Характеристика одно- и многэнергетических возможностей КТ при использовании темного перорального контрастного средства на основе боросиликата на клинической системе КТ с детектором, считающим отдельные кванты

Введение: Возможность применения темных пероральных контрастных средств при абдоминальной компьютерной томографии (КТ) находится в стадии изучения. Одним из экспериментальных препаратов этого класса является темное боросиликатное контрастное средство (dark borosilicate contrast media, DBCM), КТ-плотность которого ниже, чем у внутрибрюшного жира.

Цель: Оценить характеристики DBCM при одно- и многэнергетической КТ на клинической системе КТ с детектором, считающим отдельные кванты (PCD-CT).

Методы: Пять флаконов — три с йодсодержащим контрастным препаратом (5, 10 и 20 мг/мл; Omnipaque 350) и два с DBCM (6% и 12%; Nextrast, Inc.), а также один стержень из однородного водного материала (нейтральное контрастное средство) — помещали в два фантома для многэнергетической КТ и сканировали на клинической системе PCD-CT (NAEOTOM Alpha) при 90, 120, 140, Sn100 и Sn140 кВ (Sn: оловянный фильтр) в многэнергетическом режиме. Уровень CARE keV IQ составлял 180 (CTDIvol: 3,0 и 12,0 мГр для малого и большого фантомов соответственно). Изображения с низкопороговой энергетической селекцией реконструировали с количественным ядром (Qr40, сила итеративной реконструкции 2) и толщиной/шагом среза 2,0/2,0 мм. Виртуальные моноэнергетические изображения (VMI) реконструировали в диапазоне от 40 до 140 кэВ с шагом 10 кэВ. На всех изображениях измеряли средние значения КТ-чисел для каждого флакона/стержня с помощью круговых областей интереса и усредняли по восьми срезам. Вычисляли и сопоставляли отношение контраст/шум (CNR) для йода (5 мг/мл) относительно DBCM в зависимости от трубочного напряжения и энергии VMI, а также сравнивали его с CNR йода относительно воды. Аналогичный анализ выполняли на картах йода и изображениях VNC, полученных при многэнергетическом сканировании на 120 кВ.

Результаты: С увеличением kV или энергии VMI отрицательные значения HU для DBCM уменьшались лишь незначительно, тогда как положительные значения HU для йода снижались при всех концентрациях контраста и во всех размерах фантомов. КТ-числа для DBCM снижались с -178,5 ± 9,6 до -194,4 ± 6,3 HU (малый фантом) и с -181,7 ± 15,7 до -192,1 ± 11,9 HU (большой фантом) для DBCM-12% при изменении напряжения от 90 до Sn140 кВ; на VMI КТ-числа для DBCM снижались минимально с -147,1 ± 15,7 до -185,1 ± 9,2 HU (малый фантом) и с -158,8 ± 28,6 до -188,9 ± 14,7 HU (большой фантом) в диапазоне от 40 до 70 кэВ, но оставались стабильными в диапазоне 80–140 кэВ. Наибольшее CNR йода относительно DBCM на изображениях с низкопороговой энергетической селекцией отмечалось при 90 или Sn140 кВ для малого фантома, тогда как все значения CNR на таких изображениях для большого фантома были сопоставимы. Значения CNR йода относительно DBCM, рассчитанные на VMI, были максимальными при 40 или 70 кэВ в зависимости от концентрации йода и DBCM. Значения CNR йода относительно DBCM последовательно превышали таковые для йода относительно воды (до 460% в зависимости от уровня энергии). Кроме того, CNR йода по сравнению с DBCM в меньшей степени зависел от уровня энергии VMI, чем аналогичное сравнение йода и воды: при 140 кэВ значения CNR снижались на 46,6% (малый фантом) или 42,6% (большой фантом) по сравнению с 40 кэВ; значения CNR для йода по сравнению с водой снижались на 86,3% и 83,8% соответственно для фантомов аналогичного размера. По сравнению с VMI 70 кэВ CNR йода относительно DBCM на картах йода и VNC было ниже на 13–79%.

Выводы: При оценке на разных уровнях трубочного напряжения и энергии VMI на клинической системе PCD-CT DBCM обеспечивал стабильно более высокое CNR по сравнению с йодом относительно воды (нейтрального контраста).