介绍
动态多相增强 CT (4D-CT) 是一种使用多相增强 CT 扫描的精确诊断技术。该技术可用于颈部区域，例如用于检测甲状旁腺腺瘤。1然而，4D-CT 的一个显着缺点是多个扫描阶段导致的辐射暴露相对较高。2这引发了人们对甲状腺癌风险可能增加的担忧。因此，一些作者认为应明智地使用 4D-CT，特别是对于年轻患者。

在过去的十年中，双能计算机断层扫描 (DECT) 在诊断头部和颈部疾病方面引起了越来越多的兴趣，通过使用两种不同的光子光谱来提供改进的组织表征和分化。3 – 8 DECT 采集可以通过多种不同的技术来实现，包括两个独立的 X 射线管（双源）、具有快速 KV 切换系统的单源扫描仪、双层光谱 CT 和光子计数。

DECT 扫描的优点之一是能够通过对比度增强采集重建虚拟非对比度 (VNC) 图像。这可以通过消除对真正的非造影（TNC）阶段的需要来减少辐射暴露。10使用 VNC 图像减少辐射暴露可能对颈部区域特别有益，因为颈部的有效剂量受到甲状腺和唾液腺对辐射相对较高敏感性的影响。

为了通过消除真正的非对比相位来减少辐射，VNC 图像应取代 TNC 图像。为了替代 TNC 图像，TNC 和 VNC 图像之间需要有可接受的密度一致性。通常，10 到 15 个 Hounsfield 单位 (HU) 的密度差异被认为是用 VNC 图像替代 TNC 时可接受的最大密度差异。13 , 14目前，对于VNC图像在头颈部成像中能否替代TNC图像尚未达成共识。

VNC 图像的可行性已针对各种适应症进行了广泛研究，多项研究证明其能够在不降低诊断准确性的情况下减少辐射暴露。10 , 15 – 18然而，专门调查在颈部区域使用 VNC 图像的可行性的研究很少。我们假设 VNC 图像不能用作头颈部成像中 TNC 图像的替代品，因为预计在 VNC 图像重建过程中会减去甲状腺的固有碘。因此，本研究的目的是确定在颈部区域使用 VNC 图像的可行性。

材料与方法
患者选择
这是一项回顾性研究，包括 2016 年 6 月至 2022 年 11 月期间接受 4D-DECT 成像作为原发性甲状旁腺功能亢进症标准诊断检查一部分的所有连续患者。临床和人口统计数据从电子患者记录中检索，图像从 PACS 系统中检索。研究方案经医学伦理委员会批准 (17-4-077.2)。放弃知情同意。

CT技术
4D-CT 在第三代双源 CT 扫描仪（Somatom Definition Force，西门子，埃尔兰根，德国）上进行。成像方案包括三个阶段：(1) 真正的非造影扫描 (TNC)（SECT n = 43 或 DECT n = 57），(2) 30 秒时的 DECT 造影后扫描（动脉），以及（ 3) DECT 50 秒造影后扫描（静脉）。对比后扫描是在以 3 mL/s 的流速施用 70 mL Ultravist 300（Bayer Schering）后进行的，然后以相同流速进行 30 mL 盐水冲洗。扫描参数如下：SECT扫描以care-kV能量模式进行扫描。DECT，管电压 80/150 kVp 和 35/23，质量参考 mAs，CTDIVol 5.6 mGy，旋转时间 500 ms，节距 0.7，切片厚度 1 mm，FOV 270 mm，矩阵 512 × 512，准直 0.6。
所有系列均采用软组织内核。使用软组织内核以两个管源之间的加权平均值 0.5 重建混合图像。使用量化内核 (Q30) 重建 DECT 数据以进行后处理。

VNC 重建是通过在专用软件包（Syngovia，版本 VB60，西门子医疗）中应用动脉期和静脉期的三材料分解算法“脑出血”来创建的。

图像分析
扫描结果在 Syngovia 工作站（用于 DECT 测量）和 PACS 查看站（Sectra，IDS7 版本 24.2，林雪平，瑞典）上进行审查。放置最大直径为20mm 2的圆形ROI并测量甲状腺组织(T)、淋巴结(LN)、颈动脉(CA)、颈静脉(JV)、脂肪组织(JV)中的密度(平均HU和SD)。 FT）和胸锁乳突肌（SCM）由具有超过 15 年经验的委员会认证神经放射科医生进行。小心所有 ROI，以避免混杂因素，例如甲状腺结节、血管和条纹伪影。在所有阶段（0、30 和 50 秒）将 ROI 放置在上述每个解剖结构中。

