能譜CT體外鑒別滲出性與漏出性漿膜腔積液的價值＊

.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科.汕頭潮南民生醫(yī)院放射科(廣東 汕頭 55000)郭仕濤 周 實, 黃鐘杰馬興燦 林玨慧 林順發(fā)

能譜CT體外鑒別滲出性與漏出性漿膜腔積液的價值＊

1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科
2.汕頭潮南民生醫(yī)院放射科(廣東 汕頭 515000)
郭仕濤1周 實1,2黃鐘杰1馬興燦2林玨慧1林順發(fā)1

目的 探討寶石能譜CT在體外鑒別漿膜腔滲出性與漏出性積液的價值。材料與方法 收集42例胸腔積液或腹腔積液體外樣本，根據(jù)Light's標(biāo)準(zhǔn)將其分為滲出液組(n=32)和漏出液組(n=10)。對積液進(jìn)行體外能譜CT掃描，應(yīng)用寶石能譜成像軟件，測量樣本的有效原子序數(shù)、水(碘)濃度、碘(水)濃度、40-140KeV(間隔5KeV)單能量CT值和混合能量CT值、計算能譜曲線斜率。比較兩組各指標(biāo)的差別，組間計量比較采用獨立樣本t檢驗。結(jié)果 滲出液組的有效原子序數(shù)、混合能量CT值及能譜曲線斜率(7.26±0.24、13.16±7.64HU和0.25±0.12)與漏出液組的(7.32±0.09、8.56±4.89HU和0.23±0.09)無差別(p＞0.05)。滲出液組水(碘)濃度(1024.87±5.44mg/ ml)高于漏出液組(1017.60±4.45mg/ ml)(p＜0.05)；而碘(水)濃度滲出液組(-3.24±1.51mg/ml)與漏出液組(-3.04±1.10mg/ml)無差別(p＞0.05)。在40-50KeV單能量區(qū)間兩組CT值無差別(p＞0.05)；在55-140KeV單能量區(qū)間滲出液組CT值高于漏出液組(p＜0.05)。結(jié)論能譜CT體外測定漿膜腔積液的水(碘)濃度和55-140KeV單能量區(qū)間CT值可能對鑒別滲出液與漏出液有幫助，其臨床應(yīng)用價值需待進(jìn)一步研究。

能譜CT；漿膜腔積液；滲出液；漏出液

鑒別漿膜腔滲出性或漏出性積液對病因的診斷和疾病治療有重要臨床意義。目前臨床對其鑒別主要依靠抽取積液進(jìn)行實驗室檢查。這項檢查具有創(chuàng)傷性；而且當(dāng)積液量較少時，其操作困難，容易出現(xiàn)并發(fā)癥。傳統(tǒng)影像學(xué)檢查普通放射、普通CT、MRI以及超聲可有效檢出漿膜腔積液并對其定量，但未能有效鑒別積液是滲出性或漏出性。研究顯示對普通CT顯示為等密度泌尿系結(jié)石，寶石CT能譜成像可通過多參數(shù)分析其化學(xué)成分的不同，從而鑒別結(jié)石性質(zhì)的不同[1]。滲出液和滲出液雖然在普通CT上呈等密度而無法鑒別，但其所含物質(zhì)成份不同，推測其CT能譜成像可能有區(qū)別。本研究通過抽取42例患者漿膜腔積液進(jìn)行體外CT能譜成像分析，并以實驗室檢查為對照，探討寶石能譜CT對滲出液和漏出液的鑒別價值，現(xiàn)予報道。

1 材料與方法

1.1 一般材料 42例胸腔積液或腹腔積液患者，抽液后將液體置于非玻璃試管內(nèi)行能譜CT掃描。患者年齡16～85歲，男23例，女19例。其中尿毒癥10例，尿毒癥合并腹膜炎5例，尿毒癥伴肺炎2例，肺癌6例，肺結(jié)核6例，肺炎4例，肝癌2例，肝硬化1例，腹膜炎2例，淋巴瘤1例，轉(zhuǎn)移瘤2例，腎病綜合征并低蛋白1例。積液同時行常規(guī)和生化檢查，部分行細(xì)菌培養(yǎng)、真菌培養(yǎng)、CEA等檢查。

1.2 能譜CT掃描 將裝有漿膜腔積液的試管豎立置于試管架上，使用GE能譜CT Discovery CT750 HD(HDCT)掃描，采用GSI-LUNG(GSI-16)掃描模式，電壓為高低能量(140KVp和80KVp)，0.5ms瞬時切換，管電流為640mA，螺距0.984，掃描層厚5mm，層距5mm。將所得圖像行混合能量重建(QC)和單能量重建(MONO)，重建層厚為0.625mm。

