ± 11,8) værdi CRCs var ikke signifikant forskellige (P = 0,52). Ingen signifikant forskel fandtes i den gennemsnitlige billedstøj mellem TNE (5,0 ± 1,1) og VNE (5,3 ± 1,1) billeder (

P

= 0,07) .Den tværgående-sektion maksimal tumor tykkelse på TNE (1,6 cm ± 1,1 ) og VNE (1,6 cm ± 1,1) billeder (

p

= 0,99) viste heller ingen signifikant forskel.

Lokal tumor staging

De afsløring satser CRCs ved hjælp af MPR billederne var 100% (103 af 103 neoplasmer) med 20 neoplasmer (19%) ved colon ascendens, 6 (6%) ved den tværgående, 13 (13%) ved den nedadgående, 60 (58%) ved sigmoid, 3 (3%) ved rectosigmoid colon og 1 (1%) ved endetarmen. Ved histopatologisk undersøgelse, 28 af 103 neoplasmer (27%) blev iscenesat som pT1-2 (fig. 1), 66 (64%) som pT3 (fig. 2), 7 (7%) som pT4a (fig. 3) og 2 (2%) som pT4B (fig. 4). De overordnede diagnostiske nøjagtighed af T mellemstationer med MPR billeder var bedre i enfaset DECT (VNE og IO billeder) end i dual-fase simuleret SECT (TNE og forbedrede WA billeder) (90,3% [93 af 103 neoplasmer] vs. 87,4% [90 af 103 neoplasmer]) (

s

= 0,51) (fig. 5, 6). Over- og under-staging forekom i 8 (8%) og 5 (5%) patienter, henholdsvis ved hjælp af dual fase protokollen; og i 8 (8%) og 2 (2%) patienter, henholdsvis ved hjælp enfaset protokol den. Nøjagtighed satser af T-mellemstationer med dual-fase- og enfasede billederne var 93% og 95% for T1-2, 89% og 90% for T3, 94% og 95% for T4A, og 98% og 100% for T4B (tabel 2). Kappa værdier for aftalen mellem billedbehandling og patologisk diagnose fås fra læserne 1 og 2 var 0,85 og 0,77 for enkelt-fase og dual-fase henholdsvis (

s

0,05).

( A, B) VNE og tne aksiale billeder viser lignende billeder af fokal tarmvæg fortykkelse i coecum med uregelmæssige ydre margin og pericolonic fedt infiltration i det viscerale peritoneum (hvid pil). (C, D) Aksial visning af jod billede og forbedrede WA billeder under portalen venøse fase show transmural forøgelse af tumoren med uregelmæssige ydre margen. Focal rødfarvet forbedret tumor direkte invasion ind i den tilstødende væg af den terminale ileum (hvid pil) er godt demonstreret på jod billede, men ikke visualisere den udvidede WA billedet. Den bevarede fedt fly mellem kræft og terminale ileum er fejlagtigt fortolkes på forbedrede WA billede (hvid pil). Disse resultater tyder på scenen T4B ved enfasede protokol og scene T4A ved den dobbelte fase-protokollen. En invasion af terminale ileum blev bevist ved den patologiske iscenesættelse (pT4B).

(A, B) VNE og tne aksiale billeder viser lignende billeder af fokal tarmvæggen fortykkelse (hvid cirkel) i højre side af rectosigmoid colon med glat ydre grænse. (C, D) Jod billede og forbedret WA billede under portalen venøse fase show transmural forøgelse af tumoren (hvid cirkel). Focal rødfarvet forbedret tumor direkte invasion ind i den tilstødende pericolic fedt er godt demonstreret på jod billede (hvid pil), men ikke visualisere den udvidede WA billede (hvid pil). Disse resultater tyder på scenen T3 ved enfasede protokol og stadie T1-2 af den dobbelte fase-protokollen. Den pericolonic fedt infiltration blev bevist ved den patologiske iscenesættelse (pT3).

Kvalitativ billedanalyse

I visuel vurdering, den overordnede billedkvalitet af VNE og TNE billeder var fremragende i 102 (99%) og 46 (45%) patienter, og god i 1 (1%) og 57 (55%) patienter. De overordnede billedkvalitet scoringer var relativt bedre for TNE billeder (1,0 ± 0,1) end for VNE billeder (1,6 ± 0,5) (tabel 3,

P

0,05). I begge grupper blev billedstøj rangeret

ikke

eller

minimal

, og artefakt blev rangeret

ingen

eller

mild

.Den gennemsnitlige billedstøj score var 1,70 ± 0,05 for VNE og 1,1 ± 0,04 for TNE billeder (

P

0,05). Flere artefakter blev fundet på VNE billeder (1,5 ± 0,6) end på TNE billeder (1,1 ± 0,4), herunder rim artefakter på kuplen af ​​leveren [n = 27 (19%) og 2 (2%)], streak artefakter [ ,,,0],n = 20 (19%) og 7 (7%)], og svær stråle-hærdende artefakt fra en metal protese af rygsøjlen (n = 1 og 1) hhv. VNE billeder var

helt

acceptabelt for udskiftning af TNE billeder i alle patienter af begge anmeldere. Aftalen mellem de to korrekturlæsere var

væsentlig

eller

næsten perfekt aftale

(Kappa værdi 0,6, tabel 3).

Diskussion

Vores resultater viser, at enfaset DECT hjælp farvekodede IO og VNE billeder giver høj nøjagtighed i T-iscenesættelse af CRC og foreslå, at VNE billeder potentielt kunne erstatte TNE billeder. Denne ændring vil reducere patientens udsættelse for stråling fra CT. Den overlegne samlede nøjagtighed af T iscenesættelse med VNE og IO billeder til at med TNE og forbedrede WA billeder (90,3% vs. 87,4%) kan hjælpe klinikere optimere behandlingerne til enkeltsager.

