郑州大学第一附属医院放射科岳松伟教授团队成果Radiology|光子计数CT与能量积分探测器CT在不同BMI和肿瘤大小肺癌中的性能比较
今天分享一篇来自郑州大学第一附属医院放射科岳松伟教授团队、2026年2月发表于《Radiology》（中科院1区、IF=15.2分）的研究。肺癌是全球癌症死亡的首要原因，准确且安全的影像学评估对早期诊断与治疗至关重要。传统能量积分探测器CT（EID-CT）虽广泛应用，但累积辐射与造影剂暴露带来风险，尤其是对比剂诱发的急性肾损伤。光子计数CT（PCCT）作为新兴技术，凭借直接光子转换、超高分辨率与优越的噪声表现，有望在降低剂量同时提升图像质量与诊断信心。然而，其在增强扫描中针对不同BMI与肿瘤大小肺癌患者的性能优势尚缺乏系统评估。本研究通过前瞻性对照设计，比较低剂量超高分辨率PCCT与标准剂量EID-CT在肺癌增强扫描中的表现，旨在明确PCCT在辐射安全、图像质量与恶性特征检测方面的临床价值，为个体化肺癌影像协议提供证据支持。论文题目：Photon-counting CT versus Energy-integrating Detector CT Performance for Various BMI and Tumor Sizes in Lung Cancer一、背景与引入
❓问题：肺癌死亡率居全球首位，增强CT是评估肺癌的关键工具，但长期多次检查导致累积辐射与碘造影剂暴露，增加患者不良反应与肾损伤风险。传统EID-CT在降低剂量时，图像噪声增加，空间分辨率有限；迭代重建与深度学习重建虽可改善图像质量，但可能导致伪影或失真。目前缺乏针对不同BMI与肿瘤大小肺癌患者的低剂量超高分辨率PCCT性能数据，尤其在增强扫描中检测恶性特征的临床价值尚未明确。
✅解决：PCCT通过直接光子转换、无探测器间隔设计，实现超高空间分辨率（0.2–0.4 mm）、更高信噪比与对比噪声比，且具备更好的能量分辨能力。PCCT可在低剂量条件下实现高质量成像，减少电子噪声，避免后处理重建带来的伪影问题，适合长期随访与高危患者。
✅思路：开展前瞻性单中心研究，纳入肺癌患者，分别接受低剂量PCCT或标准剂量EID-CT增强扫描。通过倾向评分匹配平衡组间基线特征，从辐射剂量、造影剂用量、图像质量（主客观评估）、恶性特征检出率、诊断信心及亚组（BMI、肿瘤大小）表现等多维度系统比较两种技术的性能差异。
二、思路实现
✅研究设计：前瞻性纳入2024年6–12月连续就诊的肺癌患者，PCCT组采用低剂量协议（1 mL/kg，2 mL/s），EID-CT组采用标准剂量（1.2 mL/kg，3 mL/s），通过1:1倾向评分匹配最终各100例进行比较。
✅扫描与重建：PCCT使用双源量子CT（NAEOTOM Alpha），采用120 kV、UHR模式（准直120×0.2 mm），重建层厚包括5 mm、1 mm、0.4 mm。EID-CT采用相同造影剂浓度（350 mg I/mL），重建层厚为5 mm与1 mm。
✅评估指标：1️⃣安全性：记录辐射剂量（CTDI、DLP、ED）、碘负荷、不良反应及对比剂肾病发生率。2️⃣图像质量：客观指标（噪声、SNR、CNR、TLR/LyLR）与主观评分（5分Likert量表，评估噪声、解剖结构、病变清晰度等）。3️⃣恶性特征检测：评估增强相关与非增强相关影像特征（如血管汇聚、毛刺征、支气管截断等）的检出数量与诊断信心。