1.3 圖像測量、記錄 在工作站AW4.4上用能譜分析軟件GSIViewer打開薄層單能量圖像，用冠狀面圖像(試管橫截面)取ROI，于試管內(nèi)液體上、中、下3個位置層面，各取1次ROI，直徑統(tǒng)一為5mm，面積為24.61mm2，下述各參數(shù)取上、中、下3個ROI平均值。分別測量、記錄有效原子序數(shù)(EFF-Z)，水(碘)濃度，碘(水)濃度，各單能量(40～140KeV，間隔5KeV，共21個)CT值。薄層混合能量圖像同樣載入GSI Viewer，于相同位置測量、記錄各ROI CT值。

表1 滲出液與漏出液不同單能量CT值比較

表1 滲出液與漏出液不同單能量CT值比較

積液性質(zhì) 例數(shù) 40KeV 45KeV 50KeV 55KeV 60KeV滲出液 32 -2.27±12.43 2.87±10.29 5.47±8.52 7.83±7.33 10.05±6.55漏出液 10 -7.43±9.03 -2.90±7.29 0.04±6.29 2.47±5.47 4.64±4.97 t值 1.214 1.643 1.856 2.127 2.395 P值 0.232 0.108 0.071 0.040 0.021積液性質(zhì) 65KeV 70KeV 75KeV 80KeV 85KeV 90KeV滲出液 12.52±6.06 14.63±5.75 16.38±5.59 17.77±5.50 19.24±5.51 20.12±5.49漏出液 6.69±4.55 8.36±4.24 9.75±4.09 10.83±3.95 12.07±4.00 12.84±3.98 t值 3.249 3.726 4.073 4.380 4.495 4.581 P值 0.004 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000積液性質(zhì) 95KeV 100KeV 105KeV 110KeV 115KeV 120KeV滲出液 20.76±5.45 21.34±5.42 21.70±5.44 21.92±5.42 22.34±5.43 22.49±5.45漏出液 13.43±3.98 13.83±3.96 14.30±4.00 14.44±3.94 14.89±4.00 14.94±3.94 t值 4.622 4.698 4.658 4.758 4.690 4.791 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000積液性質(zhì) 125KeV 130KeV 135KeV 140KeV滲出液 22.74±5.48 22.84±5.45 23.09±5.47 23.18±5.47漏出液 15.28±4.00 15.27±3.96 15.56±4.02 15.59±3.96 t值 4.684 4.055 4.010 4.056 P值 0.000 0.000 0.000 0.000

能譜曲線斜率公式為K=y1-y2/x，y1、y2分別對應(yīng)取140KeV及40KeV的CT值，x取100。

根據(jù)Light's標(biāo)準(zhǔn)[2]：符合以下1項或1項以上者為滲出液：(1)積液蛋白/血清蛋白＞0.5；(2)積液LDH/血清LDH＞0.6；(3)積液LDH＞2/3正常血清LDH上限。將漿膜腔液分為滲出液與漏出液，其中滲出液32例，漏出液10例。圖1左圖為試管內(nèi)積液能譜曲線圖，右圖為測量圖，由左至右依次為肝硬化(漏出液)，肺癌(滲出液)及肺炎(滲出液)。

1.4 統(tǒng)計分析 使用SPSS18.0統(tǒng)計分析軟件，兩組間各參數(shù)比較采用兩個獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差別有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 滲出液與漏出液有效原子序數(shù)比較 32例滲出組EFF-Z為7.26±0.24，10例漏出組EFF-Z為7.32±0.09，兩組EFF-Z差別無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.673，P=0.505)。

2.2 兩組水(碘)濃度、碘(水)濃度比較 滲出組水(碘)濃度均值為1024.87±5.44mg/ ml，漏出組為1017.60±4.45mg/ ml，兩組差別有統(tǒng)計學(xué)意義(t=3.836，P=0.000)，滲出組水(碘)濃度高于漏出組。

滲出組碘(水)濃度均值為-3.24±1.51mg/ml，漏出組為-3.04±1.10mg/ml，兩組差別無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.374，P=0.711)。

2.3 滲出液與漏出液各單能量CT比較及混合能量CT比較 兩組各單能量CT值比較，40～50KeV時，CT值差別無統(tǒng)計學(xué)意義；55～140KeV時，CT值差別有統(tǒng)計學(xué)意義，滲出液高于漏出液(表1)。滲出液與漏出液混合能量CT值分別為13.16±7.64與8.56±4.89，兩組差別無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.783，P=0.082)。