使用以下公式计算每个解剖结构的对比度噪声比 (CNR)：(ROItissue – ROIscm)/SDfat，其中 ROItissue 是感兴趣组织 (HU) 的平均密度，ROIscm 是感兴趣组织 (HU) 的平均密度。胸锁乳突肌组织（HU），SD是皮下脂肪密度的平均标准差。19使用以下公式计算每个解剖结构的信噪比 (SNR)：SNR=|ROItissue|/SDfat，其中 ROItissue 是感兴趣组织 (HU) 的平均密度，SDfat 是平均标准皮下脂肪密度的偏差。

统计分析
描述性统计用于基线患者特征。平均值和标准差用于连续变量，计数和百分比用于分类变量。比较 TNC 和 VNC 扫描之间的甲状腺、LN、CA、JV、FT 和 SCM 的平均密度。此外，还比较了由 30 秒对比后扫描和 50 秒对比后扫描构建的 VNC 扫描之间的平均密度。使用配对样本 t 检验测试 TNC 和 VNC 扫描之间的密度差异。

使用 Bland-Altman 图可视化 TNC 和 VNC 图像之间的一致性，该图绘制了 TNC 和 VNC 图像之间的密度差异与 TNC 和 VNC 图像的平均密度的关系。一致性限度被确定为平均差±15 HU。
Wilcoxon 符号秩检验用于比较 VNC 和 TNC 图像之间的 CNR 和 SNR。所有统计检验都是双尾的，p值小于或等于 0.05 的结果被认为具有统计显着性。

结果
纳入了 100 名接受头颈部 DECT 扫描以诊断原发性甲状旁腺功能亢进的患者；23名患者为男性，77名患者为女性。平均年龄为 63.5 ± 10.7 岁。患者人口统计数据总结于表1中。

对于除甲状腺组织外的所有解剖结构，30至50秒重建的TNC和VNC图像之间的平均密度差异小于15 HU（表2和补充表3）；颈动脉 (CAR)、颈静脉 (JUG) 和胸锁乳突肌 (SCM) 的 TNC 和 VNC 图像之间的差异小于 10 HU（表 2和补充表 3）。

TNC 和 VNC 图像之间甲状腺密度的平均差异在 30 秒时为 53.4 HU (95% CI 46.8 HU; 59.6 HU)，在 50 秒时为 51.7 HU (95% CI 45.6 HU; 57.5 HU)。图 1提供了甲状腺区域 DECT 扫描的示例，显示与 TNC 图像相比，VNC 图像上的甲状腺密度显着降低。

30 至 50 秒重建的 VNC 之间所有解剖结构的平均密度没有显着差异（补充表 4）。
使用 Bland-Altman 图可视化 TNC 和 VNC 图像之间的一致性，该图绘制了 TNC 和 VNC 图像之间的密度差异与 TNC 和 VNC 图像的平均密度的关系。Bland-Altman 图显示，95% 的差异落在每个解剖结构（甲状腺组织除外）的两条一致线之间。甲状腺的 Bland-Altman 图 [95% 一致性限度 (±1.96 SD)] 显示，TNC 和 VNC 图像之间的大多数密度测量差异并未落在一致性范围内 (−/+ 15 HU) （图2）。相比之下，胸锁乳突肌的 Bland-Altman 图 [95% 一致性极限 (±1.96 SD)] 显示，TNC 和 VNC 图像之间的大多数密度测量差异都落在一致性范围内 (−/+ 15 HU) ）（图3）。