✅亚组分析：按BMI（体重过低、正常、超重）和肿瘤大小（≤3 cm vs >3 cm）进行分层分析，探讨PCCT在不同人群中的适用性。
✅统计分析：使用SPSS与R软件，采用方差分析、非参数检验、χ²检验等进行组间比较，P<0.05视为显著。
三、结果解读
✅剂量与安全性优势：PCCT显著降低辐射剂量（有效剂量降低66.34%）、碘负荷（降低26.57%），不良反应（2% vs 9%）与对比剂肾病发生率（1% vs 7%）均显著低于EID-CT。
✅图像质量提升：1️⃣PCCT在5 mm与1 mm层厚下噪声更低、SNR与CNR更高；0.4 mm层厚在噪声方面与EID-CT 1 mm相当，但空间分辨率显著提升。2️⃣主观评分显示PCCT 0.4 mm在“增强病灶内结构”显示上优于EID-CT，尤其在正常体重与小肿瘤（≤3 cm）患者中整体图像质量最佳。
✅恶性特征检测与诊断信心：1️⃣PCCT 0.4 mm检出更多增强相关恶性特征（如血管汇聚、支气管截断），总数显著高于EID-CT（291–340 vs 194–255）。2️⃣诊断信心评分PCCT 0.4 mm显著高于EID-CT 1 mm，尤其在毛刺征、分叶征等特征上。
✅亚组表现差异：1️⃣BMI越低，PCCT图像质量优势越明显；超重患者中PCCT仍改善主观评分，但CNR受噪声影响有所下降。2️⃣小肿瘤（≤3 cm）在0.4 mm层厚下结构显示更清晰；大肿瘤（>3 cm）则在1 mm层厚下边界对比更佳，提示应根据肿瘤大小个性化选择重建层厚。
图1：研究设计流程图。EID = 能量积分探测器，PCCT = 光子计数CT，UHR = 超高分辨率。
图2：客观图像质量比较。半箱线图展示匹配后PCCT与EID-CT在动脉期与静脉期的（A）噪声、（B）信噪比、（C）对比噪声比、（D）肿瘤或淋巴结与肺实质对比比。
图3：（F）肿瘤强化模式的堆叠条形图比较；（G）恶性相关影像特征检出数量的堆叠条形图。
图4：EID-CT与PCCT的肺癌增强CT图像示例，展示血管汇聚征、坏死区边界、毛刺征、支气管狭窄征等特征。
图5：（A）BMI亚组客观图像质量比较；（C）基于肿瘤大小的增强病灶内结构主观评分亚组比较；（D）肺癌影像特征诊断信心的5分Likert量表分布。
图6：基于肿瘤大小的PCCT图像亚组分析，展示不同层厚在小肿瘤与大肿瘤中坏死区边界的显示差异。
岳松伟，中共党员，主任医师，教授，硕士研究生导师，郑州大学第一附属医院放射科副主任，党支部副书记，主要学术和社会兼职有：中华医学会放射学分会第十四届头颈专业委员会委员；中国医师协会中西医结合医师分会第一届影像医学专业委员会委员；中国抗癌协会肿瘤影像专业委员会头颈学组委员；河南省医学会放射学分会第十届常务委员兼头颈学组组长；河南省医师协会放射医师分会第四届委员会副会长；河南省中西医结合影像专业委员会副主任委员；河南省健康科技学会肺结节诊治专业委员会副主任委员；河南省保健委员会干部保健会诊专家等。从事影像诊断工作二十余年，荣获郑州市优秀教师，郑州大学优秀青年骨干教师，郑州大学优秀共产党员，郑州大学“三育人”及郑州大学“百名优秀医师”等。主持国家科技部重大科研项目课题一项，省级科研项目多项。获得省级科研成果二等奖四项，发表专业论文（含SCI、中华系列及核心期刊）五十余篇。主编专著一部，副主编专著五部，参加编写高等院校医学影像专业本科统编教材（人民卫生出版社）一部。（简介来自郑州大学第一附属医院官网）
