摘要
目的
本系统性回顾与荟萃分析旨在研究双能量CT（DECT）在区分手术后脑内出血（ICH）与对比剂染色方面的诊断准确性，并评估其与常规CT相比的辐射剂量。
方法
系统检索截至2024年12月发表的相关文献。纳入标准包括应用DECT检查脑血管疾病的、具有可获取的技术参数和诊断性能数据的研究。使用随机效应模型计算敏感性、特异性和辐射剂量参数的汇总估计值。
结果
共有68项研究（包括5530名患者）符合纳入标准。其中，34/68（50%）的研究关注病灶检测，18/68（26%）关注技术方面，16/68（24%）关注预测。对10项研究进行的荟萃分析显示，DECT区分ICH与对比剂染色的汇总敏感性为96.1%（95%置信区间83.8%–99.1%），特异性为97.8%（95%置信区间91.4%–99.5%）。此外，对13项研究进行的辐射剂量荟萃分析提供的汇总估计值显示，计算机断层扫描剂量指数体积（CTDIvol）为28.83 mGy（95%置信区间20.60–37.07 mGy），剂量长度乘积（DLP）为517.66 mGy × cm（95%置信区间400.19–635.13 mGy × cm），与常规单能量CT相当。
结论
DECT在区分ICH与对比剂染色方面表现出优异的诊断准确性，辐射暴露与常规CT相当。不同协议间电压和剂量的巨大差异反映了DECT技术的相对不成熟性，需要多中心协调和标准化。鉴于其高诊断准确性和与单能量CT相当的辐射暴露，在技术条件允许的情况下，DECT应始终被视为区分ICH与对比剂染色的首选检查方法。
临床相关性声明
DECT在不增加辐射暴露的情况下提供高诊断准确性，能够确信地在治疗后区分出血和对比剂染色，从而指导及时的治疗决策。
引言
计算机断层扫描（CT）对于诊断急性脑血管疾病，特别是中风至关重要，中风仍然是全球发病率和死亡率的主要原因。中风，无论是缺血性还是出血性，都会导致不可逆的脑损伤。
急性中风CT检查通常包括非增强CT、CT血管造影和灌注成像，这些检查可分别用于区分缺血性和出血性中风，在缺血性中风中识别大血管闭塞，并评估机械或药物溶栓的适应症。由于其快速、可用性高以及能够排除出血（有时还能识别早期缺血改变），非增强CT是疑似中风的首选影像学检查方法。CT血管造影和CT灌注为血管状态和可挽救脑组织提供基本信息。
近年来，双能量计算机断层扫描（DECT）因其在急性脑血管疾病中的潜在应用而受到关注。DECT已证明在预测接受各种中风治疗的患者的急性脑梗死、脑内出血（ICH）和其他并发症方面具有实用价值。除了急性环境外，DECT还被应用于评估短暂性脑缺血发作（TIA）和慢性脑血管疾病患者的脑动脉。
DECT的一个显著优势是能够区分手术后出血转化和对比剂染色。通过生成碘图（IMs）和虚拟非增强（VNC）图像，DECT可以识别由于对比剂而非血液导致的高衰减区域，从而在治疗后环境中提供关键的诊断清晰度。实际上，碘覆盖图显示了对比剂的存在，而当高衰减归因于对比剂时，VNC图像确认无高衰减，从而排除出血（图1）。因此，DECT在脑血管疾病的诊断评估中提供了有希望的益处。
尽管先前的系统性回顾和荟萃分析已经研究了DECT在急性脑血管疾病中的作用，但这些研究要么范围有限，主要关注小部分患者，要么提供聚合发现而没有单独量化区分ICH和对比剂染色的关键诊断性能。此外，这些早期的许多回顾没有以系统方式解决辐射剂量影响或技术获取参数。近年来，已发表了许多额外的研究，反映了DECT扫描仪和后处理算法的技术进步。因此，需要更新和全面的综合。本系统性回顾和荟萃分析旨在通过（i）提供DECT区分ICH和对比剂染色的诊断准确性的最新汇总估计值；（ii）分析与常规CT相比的辐射剂量参数；以及（iii）汇总各研究的技术协议和后处理方法来填补这一空白。这种更广泛的范围允许对DECT在脑血管成像中的当前临床效用和未来潜力进行更完整的评估。
材料与方法
进行本系统性回顾不需要伦理委员会批准。我们在Prospero（CRD42021238825）注册了我们的系统性回顾和荟萃分析，并根据系统性回顾和荟萃分析首选报告项目（PRISMA）和诊断测试准确性系统性回顾和荟萃分析的PRISMA进行报告。
研究设计
