本研究由Shambo Guha Roy等来自Mercy Catholic Medical Center放射科的团队完成，发表于 Journal of Computer Assisted Tomography 2024年1/2月刊（第48卷，第1期）。该研究属于放射诊断学与腹部影像学领域，核心关注双能计算机断层扫描（dual-energy computed tomography，DECT）在胆囊结石（gallstone，GS）尤其是非钙化结石检测中的实际应用价值。胆囊结石在临床上十分常见，美国约有2000万至2500万患者，虽然多数无症状，但约20%可发展为急性胆囊炎、胆总管结石、胰腺炎甚至脓毒症等严重并发症。传统灰阶超声（ultrasound，US）长期以来是诊断胆囊结石的金标准，敏感度可达98%，特异度为97.7%。然而，常规计算机断层扫描（computed tomography，CT）对胆囊结石的检测敏感度较低，最高报道仅约80%，主要是因为大多数结石为胆固醇性，其CT值与周围胆汁在常规多色（polychromatic，PC）图像上常呈等密度而难以区分。DECT通过140 kVp与100 kVp两种能级X线采集数据，可生成虚拟平扫（virtual noncontrast，VNC）图像和50 keV虚拟单能（virtual monochromatic，VMC）图像，这些重建图像有望提高低密度非钙化结石的显示对比度。该研究的目的是评估DECT在检测非钙化胆囊结石中的敏感度、特异度及准确性，并探讨VNC与50 keV VMC图像相对于传统PC图像的优势。

研究采用单中心回顾性观察设计，纳入2018年1月至2020年6月期间在Mercy Catholic Medical Center同时接受过超声检查和DECT扫描且间隔不超过6个月的患者。通过放射信息系统中检索关键词“cholelithiasis”和“gallstone”获得660例超声研究，经人工核对PACS后，最终纳入103例超声证实有胆囊结石且拥有完整DECT图像的患者作为研究组。对照组同样检索“no cholelithiasis”和“no gallstone”，从2345例超声研究中筛选出156例有DECT图像者，排除图像质量不佳者后，最终纳入102例无结石患者。所有DECT扫描均使用西门子Somatom Definition Flash双源CT，在单次门静脉期完成，采用140 kVp和100 kVp双能采集，并使用自动剂量调制及ADMIRE迭代重建算法。重建图像包括PC图像、VNC图像和50 keV VMC图像，层厚均为3 mm。图像定性分析由4名放射科医师独立完成，他们均不知晓超声结果，各自判断有无胆囊结石。若4名阅片者中有3人及以上意见一致则作为最终判定结果；若出现2:2分歧，则由第5名有13年经验的高年资医师裁决。定量分析由2名非盲法放射科医师对研究组103例患者完成，在PC、VNC和50 keV VMC三组图像上分别勾画结石及邻近胆汁的感兴趣区（region of interest，ROI），记录平均亨氏单位（Hounsfield unit，HU）值，并测量结石最大径及数量。

结果显示，以至少3名阅片者一致为阳性标准时，DECT对胆囊结石的检测敏感度为92%，特异度为96%，阳性预测值（positive predictive value，PPV）为96%，阴性预测值（negative predictive value，NPV）为92%，总体准确率为94%。4名阅片者的个体敏感度介于87%至92%之间，特异度介于80%至97%之间，整体Fleiss κ系数为0.76，提示观察者间一致性良好。值得注意的是，原始临床报告中仅72%（74/103）的结石病例被明确报告为阳性，而在本次回顾性研究中，有95例被判定为阳性，其中16例（17%）结石仅在VNC和/或50 keV VMC图像上可见，在PC图像上完全不可见。定量分析方面，研究组103例患者结石的平均HU值在PC图像上为157 ± 200（范围4至1082），VNC图像上为134 ± 147（范围-1至588），50 keV VMC图像上为246 ± 380（范围-60至1458）。统计学比较发现，50 keV VMC图像中的结石HU值显著高于PC和VNC图像，而PC与VNC之间的结石HU值无显著差异。三组图像中胆汁的平均HU值分别为13 ± 10、9 ± 15和9 ± 23，差异无统计学意义。进一步对仅在VNC和/或VMC图像上可见的16例结石进行亚组分析，发现这些结石在PC图像上平均HU为20.5 ± 12.3，在VNC图像上显著升高至40.5 ± 14.4（p = 0.008），而在50 keV VMC图像上显著降低至-5.5 ± 24.7（p < 0.001）。该亚组中胆汁HU值保持稳定，分别为11 ± 9、3 ± 14和1 ± 20。上述结果表明，只有纯胆固醇结石在低keV图像中可表现为HU值下降，而总体研究组中50 keV VMC图像结石平均HU值的升高主要是由钙化结石在低能级下HU值大幅上升所导致的数据偏移。在95例阳性检出结石中，33例为单发结石，62例为多发结石，结石平均大小为9.5 ± 6.8 mm，最大32 mm，最小1 mm。仅在VNC和/或VMC图像上可见的16例结石，平均大小为13.3 mm，最大为32 mm，最小为7 mm。

该研究的结论认为，低keV图像能够增加结石与胆汁之间的对比度，结合VNC和50 keV VMC图像进行胆囊结石评估，相对于传统PC CT可将检测敏感度提高约14%，从原始报告的72%提升至92%。这一结果具有明确的临床应用价值。在急诊科，腹部CT是腹痛患者最常进行的影像学检查之一，DECT生成的VNC和VMC图像是常规后处理产品，不额外增加辐射剂量或扫描时间。通过训练放射科医师在解读DECT图像时主动观察胆囊区域，有可能避免部分不必要的超声检查，减少患者等待时间并降低整体医疗费用。同时，需注意研究中出现了4%的假阳性率，这些病例在原始报告中未被判为结石，但在回顾性研究中被阅片者根据DECT图像判为阳性，这可能与阅片者已知研究目的而产生的认知偏倚有关。其中一名阅片者的假阳性率达20%，提示在临床推广中需进一步规范判读标准并加强培训。

该研究的亮点在于：第一，首次在社区医院真实临床环境中系统比较了DECT的VNC和50 keV VMC图像对胆囊结石的检测能力，并以超声作为对照标准，弥补了既往研究缺乏对照组或仅基于回顾性重建图像的不足。第二，通过定量分析揭示了总体结石HU值在50 keV VMC图像中升高的原因，并通过对亚组的分析阐明了胆固醇结石在低keV图像中的特征性HU值下降现象，为理解DECT图像上结石与胆汁对比度变化的物理基础提供了直观数据。第三，研究强调了常规PC图像对非钙化胆固醇结石的局限性，并展示了VNC图像在提高结石可见性方面的独特优势。第四，研究还识别出现实临床中放射科医师对VNC和VMC图像的利用不足，指出了改进工作流程和教育培训的方向。

此外，该研究也存在一定的局限性。首先，研究为回顾性设计，样本量相对较小，仅纳入103例结石患者和102例对照，且未评估胆总管结石。其次，以超声而非手术病理作为参考标准，可能导致部分小结石被漏诊。第三，US与DECT扫描的时间间隔最长可达6个月，期间结石状态可能发生变化。第四，尽管阅片者不知晓超声结果，但由于研究目的明确，阅片者在判读时可能产生偏倚，导致敏感度被高估。最后，研究组患者平均年龄显著高于对照组，也可能引入一定选择偏倚。尽管如此，该研究为DECT在胆囊结石检测中的常规临床应用提供了有价值的证据，支持在急诊腹部CT评估中将VNC和低keV VMC图像纳入常规判读流程，以提高非钙化结石的检出率并改善患者管理。