来自德国慕尼黑工业大学的研究团队既往已证明DLSCT可准确地定量不同的碘浓度，而且在虚拟环境中使用DLSCT区分血液和碘造影剂同样可行。因此，该团队的Riederer I开展了本研究，旨在评估DLSCT在鉴别颅内出血和碘造影剂方面的潜力，首先在体外验证最近的研究结果，然后再体内分析取栓后的缺血性卒中患者。相关结果已于2021年4月在线发表于《Clinical imaging》。
——摘自文章章节
【REF: Riederer I, et al. Clin Imaging. 2021;79:158-164. doi:10.1016/j.clinimag.2021.04.020】
脑卒中是仅次于缺血性心脏病的常见死亡原因，机械取栓是前循环大血管闭塞性脑卒中的有效治疗。出血是取栓后的主要并发症，故术后常需行CT检查。在术后CT上出现高密度灶的比例在25-84%，但并非所有高密度都是出血，碘化造影剂通过破坏的血脑屏障外渗也可出现高密度。在相似HU值情况下很难区分是出血还是造影剂，这通常会影响早期抗凝或抗血小板治疗。近年来，一种新技术—光谱CT成像在诊断领域引起了许多关注，因为X射线衰减依赖于能量和材料，因此它可以同时提供解剖学和材料分解的信息。利用一种专用的材料分解方案，可以从对比度增强的光谱数据集重建虚拟非对比度图像（Virtual non-contrast images，VNC）和碘密度图（Iodine density maps，IDM）。光谱CT成像有不同的技术方法，DECT（Dual-energy CT）即使用两种不同加速电压检测两个不同X射线源或一个X射线源在两个不同kV设置之间切换。最近，另一种光谱CT成像系统被应用，该系统为双层探测器系统（Dual-layer spectral CT，DLSCT），可同时识别低、高能光子，且默认下X射线管参数不变。
来自德国慕尼黑工业大学的研究团队既往已证明DLSCT可准确地定量不同的碘浓度，而且在虚拟环境中使用DLSCT区分血液和碘造影剂同样可行。因此，该团队的Riederer I开展了本研究，旨在评估DLSCT在鉴别颅内出血和碘造影剂方面的潜力，首先在体外验证最近的研究结果，然后再体内分析取栓后的缺血性卒中患者。相关结果已于2021年4月在线发表于《Clinical imaging》。
首先进行体外实验，在试管中注入碘造影剂，将碘稀释至2、4、6mg/dl，并将血液样本注入其中。另一部分血液样本进一步与碘剂（2mg/dl）按1:3或9（碘:血液）混合，并选择碘浓度2mg/ml以获得与常规CT图像中纯血相似的HU值。随后将这些试管放置到一个直径为10cm的水当量材料圆柱体中。为避免血液凝结或碘沉淀，在血样采集后立即扫描。
收集2016.09-2018.07患者头部CT的DLSCT数据集进行分析。共57例患者（女26例，男31例，年龄36~97岁，平均年龄72±15岁）在取栓后13±9h接受检查。前循环47例（颈内动脉15例；M1段23例；M2段9例），后循环10例均在基底动脉，TICI评分为2b/3共50例，0分7例。其中40例行MRI随访（取栓后88±65小时，DLSCT后75±65小时），7例行CT随访（取栓后59±53小时，DLSCT后42±40小时）。这47例有随访影像的患者被纳入研究（图1）。
图1. 研究流程图
CT实验均在DLSCT上进行并经专用软件后处理。从光谱基础图像（SBI）数据集生成VNC图像、IDM、碘叠加图（IOM）、Z-effective图像和常规CT图像，以5mm层厚进行重组，并在前后连合面按标准方式进行重定向。常规CT使用标准的大脑锐化滤波核（UC），使用特殊的光谱重构模式重建光谱图像，使用迭代重建算法重建常规CT。使用120kVp电子管电压，261mAs曝光量扫描。应用3T-MRI或常规CT进行随访。回顾分析PACS工作站成像数据，在常规CT和VNC图像中的中心或高密度处绘制圆形感兴趣区域（ROI）（8-12mm2）。使用ImageJ在体外测量碘浓度，并与真实碘浓度相关联。两位医生分析患者DLSCT图像，随后对两者进行一致性评估，将高密度分为“出血”、“碘外渗”或“混合型”。随访CT中消失的高密度归类为“碘外渗”，而随访CT中仍为高密度的归类为“出血”或“混合型”。有研究表明，碘剂不会引起类似出血的MRI相关信号改变故不太可能在MRI上被误诊，所以在后续MRI-T2检查鉴别血液和碘。
