能譜CT成像技術(shù)在肺部良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值

封婷，木合拜提·買合蘇提，洪悅，楊文，肖虎

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能譜CT成像技術(shù)在肺部良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值

封婷，木合拜提·買合蘇提，洪悅，楊文，肖虎

目的 探討能譜CT成像技術(shù)在肺部良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值。方法 收集能譜CT雙期掃描且經(jīng)病理證實(shí)的肺部占位患者40例，其中惡性20例(鱗癌10例，腺癌7例，其他3例)，良性20例，通過能譜分析軟件，獲取動(dòng)脈期、靜脈期占位灶感興趣區(qū)的碘濃度、水濃度及40～140keV(以10keV為間隔)各能量水平CT值(HU)，并計(jì)算動(dòng)脈期、靜脈期其不同能量水平下的能譜曲線斜率。結(jié)果 動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤之間在不同keV(40、60、80、100、120、140keV)對(duì)應(yīng)的CT值及碘濃度能譜曲線斜率差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，而動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤之間的水濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=1.679、1.808，P>0.05)。動(dòng)脈期鱗癌與腺癌在不同keV下對(duì)應(yīng)的CT值差異及碘值差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，靜脈期肺鱗癌與腺癌不同keV下對(duì)應(yīng)的CT值差異及碘濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，動(dòng)脈期及靜脈期鱗癌與腺癌的水濃度及能譜曲線斜率差異亦無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。結(jié)論CT能譜成像聯(lián)合多參數(shù)定量分析，在肺部良惡性腫瘤的診斷及鑒別診斷中具有一定的臨床價(jià)值。

肺部腫瘤；能譜CT成像技術(shù)；診斷

【DOI】 10.3969 /j.issn.1671-6450.2015.03.017

21世紀(jì)是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中各項(xiàng)技術(shù)快速發(fā)展的時(shí)代，寶石能譜CT的問世突破了傳統(tǒng)CT的單參數(shù)成像技術(shù)，為臨床提供了多參數(shù)的定量分析模式[1～3]，同時(shí)，隨著環(huán)境污染的加重，肺部疾病已呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)，且部分肺部腫瘤性病變?cè)谟跋駥W(xué)上的表現(xiàn)特征較為相似[4]。因此，如何在影像學(xué)上對(duì)肺部占位性病變作出更加準(zhǔn)確的診斷是目前臨床面臨的難題。本研究旨在初步探討能譜CT成像技術(shù)在肺部良惡性腫瘤中的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集我院2013年6月—2014年3月行胸部雙期CT能譜掃描且經(jīng)病理證實(shí)的肺部腫瘤患者的影像學(xué)資料，所有患者均簽署知情同意書，有明確的病理結(jié)果，確認(rèn)無甲狀腺功能亢進(jìn)、碘造影劑過敏史、肝腎功能障礙等。共納入40例，男28例，女12例，中位年齡52(33～85)歲；其中惡性占位20例(鱗癌10例，腺癌7例，小細(xì)胞肺癌及鱗腺癌3例)，良性占位20例(包括炎性反應(yīng)、結(jié)核及囊腫等)。

