(GOUT)三材料分解法可提高双能CT对痛风检测的灵敏度

陈新鹏医生 发布于2022-02-07 16:17 阅读量1050

本文由陈新鹏原创

痛风的生理病理特征是尿酸盐 (MSU) 晶体在受影响的关节内沉积和积累。双能计算机断层扫描 (DECT) 是一种基于 X 射线的成像技术,可以非破坏性和非侵入性地检测和定位大型的MSU 沉积物(即痛风石),已成为临床痛风的诊断和判断预后的重要方法。


但这项技术仍然称不上完美,检测结果存在假阳性和假阴性的情况。最近的两项进展为提高 DECT检测MSU的特异性和敏感性做出了重大贡献:(1) 软件生成的虚拟伪单色图像(VMI);(2) 三材料分解(3MD)后处理算法。Justin Tse研究验证,将这两种技术结合应用于MSU时的检测效果,可提高DECT对MSU的敏感性。


他们对骨(HA)质量体模(医学放射质量保证)和内部MSU体模同时进行快速kVp切换(80和140 kVp) 的DECT扫描(GE Revolution GSI, GE Healthcare)。HA体模含有100、400和800 mg HA的棒。而将不同浓度的MSU与3%的琼脂糖混合制成MSU体模,分别获得0、0.0344、0.133、0.283和0.652 g/mL。生成 50 和 65 keV 的 VMI(GE Gemstone Spectral Imaging)并通过 3MD(Tse 等人,2017)分解为三个组织体积:软组织、骨骼和 MSU。将3MD + VMI的结果与基于制造商(GE)的材料分解(GEMD)和常用的双阈值法进行了比较。此外,用上述DECT方法对痛风患者进行扫描,将他们的脚放在HA和MSU的影像上。得到的图像通过3MD + VMI和GEMD分解为组织特异性图像。


对放置在每个分解组织体积内相同软组织(100%琼脂)、骨(HA体素)和MSU体素(MSU体素)感兴趣区域内的10 × 10 × 10体素的平均值进行统计分析。如果p < 0.05,差异有统计学意义。


结果显示:3MD + VMI的组合与制造商内部的材料分解(GEMD)表现相同,两种技术在所有HA和MSU浓度下似乎都比普通的双阈值法表现更好(表1)。3MD + VMI与GEMD之间唯一的差异在MSU浓度最高组(0.652g/mL), 3MD + VMI与标准组的差异有统计学意义(p = 0.0479)。


图片1.png

表格1 在不同分解技术(即 3MD + VMI、GEMD 和双阈值)下放置在 HA 和 MSU 体模的 ROI 内的 10 × 10 × 10 体素的平均报告结果及其与已知浓度相比的 p 值。 * = 与标准的显着差异 (p < 0.05) 


由于第三种组织(如软组织)的分解,与通过GEMD生成的图像(图1Bii)相比,3MD + VMI组合产生了更清晰的MSU沉积描述(图1Aiii)。


图片2.png

图1所示 DECT分解结果。(A) 3MD和VMI的结合导致了(i)软组织,(ii)骨,(iii) MSU, (iv)骨和MSU的覆盖层的清晰和独立的可视化。(B) GEMD可清晰显示(i)骨,(ii) MSU沉积,(iii)骨和MSU覆盖层。


结论是:当测量作为视场(FOV)内唯一物体的影像的HA和MSU浓度时,3MD + VMI与GEMD之间无显著性差异。初步展示了3MD + VMI增强的软组织、骨骼和MSU显示(图1A)。需要进一步分析以确定添加人体解剖结构后是否会导致影响较低 MSU 浓度测量的伪影(例如光束硬化)。此外,进一步的工作可以确定更好的一对VMIs是否可以通过最大化DECT分解率来进一步提高可用检测限度。


简单一句话:临床检测技术的进步不是一步登天的,实际应用也还有不完美的地方,但科学家一直在努力。

参考出处:
相关疾病: