光子计数探测器计算机断层扫描（PCD-CT）胰腺超高清（UHR）序列的扫描范围与辐射剂量：一项关于超低成本剂量规划序列的前瞻性两组比较

《Diagnostics》：Scan Range and Radiation Dose of the Ultra-High-Resolution Series in Pancreatic Photon-Counting Detector CT: A Prospective Two-Group Comparison of an Ultra-Low-Dose Planning Series

　　

背景/目的：光子计数探测器计算机断层扫描（PCD-CT）的超高清（UHR）模式按扫描长度计是多期相胰腺协议中最耗剂量的序列，且胰腺无法在定位像（topogram）上准确定位。研究人员评估超低成本剂量（ULD）平扫规划序列能否在完整显示胰腺的前提下缩小UHR扫描范围并降低剂量。方法：这项前瞻性单中心研究中，56名患者共61次胰腺协议检查在初代双源PCD-CT上完成。方案变更后，A组（n=30）UHR范围依据定位像勾画，B组（n=31）依据ULD平扫序列勾画。记录剂量指数、扫描长度、胰腺边界及显示完整性。结果：B组UHR扫描范围缩短27%（114对160 mm；p<0.001），主要由颅侧边界缩小驱动（-58%；p<0.001），尾侧边界无显著差异（p=0.076）。UHR序列的体积CT剂量指数（CTDIvol）和体型特异性剂量估计（SSDE）两组无差异（p=0.74、p=0.35），但剂量-长度乘积（DLP）降低25%（p=0.003），其在剔除必需静脉期后总剂量中占比由62.0%降至50.7%（p<0.001）。总剂量低7.5%但未达显著（p=0.37）。显示不完整者A组5/30、B组5/31（p=1.00）。体型匹配。结论：ULD规划序列使UHR胰腺期更精准，该序列扫描范围缩短27%、DLP降低25%，未发现胰腺显示不完整增加。仅用定位像规划时颅侧过扫最明显。缩短仅限UHR序列且在该序列显著；总检查剂量更低但不显著，不能据此推断总剂量结论。

研究背景方面，超高清（UHR）采集是光子计数探测器计算机断层扫描（PCD-CT）真正的新能力，探测器以120×0.2 mm准直读出，平面内极限空间分辨率约125 μm，远超能量积分系统。对胰腺而言，胰管系统、乳头、胰周动静脉及区域淋巴结等小结构具诊断权重，UHR可提升胰腺导管腺癌（PDAC）显见度与血管受侵、转移检出的阅片者间一致性。但UHR并非标准腹部采集，其每旋转仅覆盖24 mm的z轴，而标准模式为57.6 mm，且需提高图像质量水平以维持小体素信噪比；在多期相胰腺协议中UHR序列剂量占比高。剂量-长度乘积（DLP）与受照长度成正比，将UHR范围限定至目标器官是最直接降剂量方式。冗余z轴覆盖普遍存在，综述报道多余覆盖12至约90 mm，多中心稽核中70.6%检查超出预设解剖边界。问题在于胰腺不能在双平面定位像上可靠定位，技师只能借骨性标志和气体形态推断腺体位置，已有综述将方向性过扫归因于定位像局限及对欠覆盖的谨慎。冠状动脉CT中ULD平扫规划可减重扫且不显著升高总剂量，腹盆部低剂量螺旋定位像或 scout 视图上器官预测可缩短腹部采集，但该方法能否迁移至胰腺PCD-CT的UHR序列此前未研究。因此研究人员在注药前加入ULD平扫序列以勾画腺体并定义UHR边界，旨在量化其对UHR扫描范围与辐射剂量影响，并判断缩窄范围是否损害胰腺完整显示。

研究人员开展的研究为前瞻性观察性单中心试点研究，经伦理委员会批准并获书面知情同意，按STROBE声明报告，未入公共试验注册库。2023年2月至11月连续纳入临床指征下胰腺协议PCD-CT者，得62次检查，全胰切除后1次被排除，最终56名患者61次检查；4名患者多次检查共9次被保留，分析单位为检查。A组30次仅用前后及侧位定位像规划UHR胰腺期，B组31次在注药前加ULD平扫上腹部序列，并在横断面上直接见腺体后同步将颅、尾边界传回定位像。两段时间上连续不重叠，除UHR边界定义外协议其余不变。设备为初代双源NAEOTOM Alpha（VA50），动脉与静脉期用QuantumPlus多能模式144×0.4 mm，胰腺期用HighResUltra的UHR模式120×0.2 mm，UHR的CARE keV由170升至250，层厚0.6 mm、核Br48；ULD用Sn100、CARE keV 40、层厚1.5 mm。对比剂为400 mg/mL碘浓度Iomeron 400，按体重1 mL/kg。