1.2 掃描方法 采用美國(guó)GE公司的寶石能譜CT機(jī)(Discovery CT750 HD，GE Healthcare Milwaukee，USA)，所有患者均在能譜掃描模式(gemstone spectral imaging，GSI)下行動(dòng)脈期及靜脈期雙期增強(qiáng)掃描，掃描范圍為肺尖至膈肌水平，包括整個(gè)肺部占位灶。采用對(duì)比劑為碘海醇(300 mg I/ml)，以1.2～1.5 mg/kg的劑量經(jīng)高壓注射器注入肘靜脈，注射流率為3.0～3.5 ml/s。掃描條件為：自動(dòng)毫安，管電壓40～140 kVp瞬時(shí)切換，球管轉(zhuǎn)速0.5 s/r，螺距1.375∶1，掃描間隔及層厚均為5 mm，分別于對(duì)比劑注入30 s、45 s行動(dòng)脈期及靜脈期掃描。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量 采用標(biāo)準(zhǔn)單能量重建算法，將動(dòng)脈期及靜脈期原始數(shù)據(jù)重建成層厚1.25 mm，層間距1.25 mm的圖像并傳至后處理ADW4.6工作站上，用能譜圖像分析軟件(GSI Viewer軟件)進(jìn)行圖像后處理和數(shù)據(jù)的測(cè)量及提取。能譜分析選擇病灶最大層面，將合適大小的圓形或橢圓形的感興趣區(qū)(the region of interest， ROI)放置于病灶中央，ROI盡可能包繞病灶，避開空洞、鈣化及血管等，測(cè)量動(dòng)脈期、靜脈期ROI的碘濃度、水濃度及40～140 keV(以10 keV為間隔)各能量水平CT值(HU)，如圖1、2(見封3)；并計(jì)算動(dòng)脈期、靜脈期其不同能量水平下的能譜曲線斜率[5]：CT(40 keV)-CT(100 keV)/(40～100 keV)，同時(shí)保證同一病灶雙期的ROI放置層面、位置及大小一致。

2 結(jié) 果

2.1 肺部良性腫瘤與惡性腫瘤不同keV下的CT值比較 動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤在不同keV對(duì)應(yīng)的CT值比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01),見表1、2。動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤的碘值及能譜曲線斜率比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤的水濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3。

2.2 肺鱗癌與腺癌的比較 將惡性占位中的鱗癌10例與腺癌7例患者進(jìn)行比較分析，結(jié)果顯示，動(dòng)脈期肺鱗癌與肺腺癌在不同keV下對(duì)應(yīng)的CT值差異及碘濃度比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表4，5。肺鱗癌與肺腺癌在靜脈期不同單能量下對(duì)應(yīng)的CT值差異及碘濃度無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，動(dòng)脈期及靜脈期2組的水濃度及能譜曲線斜率差異亦無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表5、6。

表1 動(dòng)脈期良惡性腫瘤在不同keV下的CT值對(duì)比

表2 靜脈期良惡性腫瘤在不同keV下的CT值對(duì)比

表3 動(dòng)靜脈期良惡性腫瘤的碘濃度、水濃度及能譜曲線斜率對(duì)比

表4 動(dòng)脈期鱗癌與腺癌在不同keV下的CT值對(duì)比

表5 動(dòng)靜脈期鱗癌與腺癌之間的碘濃度、水濃度及能譜曲線斜率對(duì)比

表6 靜脈期鱗癌與腺癌在不同keV下的CT值對(duì)比

3 討 論

肺癌的診斷和分期首選影像學(xué)檢查方法為CT檢查，傳統(tǒng)的螺旋CT對(duì)肺部疾病的診斷通常局限于病變的大小、形態(tài)、密度等形態(tài)學(xué)描述[5，6]，缺乏特異性定量參數(shù), 傳統(tǒng)CT采用的混合能量所產(chǎn)生的衰減效應(yīng)又會(huì)減低組織的分辨率[7]。CT能譜成像技術(shù)是近年來興起的一項(xiàng)新技術(shù)，其以瞬時(shí)切換技術(shù)為基礎(chǔ)，從而生成40～140keV的連續(xù)不斷的101個(gè)單能量圖像[8]，突破了傳統(tǒng)CT單參數(shù)成像的局限性診斷模式，為臨床提供更多的定量指標(biāo)及分析工具[1～3]。能譜成像有四大工具：?jiǎn)文芰繄D像、物質(zhì)分離與定量、能譜曲線及有效原子序數(shù)。單能量圖像可以提高圖像的信噪比及圖像的對(duì)比噪聲比，有利于病灶的顯示[9～12]。有研究表明[13]，可以利用物質(zhì)分離技術(shù)得到不同基物質(zhì)的圖像，并對(duì)基物質(zhì)濃度值進(jìn)行定量測(cè)量。由于碘是CT增強(qiáng)對(duì)比劑中的主要成分，所以物質(zhì)分離通常采用碘—水作為基物質(zhì)，其可以自動(dòng)生成碘基圖及水基圖，通過物質(zhì)分離與定量工具可以在碘基及水基物質(zhì)圖上準(zhǔn)確地測(cè)量碘含量及水濃度，并直觀定量分析組織器官的攝碘情況，從而反映病灶的血流動(dòng)力學(xué)狀況。能譜曲線是物質(zhì)的CT值隨X線能量的變化而形成的曲線，其可以反映此物質(zhì)的能量衰減特征，不同的化學(xué)構(gòu)成組織具有不同的能譜曲線[14，15]，并可用能譜曲線的斜率來評(píng)估能譜衰減曲線的差異。