IO billeder med farven -coded kortlægning kan forbedre visuel afgrænsning af læsioner. Fordi farve repræsenterer koncentrationen af ​​forbedrede jod er kodet på originale CT-billeder, er fremragende anatomiske detaljer bevaret og læsioner kan let skelnes fra deres omgivelser. Boellaard et al konkluderede, at påvisning af CRC er muligt på DECT uden tarm forberedelse eller luftinsufflation efter de fandt en diagnostisk nøjagtighed på 90% (27/30) af de kræftformer med 120 KVP billeder kun, og 96,7% (29/30) med visning jod kort Foruden [21]. Derfor CT er i øjeblikket den standard modalitet for mellemstationer CRC’er før helbredende kirurgisk resektion [1], [5] – [7]. Denne undersøgelse viste 100% opdagelse sats af CRC i vores patienter med plads luftinsufflation. Alle patienter tolereres godt for proceduren.

Med fremskridt inden for CT-teknologi og computing software, har CT vist potentiale, ikke kun som en mellemstation værktøj, men også til at forudsige prognosen for CRC [1], [2]. Der har også været af interesse for nylig i at udvikle neoadjuverende behandlingsstrategier for patienter med tyktarmskræft på grund af en bedre overholdelse og potentiale til at downstage forud for kirurgisk behandling [3], [4]. Det centrale element i at forudsige prognosen i CRC er omfanget af tumor breder sig ud muscularis propria [1], [2], [5]. Derfor er der et behov for at udvælge de bedste CT teknikker til iscenesættelse. DECT giver direkte visualisering af jod optagelse inden tumor i farvekodede mode, hvilket gør en pålidelig kvantificering af ekstraudstyr uden HU målinger. Morrin et al. [7] fandt, at kontrast-forstærket MDCT var nyttige i vurderingen af ​​de patienter, der mistænkes for at have omfattende CRC; den tillod identifikation af invasion af pericolic fedt fly og de tilstødende organer. IO billeder genereret af DECT kan godt demonstrere extracolonic spredning af tumoren, fordi IO billeder kan vise jod koncentration og distribution i tumoren og omgivende væv med rød-farve-kodning. I denne undersøgelse var den gennemsnitlige jod overlay værdi og forbedring værdi CRCs viste ingen signifikant forskel. Endvidere fandt vi, at kombineret analyse af IO og VNE billeder også kan være nyttige til evaluering extracolonic spredning af avancerede CRCs. Vores undersøgelse viste, at følsomheden i T-stadieinddeling af T3 (fig. 5) og T4B (fig. 6) læsioner på IO billeder var bedre end på WA-forbedrede billeder.

Flere tidligere undersøgelser har rapporteret, at VNE billeder er rimelig tilnærmelser til deres tne kolleger hos patienter med nyre- masser [8], [22], [23], lever læsioner [24], adrenale masser [25], galdesten eller galde rørledning sten [26] samt sten i urinvejene [27], [28]. Opnåelse VNE billeder kan reducere behovet for TNE billeder og derved reducere strålingsdosis. I vores undersøgelse, den maksimale tykkelse og SNR af CRC var ens på VNE og TNE billeder. Kvalitativ billedstøj og billedkvalitet scoringer blev vurderet lidt dårligere på VNE billeder end dem af TNE billeder. Men i denne undersøgelse forskellen i billedkvaliteten ikke påvirkede den diagnostiske værdi af VNE billeder, og de to erfarne abdominale radiologer fundet begge billeder fuldt acceptabelt.

I denne undersøgelse, tin filtrering blev anvendt på høj- energi røntgenrør af DECT-scanner. En nylig undersøgelse rapporterede, at tilsætning af tin filtrering til den høje kVp røret ikke kun øger dual-energi kontrast mellem iod og calcium, med strålingsdosis at ligne eller lavere end den af ​​konventionel single-energi CT, men også mindsker støj i VNE billeder i både phantom og in vivo eksperimenter [12]. Vi fandt, at jod komponenter kan med held fjernet fra de forbedrede bløde væv til at skabe VNE billeder. Der var pålidelige aftaler mellem TNE og VNE billeder i CT-numre af tumor og normale reference- væv. Hvis TNE billederne erstattes af VNE billeder, kunne den ekstra stråling undgås.

Fra denne undersøgelse, farvekodede IO og VNE billeder afledt af kontrast-forstærket DECT data kan bruges til på passende opdage og scene CRC. Faldende stråling så lav som rimeligt muligt (ALARA) er en af ​​vores kliniske mål, og det er også en vigtig fordel ved DECT for patienter med CRC. Så vidt vi ved, er der ikke beskæftiger sig med afsløring og iscenesættelse af tarmkræft ved DECT undersøgelser blevet offentliggjort i litteraturen. På vores institution, ligesom nogle andre institutter, vi plejede at have en nonenhanced og en kontrast-forstærket erhvervelse til vurdering af CRC. Hvis den ikke-kontrast scanning ville udelades, kunne dosis reduceret fra 14,3 mSv til 6,2 mSv.

Flere potentielle begrænsninger af vores undersøgelse komme i betragtning. Første, på grund af den tilbagevirkende karakter af vores undersøgelse blev nonenhanced scanning udført med en standard dosis-protokol (120 kVp, kvalitet reference, 250 MAS) i kategorien. Som dosis er proportional med rørets strøm, kan en reduktion i rør strøm også forårsage signifikant reduktion i patientens dosis.