主要关键技术方法上，研究人员采用初代双源PCD-CT（NAEOTOM Alpha）执行多期相胰腺协议，A组凭定位像、B组凭ULD平扫序列界定UHR胰腺期边界；从辐射剂量结构化报告提取体积CT剂量指数（CTDI_vol）、剂量-长度乘积（DLP）、扫描范围，并按AAPM 220用注水等效直径算体型特异性剂量估计（SSDE）；以胰腺实质或肿瘤至首末层距离测颅、尾边界，单名非盲读者判完整显示，另一名盲法读者在全部61次中复评；统计用Mann–Whitney U、Hodges–Lehmann中位数差及Fisher精确检验，主要终点为UHR的DLP、共同主要安全终点为胰腺完整显示，并做多变量对数线性模型、留一检查/亚组与敏感性分析。样本队列来自维也纳医科大学机构内2023年2月至11月临床指征下胰腺协议检查患者。

3.1 患者与检查：研究人员分析61次检查，两组年龄、性别、静脉期胸腹范围、既往部分胰腺切除、体质指数、注水等效直径、胰腺病变构成均无显著差异；动脉期长度两组相仿，证实除UHR边界外基线匹配。

3.2 扫描范围与规划边界：研究人员发现动脉期长度无差，而B组UHR胰腺期160 mm降至114 mm，中位差-44 mm，均数降27%；颅侧边界47 mm降至14 mm、均数降58%，尾侧边界36 mm降至23 mm不显著；合计边界95 mm降至35 mm。胰腺目标本身颅尾径在完全显示者中两组均为约74–76 mm，说明缩短来自安全边界而非腺体尺寸；既往部分切除缩短目标但在两组分布相似。

3.3 胰腺显示完整性：研究人员报告A组5/30、B组5/31不完整，绝对差-0.5个百分点，95%区间宽，未检测到差异（p=1.00）；截断多位于尾侧，而缩短发生在颅侧，故干预未侵入实际丢失覆盖的方向。第二名盲法读者在完整性与截断方向上61/61一致，边界测量ICC近1.00。

3.4 辐射剂量：研究人员指出UHR的CTDI_vol约为同检动脉期2.4倍，两组CTDI_vol与SSDE无差，证明每切片曝光和体型未变；UHR的DLP由316降至248 mGy·cm，中位差-74，均数降25%，且与扫描长度相关（Spearman ρ=0.74）。ULD序列CTDI_vol约1.6 mGy、DLP约32 mGy·cm，为UHR每切片剂量约十分之一；UHR省74 mGy·cm、ULD加34 mGy·cm，净省41 mGy·cm。静脉期占总量约47%且不可优化，按可优化剂量算UHR占比由62.0%降至50.7%；总检DLP均数低7.5%但不显著（p=0.37）。多变量模型中B组UHR的DLP低约17–19%，加体质指数后模型解释度提升。

3.5 无既往部分切除亚组：研究人员在44次全胰在位检查中见到覆盖与剂量终点组间差更大，CTDI_vol、SSDE仍相等，不完整显示5/24对3/20（p=0.71）。

3.6 敏感性分析：研究人员仅留每患者一次检查（每组26）复算，UHR长度、DLP、颅侧与合计边界、可优化剂量占比结果同向且显著，总DLP不显著，多变量组效应约-18.9%。

讨论部分中，研究人员强调ULD规划使UHR胰腺期更聚焦，缩短与降DLP源于更短受照长度而非管电流或体型变化；颅侧过扫最突出，因定位像看不到胰腺颅界，技师加安全余量。总剂量仅现不显著下降趋势，一是ULD自身耗能抵消部分收益，二是静脉期占近半且不可几何优化，故“可优化剂量占比”更有意义。机制上边界由技师而非算法决定，瘦者胰周脂肪少致ULD上腺体辨识不易，且技师无专门训练即达此效果，结构化训练或自动器官检测可能进一步缩短。不完整显示未增加，但因UHR截断处仍有动脉/静脉期覆盖全胰腺，丢失的是UHR高分辨率而非解剖信息；残余截断在尾侧、干预在颅侧，故后续潜力在尾侧规划。局限性包括单中心、连续非随机、部分切除组间不均、重复检查非独立、边界在截断方向缺测、首读非盲、未记缺失范围临床后果与诊断准确度。

结论部分翻译：在光子计数探测器计算机断层扫描（PCD-CT）中，依据超低成本剂量（ULD）平扫序列规划超高清（UHR）胰腺期，可获得更精准的采集：该UHR序列扫描范围缩短27%、剂量-长度乘积（DLP）降低25%，且未检测到胰腺显示不完整增加。因两组为连续非随机，不能排除技师学习效应贡献。仅用定位像规划时，颅侧边界过扫最明显。ULD规划下总检查剂量更低，但差异未达统计学显著。

该研究发表于《Diagnostics》，意义在于首次将ULD横断面规划引入胰腺PCD-CT的UHR序列，证明在不牺牲胰腺完整显示前提下可用几何限域显著降低高分辨率序列DLP，并为多期相协议中“可优化剂量”口径与颅侧过扫治理提供了实证依据。