2024年12月，我们在MEDLINE（PubMed）和EMBASE（Elsevier）上对报告DECT用于脑部临床应用的研究进行了系统检索。检索仅限于用英语撰写的原创研究，在同行评审期刊上发表（纸质或在线），并有可用摘要。我们使用广泛的搜索词来包括所有可能适用的研究。此外，手动搜索了所包括文章的参考文献，以查找可能相关的研究。
三位研究人员（L.A.、M.Z.和A.P.，分别具有4年、3年和3年神经影像学经验）达成共识，对检索到的文章进行了初步筛选，排除了综述、病例报告以及仅包含自动计算机分析的研究。采用基于共识的方法，通过每个步骤的直接讨论和协议确保方法学一致性和最小化个人偏见。下载了所有在此第一轮筛选中纳入的研究的全文，并进行了第二次筛选。最后，手动搜索了所包括文章和综述的参考文献，以检查是否有更多符合条件的研究。
如果满足以下条件，则纳入研究：1）在人类中使用DECT；2）DECT用于脑血管相关疾病；3）DECT技术数据可获取，或可从所呈现的表格或补充材料中推导。排除标准为：1）研究中患者未接受DECT检查或未提供结果；2）体外研究或动物模型研究。
数据提取
对于最终选择中包含的所有文章，由进行选择过程的相同研究人员执行数据提取。在审查员之间出现分歧的情况下，通过共识解决仲裁。对于每项研究，提取的数据包括（如可用）：出版年份、出版大陆和国家、研究设计（前瞻性或回顾性）、患者数量、男性患者数量和百分比、患者平均年龄、DECT系统、探测器排数、DECT方法、低和高kVp、高和低mAs、对比剂类型、碘浓度、剂量和流速、辐射剂量以及用于DECT的后处理方法。此外，还提取了关于主要研究终点、灌注技术使用和相关技术细节的信息。每个纳入的研究进一步根据用于DECT的不同后处理方法数量分为亚组。最后，如果可用，提取关键结果指标，如真阳性、假阳性、真阴性和假阴性。这些数据用于计算敏感性、特异性和诊断准确性，便于进行诊断测试准确性荟萃分析。
质量评估
另一位具有4年神经影像学经验的研究人员（M.B.）使用QualSyst工具，使用定性研究的检查表，以及仅对包含的诊断测试准确性（DTA）文章使用QUADAS 2工具审查了所包括文章的质量。
诊断性能测量和统计分析
对于荟萃分析，仅包括报告完整诊断列联数据（真阳性、假阳性、真阴性和假阴性）或足够信息以推导这些参数的研究。报告仅定性或描述性结果、聚合性能指标但无原始数据，或主要技术评估而无诊断准确性终点的研究被排除在定量综合之外，并进行叙述性总结。使用真阳性、假阴性、真阴性和假阳性发现的数量计算汇总敏感性和特异性。使用双变量随机效应模型计算DECT区分ICH与对比剂染色的敏感性和特异性，以估计汇总数据。汇总接收者操作特征（sROC）曲线用于计算曲线下面积（AUC），提供诊断性能的综合衡量。敏感性和特异性及其相应的95%置信区间在森林图中呈现，使用Meta-DiSc 2.0生成。对于报告100%敏感性或特异性（零单元研究）的研究，在汇总前对2×2表的所有单元应用0.5的连续性校正，符合双变量随机效应DTA荟萃分析的建议。
根据随机效应模型使用DerSimonian-Laird方法进行获得估计汇总计算机断层扫描剂量指数体积（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）的荟萃分析。使用Cochran's Q和I2统计量评估异质性，后者量化由于异质性而非偶然性导致的总变异比例。I2值在50%至75%之间表示显著异质性，而高于75%的值表示相当大的异质性。由于所包括的研究包括各种DECT协议（非增强、血管造影和灌注成像），汇总CTDIvol和DLP估计值被包容性计算，以反映脑血管DECT应用中的总体辐射暴露。这种方法优先考虑对当前临床实践的全面表示，而不是协议特定的分层，后者会限制研究间的可比性。
结果
检索结果
从通过搜索查询确定的732条记录和通过其他来源（如所包括作品的参考文献）确定的4条记录开始，从标题和摘要中排除了520条，而剩余的216条被下载进行单独评估。最后，共有68篇文章符合纳入标准。研究选择的流程图如图2所示。
