Dual-Energy CT in the Assessment of Mediastinal Lymph Nodes

Abstract

본 연구에서는 종격동 림프절 평가에 있어서 기존의 단일에너지 참비조영증강 전산화 단층촬영 (computed tomography, CT) 영상과 비교하여 조영증강 이중에너지 전산화 단층촬영에서 재구성하여 얻어진 가상비조영증강 전산화 단층촬영 영상의 신뢰도를 평가하고자 하였다. 2010 년 11 월부터 2011 년 3 월 사이에 본원에서 비조영증강 전산화단층촬영과 조영증강 이중에너지 전산화 단층촬영을 했던 218 명의 환자들의 전산화 단층촬영 영상을 후향적으로 검토하여, 그 중 단경이 1 cm 이상인 종격동 림프절이 있는 환자 45 명을 대상으로 하였고, 이들의 조영증강 이중에너지 전산화 단층촬영 영상 자료로부터 후처리 소프트웨어 (post-processing software)를 이용하여 가상비조영증강 영상을 재구성 하였다. 45 명 환자에서 전체 112 림프절을 분석하였다. 림프절은 참비조영증강 영상과 가상비조영증강 영상에서 객관적으로는 CT 감쇄(CT attenuation)를 비교하였고, 주관적으로는 림프절 내 높은 CT 감쇄 여부를 시각적으로 판단하였고 이에 대해서 참비조영증강 영상을 참조표준으로 하여 가상비조영증강 영상의 진단정확도를 측정하였다. 참비조영증강 영상과 가상비조영증강 영상간의 차이, 참비조영증강 영상에서의 CT 감쇄, 조영증강정도 간의 상호관계를 분석하였다. 림프절의 CT 감쇄는 참비조영증강 영상과 가상비조영증강 영상간에 중간 정도의 일치도를 보였다 (급내 상관 계수, 0.612). 두 영상간의 CT 감쇄 차이는 평균절대값이 7.8 ±7.6 HU(Hounsfield Unit) (범위, 0＿36 HU)였고, 112 개의 림프절 중 39 개(34.8%)에서 10 HU 를 초과하였다. 시각적 점수는 참비조영증강 영상과 가상비조영증강 영상간에 카파값 0.335 로 보다 낮은 일치도를 보였다. 참비조영증강 영상에서 높은 CT 감쇄를 보였던 16 개의 림프절 중 11 개 (69%)가 가상비조영증강 영상에서는 높은 CT 감쇄를 보이지 않았다. 높은 CT 감쇄 진단에 대한 가상비조영증강 영상의 민감도, 특이도, 진단정확도는 각각 31.3%, 97.9%, 88.4%였다. 참비조영증강 영상과 가상비조영증강 영상간의 CT 감쇄차이 (참비조영증강 영상 CT 감쇄 – 가상비조영증강 영상 CT 감쇄)는 참비조영증강 영상의 CT 감쇄와 증간정도의 양의 상관관계를 보였고 (조영증강정도를 적응시킨 부분적 상관관계 계수, 0.455), 조영증강정도와는 약한 음의 상관관계를 보였다 (참비조영증강 영상의 CT 감쇄를 적응시킨 부분적 상관관계 계수, ― 0.245). 결론적으로 가상비조영증강 영상은 참비조영증강 영상에 비해 양성 임파절을 시사하는 석회화나 높은 CT 감쇄를 저평가하므로, 종격동 림프절 평가에 아직은 적절치 않으므로 참비조영증강 영상이 필요하다.;In patients with non-small cell lung cancer, calcification or computed tomography attenuation higher than the great vessels on non-contrast images is one of the deterministic findings of benignity in the assessment of mediastinal lymph nodes. The purpose of this study was to evaluate the reliability of virtual non-contrast (VNC) images reconstructed from contrast-enhanced dual-energy scans compared to true non-contrast (TNC) images in the assessment of mediastinal lymph nodes. Among a total of 218 consecutive patients who underwent chest CT scans that included a single-energy non-contrast scan, followed by a post contrast dual-energy CT scan from November 2010 to March 2011 in this tertiary hospital, 45 patients with mediastinal lymph nodes with a short axis diameter of ≥ 1 cm were enrolled and VNC images were retrospectively reconstructed using their post contrast dual-energy CT data. A total of 112 mediastinal lymph nodes from 45 patients were analyzed. Mediastinal lymph node attenuation in TNC and VNC images was compared both objectively using computed tomography (CT) attenuation, and subjectively via visual assessment of presence of high CT attenuation (attenuation > the aorta) in mediastinal lymph node. Diagnostic accuracy of VNC for the detection of high CT attenuation was measured with a reference standard of TNC. The relationship among attenuation difference between TNC and VNC images, CT attenuation in TNC images, and net contrast enhancement (NCE) were analyzed. CT attenuation in TNC and VNC images showed moderate agreement (intraclass correlation coefficient, 0.612). The mean absolute difference was 7.8 ± 7.6 HU (range, 0­36 HU), and the absolute difference was more 10 HU in 34.8% of cases (39/112). Visual assessment in TNC and VNC images showed fair agreement (κ value, 0.335). Eleven of 16 mediastinal lymph nodes (69%) which showed high CT attenuation in TNC did not demonstrate high CT attenuation in VNC. The sensitivity, specificity, and diagnostic accuracy of VNC for the diagnosis of high CT attenuation in lymph nodes were 31.3%, 97.9%, and 88.4%, respectively. The TNC­VNC attenuation difference showed a moderate positive correlation with CT attenuation in TNC images (partial correlation coefficient [PCC] adjusted by NCE: 0.455) and a weak negative correlation with NCE (PCC adjusted by CT attenuation in TNC: ­0.245). In conclusion, VNC images underestimate high CT attenuation or calcification compared to TNC images, therefore TNC will be still useful for the evaluation of benignity of mediastinal lymph nodes.