本研究由来自圆光大学医院（Wonkwang University Hospital）放射科的 Han A Lee、Young Hwan Lee、Kwon-Ha Yoon、Dong-Ho Bang 以及肝胆外科的 Dong Eun Park 共同完成，其中通讯作者为 Young Hwan Lee。该研究发表于《American Journal of Roentgenology》（AJR）2016年1月刊，第206卷第74至80页。研究得到了圆光大学2014年度基金资助。

从学术背景来看，本研究属于腹部影像学与胃肠道影像学领域，聚焦于胆石症（gallstone disease）的无创性影像学评估。胆石症是全球范围内常见的胆道系统疾病，可引起胆囊管梗阻、急性胆囊炎，并可能迁移至胆总管远端，导致急性胆管炎和胰腺炎。在影像学检查中，超声对胆囊结石具有很高的敏感性和特异性，但近年来CT已成为腹痛患者首选的影像学检查手段之一。常规CT平扫对胆结石的敏感性相对不足，且存在较高的辐射暴露问题。双能CT（dual-energy CT, DECT）通过两个具有不同管电压的X线球管，能够同时获取两种不同光子能谱的数据集。利用这一特性，可以在增强扫描的基础上通过减影去除碘成分，从而获得虚拟平扫（virtual unenhanced, VUE）图像。虚拟平扫图像有望替代真实平扫（true unenhanced, TUE）图像，从而减少患者接受的辐射剂量。此前已有研究验证了虚拟平扫在孤立性肺结节、肾脏和肝脏肿块、主动脉内漏、脑出血、纵隔淋巴结、急腹症以及胆结石或胆管结石中的可行性。然而，既往研究较少关注结石化学成分对虚拟平扫图像显示效果的影响。基于胆固醇结石和钙盐结石在不同管电压下具有不同衰减特性的理论，本研究假设虚拟平扫图像在胆固醇结石的显示上可能优于真实平扫图像，而在钙盐结石的显示上可能不如真实平扫图像。因此，本研究的主要目的是比较同一组患者在DECT中获取的虚拟平扫图像与真实平扫图像对胆结石的检出能力，并评估虚拟平扫替代真实平扫以降低辐射剂量的可能性。

在具体研究流程方面，本研究为回顾性研究，获得了医院伦理审查委员会批准。研究纳入了2011年7月至2013年4月期间因右上腹疼痛并临床怀疑急性胆囊炎或胆石症而接受DECT检查的112例患者。在这些患者中，有52例接受了胆囊切除术，其中7例手术中未发现结石，最终有45例患者经傅里叶变换红外光谱（Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR）证实结石成分，构成本研究的核心研究对象。这45例患者共包含83枚结石，其中40枚胆固醇结石来自21例患者，43枚钙盐结石来自24例患者。另外60例未手术患者中，24例经超声发现44枚结石，36例未见结石。CT检查采用第二代双源CT扫描仪（SOMATOM Definition Flash, Siemens Healthcare），包含两种扫描方案：三期扫描（平扫、动脉期、门静脉期）和双期扫描（平扫、门静脉期）。真实平扫和动脉期图像采用120 kVp管电压，门静脉期采用双能模式，即140 kVp与80 kVp同时采集，其中高千伏球管带有锡滤过器。双能门静脉期数据经后处理工作站（Syngo MMWP 2008a, Siemens Healthcare）通过肝脏虚拟平扫算法去除碘成分，生成虚拟平扫图像。所有图像重建为5 mm层厚和5 mm层间距的轴位图像。

在定量分析中，一位具有3年腹部CT经验的放射科医师在PACS工作站上对真实平扫和虚拟平扫图像进行客观测量。测量内容包括结石最大径、肝实质、胆汁和结石的平均CT值、椎旁肌肉的标准差以评估图像噪声，以及结石与胆汁的对比噪声比（contrast-to-noise ratio, CNR）。小于5 mm的结石因测量困难被排除在定量分析之外。在定性分析中，两位分别具有13年和7年腹部影像经验的放射科医师独立阅片，间隔4周以降低回忆偏倚。他们评估了结石的可见性、数量、密度、图像噪声和伪影，并最终判断虚拟平扫图像是否可接受为真实平扫图像的替代。统计方法包括配对t检验、加权kappa一致性检验等。

研究结果显示，在定量分析中，虚拟平扫图像上肝实质和胆汁的平均CT值均显著高于真实平扫图像。胆固醇结石在虚拟平扫图像上的结石-胆汁对比噪声比（2.45 ± 1.32）显著高于真实平扫图像（1.67 ± 1.55，p = 0.032），而钙盐结石在虚拟平扫图像上的对比噪声比（10.59 ± 7.15）则显著低于真实平扫图像（14.11 ± 9.81，p < 0.001）。此外，无论是钙盐结石还是胆固醇结石，在虚拟平扫图像上测量的结石大小均小于真实平扫图像。这一现象被认为是由于虚拟平扫生成过程中碘减影同时减去了部分钙质成分，导致钙化结构被低估。在定性分析中，两位阅片者对钙盐结石的真实平扫检出率均为100%（43/43），而在虚拟平扫中分别降为95%和86%。对于胆固醇结石，两位阅片者在真实平扫中的检出率分别为50%和47%，而在虚拟平扫中则提高到85%和75%。可见性评分方面，胆固醇结石在虚拟平扫图像上的可见性显著高于真实平扫图像，而钙盐结石的结果则相反。在密度分类上，虚拟平扫使更多胆固醇结石被判定为稍高密度，从而提高了与胆汁的对比度。图像噪声方面，虚拟平扫图像略高于真实平扫图像，且虚拟平扫图像上的伪影（如线束硬化伪影、条状伪影、减影伪影和运动伪影）也较常见。尽管如此，两位阅片者分别认为71%和69%的虚拟平扫图像完全可接受用于替代真实平扫，另有25%认为可接受但有限制，仅极少数图像被认为不可接受。有效辐射剂量方面，三期方案中真实平扫的平均有效剂量为21.08 mSv，而虚拟平扫的估计剂量为13.66 mSv，平均可减少34.87%的辐射剂量；双期方案中分别可减少约48.85%的辐射剂量。

本研究的结论是，虚拟平扫图像能够更好地显示胆固醇结石，而真实平扫图像则能更好地显示钙盐结石和小结石。尽管虚拟平扫在钙盐结石和小结石的显示上存在低估，但其整体诊断可接受性较高，并且具有显著降低辐射剂量的优势。因此，虚拟平扫图像在胆石症评估中具有重要的临床应用价值，尤其适用于需要减少辐射暴露的年轻患者。

本研究的亮点在于，它将胆结石的化学成分与双能CT虚拟平扫的显示效果直接联系起来，揭示了虚拟平扫对不同成分结石的差异化显示能力。这一发现弥补了此前 Kim 等人研究中忽略结石成分的不足。此外，研究采用了经FTIR证实的结石成分作为参考标准，增强了结果的可信度。研究所使用的第二代双源CT配备了锡滤过技术，有助于提高碘与钙的区分能力，这一技术背景也为未来进一步优化虚拟平扫图像质量提供了方向。同时，研究详细量化了虚拟平扫替代真实平扫所带来的辐射剂量降低幅度，为临床实践中的剂量管理提供了具体数据支持。不过，研究也存在一些局限性，包括回顾性设计可能带来选择偏倚、每例患者最多评估三枚结石可能降低敏感性、FTIR成分为半定量结果以及结石成分并非单一纯物质等。总体而言，该研究为双能CT虚拟平扫在胆石症诊断中的应用提供了有价值的依据，并提示在临床应用中需要关注结石成分和大小对检出率的影响。