在本研究中，通過統(tǒng)計(jì)分析得出動(dòng)脈期及靜脈期良惡性腫瘤在不同keV對(duì)應(yīng)的CT值差異、碘濃度及能譜曲線斜率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而動(dòng)脈期及靜脈期2組的水濃度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。動(dòng)脈期及靜脈期惡性組碘濃度、能譜曲線斜率及不同keV下對(duì)應(yīng)的CT值均大于良性組，隨著X線能量的減低，CT值的差異也越大。影響病灶強(qiáng)化的最重要因素是其血供特點(diǎn)，包括宿主血管、微血管密度及造影劑在其內(nèi)的彌散情況。惡性組的碘濃度越高，說明惡性占位的血供越豐富，這與惡性腫瘤細(xì)胞能夠釋放腫瘤血管生成因子(TAF)，促進(jìn)細(xì)胞增生及刺激毛細(xì)血管生長(zhǎng)有關(guān)，也是鑒別肺良惡性腫瘤的病理學(xué)基礎(chǔ)。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為肺癌由支氣管動(dòng)脈供血，肺動(dòng)脈不參與供血，腫瘤細(xì)胞侵入局部毛細(xì)血管，沿血管壁生長(zhǎng)浸潤(rùn)，破壞基底膜，增加其通透性，這有利于大分子的碘對(duì)比劑進(jìn)入到瘤體，加大了增強(qiáng)幅度，同時(shí)自腫瘤向外引流的淋巴管減少，以致延長(zhǎng)對(duì)比劑在瘤體內(nèi)的滯留時(shí)間；除部分炎性假瘤及活動(dòng)性結(jié)節(jié)由肺動(dòng)脈及支氣管動(dòng)脈雙重供血，血供較豐富與惡性占位存在一定的交叉，其經(jīng)淋巴管回流較快外，余大部分良性腫瘤則主要為乏血供，缺乏血管，進(jìn)而通過血管滲入到腫瘤中的造影劑也少，故其強(qiáng)化幅度低，能譜曲線斜率亦較低，在能譜曲線上表現(xiàn)為低平，惡性占位的能譜曲線走形較良性占位陡直。肺部病變逐漸復(fù)雜化，部分良性病變與惡性病變的影像學(xué)表現(xiàn)類似，基于惡性占位與大部分良性占位的血供有著顯著差別，就可以通過測(cè)定病灶不同keV下的CT值及碘濃度，得出其能譜曲線走形趨勢(shì)及能譜曲線斜率，作為鑒別良惡性占位較為可靠的依據(jù)。