图2为体外实验结果。在常规图像中，由于HU值相似，很难区分血、低浓度碘（2 mg/ml）和血碘混合物的试管。在VNC图像中，碘的高密度消失，但含有血液的管仍是高密度的。
常规图像ROI分析显示管内HU值如下：血液：51.3±1.7；碘2 mg/ml：50.0±3.5；碘4mg/ml：97.4±1.6；碘6mg/ml：143.4±3.5（上排）；血：52.0±2.7；碘2mg/ml：47.7±0.9；碘（2mg/ml）+血（1:9）=0.2mg/ml碘：49.0±1.1；碘2mg/ml+血（1:3）=0.5mg/ml；碘：53.9±1.5（下排）。
VNC图像的ROI分析结果如下：血液：46.9±1.0；碘2mg/ml：−0.4±1.4；碘4mg/ml:−2.4±1.2；碘6mg/ml：−4.0±1.1（上排），血液：48.9±2.5；碘2mg/ml:0.9±1.0；碘2mg/ml+血（1:9）=0.2mg/ml碘：41.6±2.7；碘2mg/ml+血（1:3）=0.5mg/ml；碘：37.3±2.2（下排）。
IDM的ROI分析结果如下：血液：0.1±0.1；碘2mg/ml:1.8±0.2；碘4mg/ml:3.6±0.1；碘6mg/ml:5.4±0.4（上排），血液：0.0±0.1；碘2mg/ml:1.7±0.1；碘2mg/ml+血（1:9）=0.2mg/ml；碘：0.1±0.0;碘2mg/ml+血（1:3）=0.5mg/ml碘：0.5±0.0（下排）。
总之，测得的碘浓度与已知实际浓度相吻合。图3散点图显示了测量碘浓度与真实碘浓度之间极好的相关性（R2=0.9997，Pearson’s系数0.9998）。
图2. 体外实验结果，左至右分别为嵌在水当量圆柱体内的内容物，DLSCT常规图像，VNC，IOM
图3. 散点图显示碘的测量值与真实浓度之间的相关性
采用DLSCT检查13例患者共检出高密度区23个（图1）。随访检查提示7例为血液，4例为碘剂外渗，12例为血碘混合。DLSCT对两组血液检测的敏感性和特异性均为100%。VNC与常规CT的敏感性和特异性对比ROC曲线见图4。
图4. ROC曲线比较了VNC和常规CT图像对血液检测的敏感性和特异性
ROI分析值见图5，出血为55.4±11.1（常规CT）和48.1±9.2（VNC），碘为56.5±10.3（常规CT）和19.8±7.5（VNC），二者混合为52.8±13.2（常规CT）和36.2±12.7（VNC）。在二者混合的情况下，常规CT和VNC之间有显著差异（p<0.01）。出血时IDM为0.3±0.1，Z-effective为7.5±0.1；二者混合时IDM为1.5±0.1，Z-effective为8.3±0.1；IDM为0.6±0.2，Z-effective为7.1±0.2。在所有病例中，常规CT与IDM或Z-effective影像有显著差异（p <0.01）。
图5. ROI分析高密度区常规CT和相应区域VNC，IDM，Z-effective图像
图6显示了四种不同的碘化造影剂可能的出血或碘剂外溢的例子。例A为76岁女患接受取栓治疗左侧ICA终末段闭塞成功（TICI3）。取栓后15h行DLSCT，CT后45h行MRI。左颞顶区域的高密度区域在VNC图像中消失，在IDM（白色）、IOM（蓝色）和Z-effective（深蓝色）图像中可见。因此常规CT图像的高密度应为碘剂，同样在后续MRI-T2图像中不提示出血。例B为患者A另一层切片。VNC图像中左颞叶高密度区仍为高密度，IDM、IOM、Z-effective图像中无信号。因此，这种高密度与出血相符并在后续MRI-T2显示相应的出血易感伪影。例C（75岁女患，左侧M1段闭塞取栓后TICI 2b）可见侧裂小范围蛛网膜下腔出血，表现与例B相似。例D为80岁女患右侧M1段闭塞取栓术后，取栓后12h行DLSCT，CT扫描58 h后行MRI。右侧基底节区的高密度区可见碘剂与出血混合。
图6. 典型病例，取栓后常规CT、VNC、IDM、碘化覆盖图、Z-effective图像和MRI-T2图像（左至右）
DLSCT能够在体外区分血液和碘，并可靠地定量不同的体外碘浓度，能够区分缺血性卒中患者取栓后的脑出血和碘造影剂外渗。因此，DLSCT可能改善临床常规CT影像在神经影像学中的诊断过程。
