美国麻省总医院的一项研究利用计算机辅助检测（CAD）算法准确地分析了虚拟单色双能CT结肠成像（CTC）的图像，假阳性结果极少。研究人员认为，这项研究为减少肠道准备CTC检查铺平了道路。

研究人员把先进的计算机辅助诊断算法应用到CTC检查中，而该检查并不需要严格的肠道准备，通过虚拟单色双能CT扫描。该项技术探测出结肠镜确诊22例病灶中21例，和所有晚期的病灶，每例患者病灶分类的假阳性为6.1%。

图1：虚拟单色图像减少光束硬化伪影

寻找更好的需要最少肠道准备的CTC

来自麻省总医院（MGH）和哈佛医学院的Nappi博士指出，这项研究是作为寻找一种新型的非导泻性CTC的一部分，这种新技术可以通过消除让患者产生不适的导泻过程而大大提高参与大肠癌筛选的人群数量。

传统的单源性CT在非导泻性CT扫描中有缺陷，由于只依靠一个衰减测量，在解决部分容积效应产生的伪影和探测粪便标记的局限性。结果会遗漏结肠病灶。根据之前MGH的研究，所有CAD在CTC上遗漏的病灶中，超过三分之二是来自部分容积造成的伪影（25%）或者粪便残渣（40%）。

但是双能CT的扫描是在两个不同的能量水平上进行，能够对CAD有帮助。

双能CT可以使用以物质为基础的探测来更好的确认粪便成分和软组织病灶，还能辨别出部分容积效应产生的伪影。双能CT可以用来合成虚拟单色图像，纠正粪便导致的光束硬化伪影，还可以纠正标记造成的伪增强伪影。最后，通过提供定量准确的衰减来改善CAD的探测准确性。

尽管这种所谓的虚拟单色图像可以从双能CT上合成，但是所设计的使用这些的图像的CAD的性能并不完善。

这项研究包括66无症状筛选受试者（平均年龄63岁，47％为男性），接受双能量CTC检查。受试者在检查的前一天摄入50ml碘对比（Gastrografin）（2×25ml），在接受双能量CTC检查两个小时前再次摄入对比剂（50ml）。

CT图像采集条件为15毫安秒，140kVp的扫描，以及40毫安秒，80kVp的扫描。该团队使用迭代重建减剂量方案（SAFIRE），间隔重建为0.6至1.0mm来对所采集的双能图像进行重建。

多步骤CAD算法

CAD算法可以进行结肠提取，虚拟清肠，和基于物质分解特征和虚拟单色图像的软组织病变检测。

Nappi博士及其同事首先从图像中计算物质组成来识别典型的结肠物质（空气，脂肪，软组织，和粪便标记），并利用125Kev下的成分组成数据来重建虚拟单色CTC图像，以尽量减少图像伪影。

利用支持向量机算法来减少基于所检测的病变的形状，质地和物质分解特征所产生的假阳性结果。对于试点评估，采用留一法来对CAD的每个病灶检测性能进行评价。

分别在80-，100-和140KeV的虚拟单色图像上评价多光谱成像的特征。该数据被用来评估6-9mm、10mm以上和病理确认的肿瘤的每个病变探测的灵敏度和假阳性。检测性能与基于单一源CT和与不适用泻剂的单源CT的类似CAD系统的性能进行比较。同时还评估了辐射剂量。

图2：由虚拟单色图像CAD格式检测出的一个16毫米的扁平绒毛状腺瘤，而单一源CT的CAD未检测出该病灶。

该CAD用于减少误报的算法是基于常规的病灶形状和纹理特征。根据该小组2012年发表的一篇文章，双能CT的特征也被用于鉴别假阳性结果，包括双能指数测量（DEI）和双能量比（DER），部分容积伪影指数和软组织指数，以及从80-，100-，120-和140KeV的虚拟单色图像获得的多光谱纹理特征。

更高的灵敏度，稳定的假阳性率

总之，研究发现了18位患者中活检明确证实的肿瘤18例，患者是有临床症状的，有的经历了不完整的结肠镜检查或拒绝常规结肠镜检查。

对大于等于10mm的肿瘤，CAD的敏感性为100％，每位患者假阳性的中位数为3；在6至9毫米的病变类别中，该CAD检测到了所有显著的结果。对于大于等于10mm肿瘤，双能量CT虚拟单色图像的CAD诊断的灵敏度比基于传统单能CT的CAD增加28％，而假阳性探测结果未增加。总体而言，假阳性结果为每例患者6.1%。

图3：基于虚拟单色图像从双能CT的CAD比同类基于传统的单源CT的CAD有更高的病灶检出率。

平均CT剂量指数体积（CTDIvol）为0.95mGy，每个CTC扫描位置有效剂量为0.75mSc。

基于虚拟单色和物质分解图像特征的CAD可以在非导泻性双源CTC中获得更好的检测性能，虚拟单色成像提高了CT衰减测量的准确度。迭代重建使得CT的扫描剂量降低，虚拟单色计算机辅助检测优于常规计算机辅助检测。