在肺部惡性腫瘤中，不同病理組織類型的肺癌在物質(zhì)組成上是存在微小差異的，其治療方案及預(yù)后也有很大的差異,而臨床上最常見的病理組織類型即鱗癌和腺癌。所以本研究在鑒別肺部良惡性占位的基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)惡性占位中的鱗癌和腺癌進(jìn)行分析比較，得出動(dòng)脈期鱗癌與腺癌在不同keV下對(duì)應(yīng)的CT值差異及碘濃度差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且鱗癌的CT值及碘值高于腺癌。鱗癌來源于大氣道上皮細(xì)胞，多為中央型，主要以增生性改變?yōu)橹鳎薪腔瘍A向，結(jié)構(gòu)較致密，強(qiáng)化幅度較高；腺癌多來源于小支氣管上皮細(xì)胞，多為周圍型，主要由腺體結(jié)構(gòu)組成，結(jié)構(gòu)較疏松，強(qiáng)化幅度較低，動(dòng)脈期鱗癌強(qiáng)化幅度高于腺癌，說明了鱗癌的血供較腺癌豐富。可以通過測(cè)量動(dòng)脈期病灶碘值及不同keV下的CT值，為鱗癌和腺癌的鑒別提供一定的參考價(jià)值。動(dòng)靜脈期鱗癌與腺癌的能譜曲線斜率無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，鱗癌與腺癌的能譜曲線走形趨勢(shì)基本一致，這可能與所選同種病理類型的病灶的分化程度及臨床分期的不一致有關(guān)，有研究指出不同分化程度和不同臨床分期的同種病理類型的組織成分不完全一樣，其還有待進(jìn)一步深入的研究證實(shí)[16]。

本研究存在一定的局限性，首先是病例數(shù)較少，未進(jìn)行大樣本研究;其次未對(duì)惡性占位中的不同分化程度及不同臨床分期的病變進(jìn)行分開研究，這些不足需要在以后的進(jìn)一步研究中逐漸改善。能譜技術(shù)作為一種新技術(shù)，能夠最大限度地全面反映病變的特點(diǎn)，在診斷肺部占位中具有很大潛力，可以為肺內(nèi)良惡性腫瘤的診斷及鑒別診斷提供一定的臨床價(jià)值。

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Diagnostic value of spectral CT in benign and malignant lung tumors

FENGTing,MUHEBAITI·Maihesuti,HONGYue,YANGWen,XIAOHu.

DepartmentofCT,ImagingCenter,theFirstAffiliatedHospitalofXinjiangMedicalUniversity,Urumqi830054,ChinaCorrespondingauthor:MUHEBAITI·Maihesuti,E-mail:mhbtm62@sina.com.cn

Objective To investigate the diagnostic value of the energy spectrum of CT imaging in benign and malignant lung tumor.Methods Collected 40 patients with pulmonary occupied lesions who underwent the energy spectrum CT dual phase scanning, including 20 cases of malignant (10 cases of squamous cell carcinoma, 7 cases of adenocarcinoma and 3 cases of others), and 20 cases of benign lesions, through the spectrum analysis software, acquired the iodine concentration of the focal region of interest at arterial phase, venous phase, water concentration and 40-140 keV (at 10 keV intervals) energy levels of the CT value (HU), and calculated the spectrum curve slope in arterial phase, venous phase under the different energy levels.Results There were statistically significant difference of CT value and the concentration of iodine spectrum curve slope at different keV (40, 60, 80, 100, 120, 140 keV) between the arterial phase and portal venous phase of benign and malignant tumors (P<0.01),butnosignificantdifferencesofwaterconcentrationatthearterialphaseandvenousphasebetweenbenignandmalignanttumors(t=1.679,t=1.808,P>0.05).TherewerestatisticallysignificantdifferencesofCTvalueunderdifferentkeVandiodinevalueatarterialphasebetweensquamouscellcarcinomaandadenocarcinoma(P<0.05),andtherewerenostatisticalsignificancedifferencesofCTvalueunderdifferentkeVandiodineconcentrationatthevenousphasebetweenpulmonarysquamouscarcinomaandadenocarcinoma(P>0.05),therewerenostatisticallysignificantdifferencesofwaterconcentrationandenergyspectrumcurveslopeatarterialandintravenouspulsebetweensquamouscellcarcinomaandadenocarcinoma(P>0.05).Conclusion It showed that the CT spectral imaging combined with multi parameter quantitative analysis has some clinical value in diagnosis and differential diagnosis of benign and malignant lung tumor.

Lung neoplasms; Spectral CT imaging technology;Diagnosis

830054 烏魯木齊，新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心CT室

木合拜提·買合蘇提，E-mail:mhbtm62@sina.com.cn

2014-11-14)