所包括的文章发表于2008年至2024年之间。55/68（81%）篇论文的研究设计为回顾性，13/68（19%）篇为前瞻性。所包括研究中最具代表性的国家是中国（15/68，22%）、美国（14/68，21%）和荷兰（5/68，7%）。研究人群从6人到424人不等，总计5530名入组患者。患者年龄范围从38岁到76岁。
所包括的研究报告了一系列与DECT临床应用相关的终点，包括急性缺血性中风的诊断准确性、作为血脑屏障破坏指标的碘浓度等预后标志物，以及评估血管内治疗或静脉溶栓后的治疗后并发症，包括脑动脉空气栓塞、出血性转化和对比剂外渗。其他终点关注图像质量和DECT重建（如VNC图像、IMs和虚拟单色（VM）成像）与标准成像技术的比较，评估质量、伪影减少、临床适用性和技术可行性。
半数研究（34/68，50%）关注DECT在病灶检测中的作用，其次是技术方面研究（18/68，26%）和缺血性中风出血性转化预测研究（16/68，24%）。在分析的研究中，23/68（34%）特别解决了对比剂染色和ICH之间的区分问题。
DECT技术和获取参数
DECT技术在58/68（85%）篇文章中为双源，在6/68（9%）篇文章中为快速kVp切换，在2/68（3%）篇文章中为光谱探测器，在2/68（3%）篇文章中为单源。最常用的DECT系统包括西门子在58/68（85%）篇文章中的扫描仪，而通用电气在6/68（9%）篇文章中，飞利浦在4/68（6%）篇文章中。
获取协议在研究间各不相同，包括低能量和高能量管电压（kVp）的组合，最常用的组合是34/68（50%）篇文章中使用的80低kVp和140高kVp，管电流变化极大（最小35-最大800 mAs），根据临床应用和研究背景进行调整。
22/68（32%）项研究报告了碘化对比剂的信息，包括浓度（7/22篇文章采用300 mgI/mL）和剂量（主要是从40到100 mL的固定量）。
后处理技术包括37/68（54%）篇文章中报告的VNC图像，28/68（41%）篇文章中的IMs，以及16/68（24%）篇文章中的虚拟单色或单能量图像，而其他高级方法报道较少（18/68，26%，主要是骨去除应用或X-maps）。
DECT在ICH与对比剂染色区分中的诊断准确性荟萃分析
在评估对比剂染色和ICH之间区分的23项研究中，只有10项提供了完整的诊断准确性数据并被纳入荟萃分析。缺乏可提取列联数据或关注技术和定性结果的剩余研究进行了描述性分析。对于敏感性，汇总估计值为96.1%（95%置信区间83.8%–99.1%），异质性等于I2 = 24.5%。对于特异性，汇总估计值为97.8%（95%置信区间91.4%–99.5%），异质性等于I2 = 50.5%。sROC分析得到的AUC为0.98（95%置信区间0.96–0.99），证实DECT在区分ICH与对比剂染色方面具有出色的诊断准确性。
DECT辐射剂量荟萃分析
68篇文章中的31篇（46%）报告了CTDIvol数据，值范围从6到80 mGy。68篇文章中的11篇（16%）提供了DLP数据，报告值范围从120到770.6 mGy × cm。对于CTDIvol，从包含总计637名受试者的13个研究部分提取数据。汇总估计值为28.83 mGy（95%置信区间20.60–37.07 mGy）。对于DLP，从包含总计485名受试者的9个研究部分分析数据，得到汇总估计值为517.66 mGy × cm（95%置信区间400.19–635.13 mGy × cm）。观察到CTDIvol和DLP均存在显著异质性（I2 = 100%，p < 0.01），表明研究间效应大小在大小和/或方向上存在实质性变异。
质量评估
QualSyst结果显示，大多数文章获得的分数范围从最低值14分到20分。14篇文章获得了可能的最高分数20分。QUADAS-2工具表明数据的偏倚风险概率较低，包括适用性方面。
讨论
这项基于对过去16年发表的68项研究的分析的系统性回顾和荟萃分析，分析了DECT的诊断和技术优势、其局限性以及其与常规SECT的比较作用。最值得注意的结果之一是DECT在区分ICH与对比剂染色方面的诊断准确性，汇总敏感性和特异性分别为96.1%和97.8%。这比SECT有了显著改进，SECT通常因重叠衰减值而在这种区分上挣扎。