与 TNC 图像相比，VNC 图像上除颈动脉和颈静脉外的所有解剖结构的 SNR 和 CNR 均显着降低（表 2和补充表 3）。

讨论
这项研究表明，对于除甲状腺之外的所有解剖结构，颈部区域的真实非对比图像和虚拟非对比图像之间的密度差异均小于 15 HU。甲状腺 TNC 和 VNC 图像之间的密度平均差异为 53.2 HU (95% CI 46.8; 59.6, p = <0.001)。

通过 DECT 采集获得的 VNC 图像已被提议作为通过替换 TNC 图像来减少辐射暴露的一种手段。已经针对肾癌、 21肺气肿、22和影响上呼吸消化道的癌症等疾病研究了 VNC 图像替代 TNC 图像的可行性。23这项研究的结果表明，在颈部大多数解剖结构的密度方面，VNC 和 TNC 图像之间存在可接受的一致性。因此，VNC 图像可能有潜力替代颈部 TNC 图像。然而，在这项研究中，TNC 和 VNC 图像之间的甲状腺密度存在显着差异。这些发现表明 VNC 图像用于甲状腺成像的可行性可能有限。

这种差异可以通过减去 VNC 图像上甲状腺的施用碘和固有碘来解释。与周围正常和病理结构（如甲状旁腺腺瘤）相比，甲状腺组织具有较高的内在碘含量，因此 TNC 图像上的固有密度更大。生成 VNC 图像的算法会减去甲状腺的固有碘含量，这可能会导致甲状腺与周围组织之间的软组织对比度降低（图 1）。因此，这可能会限制 VNC 图像在评估甲状腺和甲状旁腺病理学方面的效用。
这一发现与最近的三项研究一致，这些研究报告称，在使用 4D-CT 检测甲状旁腺腺瘤时，VNC 图像无法替代 TNC 图像。4 , 24 , 25相反，一项研究表明，虽然甲状腺在 VNC 图像上表现出明显较低的密度，但这似乎并不影响甲状旁腺腺瘤定位的诊断准确性。26这可能是因为即使在 VNC 图像上，甲状腺的密度仍然远高于甲状旁腺腺瘤。26一项调查 VNC 图像在检测甲状腺乳头状癌中的实用性的研究发现，与 TNC 图像相比，VNC 的平均密度、图像质量和诊断准确性显着下降。20因此，该研究得出结论，VNC 图像不能直接用于替代甲状腺乳头状癌患者的 TNC 图像。20需要进一步研究来评估 VNC 图像在下颈部区域的潜在作用。

虽然这项研究表明，VNC 图像在评估甲状腺和周围组织方面的效用可能有限，但 VNC 图像在评估颈部其他病理学方面仍然具有潜力，例如唾液腺疾病（唾液腺病）。对于唾液酸石症，由非增强扫描和对比增强扫描组成的扫描方案会导致辐射暴露增加。8通过采用 DECT 重建 VNC 图像，可以克服这一限制。这种方法消除了对两阶段扫描方案的需要，从而减少了额外的辐射剂量，同时仍然能够识别唾液结石。因此，未来的研究需要专门关注用于检测唾液结石的 VNC 成像。

与 TNC 图像相比，VNC 图像显示 CNR 和 SNR 显着降低。图像质量的下降可能会使颈部病理的诊断变得更具挑战性。这些发现与Zhang等人进行的一项研究一致，18该研究也观察到颈部VNC图像中CNR和SNR的类似下降。尽管如此，VNC 图像中的 SNR/CNR 值仍可能满足诊断成像标准。
这项研究有几个局限性。首先，这是一项回顾性设计的单中心研究。此外，ROI 放置也存在固有的局限性，特别是考虑到几个淋巴结的尺寸较小。通过将多个 ROI 放置在同一患者的不同 LN 中，部分解决了这个问题。这项研究也没有包括 ROI 放置的多个观察者。因此，没有关于观察者内部或观察者间协议的数据。最后，一些扫描结果被伪影遮挡，导致很难准确定位 ROI。我们努力确定每个投资回报率最合适的位置。

总之，虚拟非对比成像可能是颈部区域大多数结构的可行替代方案。但由于甲状腺组织的CT密度存在显着差异，在检查甲状腺及其周围组织时，真实的平扫无法直接用虚拟平扫替代。需要进一步的研究来确定虚拟非对比成像在颈部区域的诊断效用。