2.4 滲出液與漏出液能譜曲線斜率比較 兩組的斜率分別為0.25±0.12與0.23±0.09，差別無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.594，P=0.556)。兩組能譜曲線斜率均為正值，且為弓背向上，即弓背向上遞增型曲線。兩組能譜曲線擬合曲線如圖(圖2)。

3 討 論

漿膜腔積液病因復(fù)雜，包括滲出液如炎癥、結(jié)核等，漏出液如心衰、肝硬化、腎衰、低蛋白、腹膜透析漿膜腔積液等，而惡性積液則可為漏出液或滲出液。臨床上鑒別積液為滲出液或漏出液主要依據(jù)Light's標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)影像學(xué)檢查如X線、常規(guī)CT、超聲、MRI能確定是否積液并行定量。也有學(xué)者[3-4]據(jù)CT值等鑒別滲出液與漏出液，或根據(jù)CT征象鑒別良惡性積液[5-6]，但多有重疊。能譜CT的出現(xiàn)，實現(xiàn)了從混合能量成像到單能量成像的飛躍，多參數(shù)也使鑒別積液性質(zhì)變成可能，已有少許文獻(xiàn)應(yīng)用能譜CT對積液性質(zhì)進(jìn)行鑒別。辛小燕等[7]認(rèn)為低能量KeV在滲出液與漏出液的鑒別中起重要作用。鞠燁等[8-9]研究結(jié)果顯示低能量圖像(40～50KeV)在鑒別良惡性漿膜腔積液中起重要作用。鑒于此，本文再次對能譜CT在滲出液與漏出液中的鑒別價值進(jìn)行驗證。

有效原子序數(shù)指某化合物或混合物的質(zhì)量衰減系數(shù)與某元素相同，該元素的原子序數(shù)稱為某化合物或混合物的有效原子序數(shù)。根據(jù)有效原子序數(shù)的公式[10]，某混合物的有效原子序數(shù)決定于各原子在物質(zhì)中的原子量的比例及各原子的原子序數(shù)。本研究結(jié)果示滲出液與漏出液的有效原子序數(shù)差別無統(tǒng)計學(xué)意義。與辛小燕等研究不同。

任何一種物質(zhì)的衰減系數(shù)可以用兩種物質(zhì)(基物質(zhì))的衰減系數(shù)加權(quán)和來表示，這就是基礎(chǔ)物質(zhì)分離原理。對于醫(yī)學(xué)成像來說，水和碘是常用的組合，從而產(chǎn)生水和碘的基礎(chǔ)物質(zhì)密度圖像。本研究選取了常用的水基物質(zhì)圖及碘基物質(zhì)圖分析，結(jié)果顯示，兩組水(碘)濃度差別有統(tǒng)計學(xué)意義，滲出組高于漏出組；而碘(水)濃度差別無統(tǒng)計學(xué)意義。

單能量圖像在不同能量水平具有不同的特征，低能量水平的X線穿透力低，具有較好的圖像分辨能力，但噪聲高。對于同一能量水平的單能量圖像，物質(zhì)的衰減系數(shù)取決于其本身密度，保證了同一物質(zhì)衰減系數(shù)的恒定。本研究中，40～50KeV時，兩組的CT值差別無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與圖像噪聲高有關(guān)。55～140KeV的CT值兩組差別有統(tǒng)計學(xué)意義，說明兩組液體密度不同。辛小燕等[7]認(rèn)為140KeV時，滲出液與漏出液差別無統(tǒng)計學(xué)意義，而40～130KeV各組(間隔10KeV)差別有統(tǒng)計學(xué)意義，且能量越低差別越大。本研究結(jié)果與辛小燕等均顯示60～130KeV時差別有統(tǒng)計學(xué)意義，但本研究所示差別隨能量變化不明顯。但也有部分單能量的鑒別價值與辛小燕等不同，本研究結(jié)果為低能量時兩組差別無統(tǒng)計學(xué)意義，而辛小燕等認(rèn)為140KeV時差別無統(tǒng)計學(xué)意義，提示圖像的分辨能力及噪聲同時影響同一能量水平對兩組的鑒別可能。同時，本研究結(jié)果兩組的混合能量CT值差別無統(tǒng)計學(xué)意義。

X線束穿過某種物質(zhì)的衰減情況，可以用不同單能量下的組織相應(yīng)的平均CT值表示，這就構(gòu)成了物質(zhì)的衰減曲線。本研究所有樣本均為弓背向上的遞增型曲線，兩組斜率差別無統(tǒng)計學(xué)意義。辛小燕等認(rèn)為滲出液與漏出液的走形及形態(tài)類似，但起曲線為弓背向下的遞減型曲線，與本研究不同。