Ebaid等人报告的检测ICH的汇总敏感性和特异性分别为69.9%和100%。我们的亚分析，特别关注区分ICH与对比剂染色，显示出高得多的诊断准确性。这种更窄的焦点更符合DECT的最佳临床效用，因为在血管内治疗后的环境中，区分ICH与对比剂染色对治疗管理至关重要。
在DECT辐射剂量方面，本荟萃分析对CTDIvol（28.83 mGy）和DLP（517.66 mGy × cm）的汇总估计值与SECT研究中报告的相当，表明DECT不会增加辐射暴露。然而，DLP观察到的高异质性（I2 = 99.98%）表明研究间剂量参数存在显著变异性，可能受患者人群、扫描仪类型和临床协议（如对比增强DECT协议与非对比DECT之间的区别）差异的影响。虽然这种包容性方法使我们能够捕捉现实世界中的变异性，但协议特定的分析可能会产生更窄的置信区间和更同质的估计值。事实上，我们确定了一个辐射剂量随时间非显著降低的趋势。这一趋势与技术进步和优化成像协议的持续努力一致，特别是在儿科和老年患者等脆弱人群中。
鉴于与区分对比剂染色与ICH相当的辐射剂量和显著的诊断准确性，DECT应成为这些特定临床场景中的首选模式。其卓越的诊断性能在治疗后环境中提供了关键价值，其中准确区分对比剂染色与ICH可以直接影响患者管理和结果。除了ICH与对比剂染色之间的特定区分外，我们综述中包含的几项研究还调查了DECT的其他脑血管应用。这些应用包括通过虚拟非对比或虚拟单色重建检测早期缺血性实质改变、通过量化碘外渗作为破坏标志评估血脑屏障完整性，以及预测血管内治疗或溶栓后的后续出血性转化。虽然不是我们分析的主要焦点，但这些应用表明DECT可能在急性中风护理中提供有用的补充信息，补充其在区分出血与对比剂染色方面的既定作用。
在所包括的研究中，双源DECT是最常用的技术，85%的文章报告使用，其次是快速kVp切换（9%）和光谱探测器（3%）。最常用的获取参数涉及50%研究中使用的低能量kVp为80和高能量kVp为140。这种组合可能在诊断性能、材料区分和辐射剂量之间提供了最佳平衡。
本综述发现，中风中的DECT研究主要集中在三个临床场景：中风检测（50%）、中风结果预测（24%）和技术CT方面（26%）。这些应用表明DECT在解决中风成像中的诊断和预后挑战方面具有多功能性。例如，Byrne等人表明，与上矢状窦相比，DECT的脑实质相对碘浓度可以可靠地预测ICH发展，作为血管内治疗后风险分层的有用影像学生物标志物。此外，早期血脑屏障破坏分级已被证明有助于识别有延迟出血性转化风险增加的患者。
尽管有诸多优势，DECT仍面临必须解决的几个挑战，以充分发挥其潜力。
局限性
本综述有一定的局限性。首先，所包括的一些研究可能共享或重复了患者数据，特别是来自同一研究组的研究。这种重叠可能影响综述的质量。防止此问题需要访问跨研究的个体患者数据。其次，许多研究未充分报告关键技术细节，如对比剂类型、浓度和流速。这些参数可能显著影响图像质量和诊断性能，突显了未来研究中需要更全面的报告标准。第三，研究间观察到辐射剂量估计的显著异质性，反映了协议、扫描仪技术和患者人群的差异。尽管使用了随机效应模型来解释研究间变异性，但可用研究的数量和异质性有限，不允许对SROC上的方差分量进行稳定估计。第四，先进DECT技术的相对较低采用限制了结果对配备双源系统的中心的适用性。最后，虽然本综述包括了大量研究，但主要是回顾性（55/68，81%），只有13/68（19%）是前瞻性的，这可能引入偏见。
获取协议和后处理技术的标准化将对减少变异性并提高诊断准确性至关重要。此外，探索DECT在其他神经血管疾病（如慢性脑血管疾病和TIA）中的潜力可以扩大其临床效用。
结论
本系统性回顾强调了DECT在中风成像中的潜力，提供了在血管内治疗后检测ICH与对比剂染色方面的优越诊断性能，与SECT相当的辐射剂量，以及创新的后处理能力。不同协议间电压和剂量的巨大差异反映了DECT的相对不成熟性以及多中心协调和标准化的需求。鉴于其高诊断准确性和与SECT相当的辐射暴露，在技术条件允许的情况下，DECT应始终被视为区分ICH与对比剂染色的特定场景中的首选检查方法。
本系统性回顾为光子计数CT的潜在应用奠定了基础，进一步扩展其在脑血管成像中的诊断能力。
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