綜上，能譜CT的某些參數(shù)能夠鑒別滲出液與漏出液，如55～140KeV單能量，但如有效原子序數(shù)、碘(水)濃度、斜率等參數(shù)則無法鑒別。本研究仍有不足之處：1.離體實驗數(shù)據(jù)是否與在體數(shù)據(jù)一致，仍有待進(jìn)一步研究。2.雖然55～140KeV能鑒別滲出液與漏出液，但兩者CT值界點尚難確定。3.本研究漏出組樣本較少，這一方面與臨床上所見積液多為滲出液有關(guān)。鑒于此，將本課題應(yīng)用于人體研究是本研究下一步方向。

1. 李小虎,劉鑫，余永強(qiáng)，等.能譜CT單能量區(qū)分體外腎結(jié)石成分的初步實驗研究[J].中國CT和MRI雜志. 2011,09(5):9-11,20.

2. Light RW, Macgregor MI, Luchsinger PC, et al. Pleural effusions: the diagnostic separation of transudates ans exudates[J]. Ann Intern Med. 1972,77(4):507-513.

3. Nandalur KR,Hardie AH, Bollampally SR. Accuracy of computed tomography attenuation values in the characterization of pleural fluid: an ROC study[J].Acad Radiol.2005, 12(8):987-991.

4. Aquino SL, Webb WR, Gushiken BJ.Pleural exudates and transudates: diagnosis with contrast-enhanced CT[J]. Radiology. 1994,192(3):803-808.

5. Arenas-Jimenez J, Alonso-Chartrina S, Sanchez-paya J, et al. Evaluation of CT findings for diagnosis of Pleural effusions. Eur Radiol[J].2000, 10:681-690.

6. 李堅,胡勝利,陳國強(qiáng).CT對惡性和良性胸腔積液鑒別診斷價值.實用腫瘤學(xué)雜志[J]. 1999, 19:282-284. 7. 辛小燕,朱斌,陳君坤,等.CT能譜成像在胸腔滲出液與漏出液定性鑒別中的作用.中華放射學(xué)雜志[J]. 2011,45(8):723-726.

8. 鞠燁,劉愛連，汪禾青，等. HDCT量化分析鑒別漿膜腔積液性質(zhì)的價值.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志[J].2013,23(5):803-806.

9. 鞠燁，劉愛連，汪禾青，等.能譜CT綜合分析對良惡性漿膜腔積液的鑒別價值.中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志[J].2013，24(8):564-568.

10.許驊,李劍穎.有效原子序數(shù)的原理與臨床應(yīng)用初探[J].JCT雜志. 2011, 13:60-63.

11.徐開鵬,宋淮.寶石能譜CT尿路造影對泌尿系統(tǒng)結(jié)石診斷價值[J].罕少疾病雜志,2013,20(5):21-23.

12.陳燕,宋衛(wèi)東,王成林.能譜CT用于肺部腫瘤診斷現(xiàn)狀[J].罕少疾病雜志,2013,14(1):56-59.

（本文圖片見封三）

(本文編輯: 黎永濱)

The Value of Spectral CT in Differentiating Exudative Serous Cavity Effusion from Transudates in Vitro*

Objective To assess the value of spectral CT in differentiating serous cavity effusion.Materials and Methods 42 cases serous cavity effusion samples (32 exudates and 10 transudates) underwent spectral CT imaging. Using gemstone spectral imaging(GSI) viewer, the effective-Z(EFF-Z),CT values of water-iodine concentration, iodinewater concentration, 40-140KeV monochromatic images(interval of 5KeV), 140KVp QC and slope of spectral curve were measured. The difference of the spectral characteristic parameters was evaluated statistically by independent-samples t test.Results The EFF-Z, CT values on 140 KVp QC and slope of spectral curve don't show any statistically significant difference between exudates and transudates. CT values of water-iodine concentration of exudates was higher than that of transudates. But there was no difference on iodine-water concentration between the two groups. There was statistically significant difference on 55-140KeV between the two groups, however, there was no statistically significant difference on 40-50KeV.Conclusion Some spectral CT characteristic parameters especially 55-140KeV monochromatic images and water-iodine concentration maybe can differentiate exudates from transudates in vitro. There may be more search on the topic.

Spectral CT; Serous Cavity Effusion; Transudates; Exudates

R445.3

A

廣東省科技計劃項目（編號：2012B031800018）

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.06.32

2014-08-05

周實