CT能譜技術(shù)對伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌優(yōu)化成像的分析

王靜等

[摘要] 目的 探討CT能譜技術(shù)對伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌成像圖像質(zhì)量的影響。 方法 對2013年1月～2014年1月在我院接受檢查的16例伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌患者的臨床資料進(jìn)行回顧性分析，通過進(jìn)行CT能譜掃描，使用GSI（能譜分析軟件）對能譜圖分析，使用OPTIMAL CNR曲線最佳CRN單能量圖像對肝臟的病變情況進(jìn)行分析，分別算出單能量圖像與混合能量圖像的噪聲比比值，然后使用t檢驗對其執(zhí)行對比。 結(jié)果 在動脈期混合能量圖像與最佳CNR單能量圖像客觀評價指標(biāo)比較及門靜脈期混合能量圖像與最佳CNR單能量圖像客觀評價指標(biāo)比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，由此可見單能量圖像的成像質(zhì)量要比混合能量圖像的好很多，兩組指標(biāo)相比都有顯著性差異（P<0.05）。 結(jié)論CT能譜技術(shù)可以顯著提升在肝硬化基礎(chǔ)上發(fā)展的原發(fā)性肝癌病變的圖像品質(zhì)，非常有利于提升診斷的準(zhǔn)確率。

[關(guān)鍵詞] CT能譜技術(shù)；原發(fā)性肝癌；肝硬化；能譜技術(shù)

[中圖分類號] R735.7 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] B [文章編號] 1673-9701（2015）08-0105-04

[Abstract] Objective To explore the effects of CT spectroscopy on image quality of primary hepatic carcinoma complicated with hepatic cirrhosis. Methods Clinical data of 16 patients with primary hepatic carcinoma complicated with hepatic cirrhosis who received examination in our hospital from January 2013 to January 2014 were retrospectively analyzed. CT spectroscopy was carried out， and the image was analyzed via GSI（an analysis software for spectroscopy）. The optimal CRN single energy image was obtained via OPTIMAL CNR curve， and the hepatic lesion was analyzed. Noise ratio of single energy image to mixed energy image was calculated respectively， and t-test was applied to compare the results. Results In the arterial phase mixed energy of image and the best CNR single energy image objective evaluation index and portal venous phase mixed energy of image and the best CNR single energy image objective evaluation index were statistically significant compared with single energy images， imaging quality so far better than mixed energy image， the indicators in the two groups had significant differences（P<0.05）. Conclusion CT spectroscopy is capable of significantly improving the imaging quality of primary two groups hepatic carcinoma developed from hepatic cirrhosis， which is of great value in enhancing the accuracy of diagnosis.

[Key words] CT spectroscopy； Primary hepatic carcinoma； Hepatic cirrhosis； Spectroscopy

由于原發(fā)性肝癌（伴有肝硬化）擁有發(fā)病率高、隱蔽性強、較多發(fā)、不易治療、預(yù)后不良等特征，所以一直以來都是臨床醫(yī)生與影像科醫(yī)生著重處理的疾病[1]。隨著CT掃描技術(shù)的發(fā)展，動態(tài)強化CT掃描已成為診斷原發(fā)性肝癌的重要輔助方法之一，然而由于當(dāng)前常規(guī)的CT掃描對伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌病灶的早期診斷效果不夠理想，如果只是利用提高造影劑的劑量、提升注射速度與延遲掃描時間等方式來提升診斷準(zhǔn)確率，結(jié)果常常是不盡人意的[2]。本文現(xiàn)對2013年1月～2014年1月在我院接受檢查的伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌患者采用CT能譜技術(shù)進(jìn)行成像的情況，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本組資料共計16例，均為2013年1月～2014年1月在我院接受檢查的伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌患者，其中男9例，女7例，年齡42～72歲，平均（59.9±3.8）歲。其中肝炎相關(guān)性肝硬化8例，酒精性肝硬化5例，膽源性肝硬化3例，所有患者病情均為首發(fā)，且都在進(jìn)行CT掃描前與醫(yī)院簽領(lǐng)了知情同意書，所有病患都要通過術(shù)后病例活檢與臨床診斷來最終確診。

1.2 CT能譜技術(shù)檢查方法

采用美國GE公司生產(chǎn)的DiscoveryCT750 HD掃描儀。CT前30 min患者服用500 mL的泛影葡胺水，且都是從膈肌頂部水平掃描到肝下緣，平掃采用一般掃描模式，增強掃描門靜脈期與動脈期時采用能譜掃描模式，延遲掃描時采用常規(guī)掃描模式[3]。所有掃描采用非離子造影劑，也就是濃度300 mg/mL、劑量80 mL、注射速度3.0 mL/s的碘普羅胺，增強掃描與延遲掃描的時間：動脈期增加成28 s，門靜脈期是完成動脈期后的30 s，延遲期是完成門靜脈期后的50 s。掃描層厚度5.0 mm，螺距0.984，掃描結(jié)束后得到層厚0.625 mm，140 kVp的混合能量圖像與層厚為0.625 mm，65 keV的單能量圖像。

利用GSI瀏覽器來處理動脈期、門靜脈期的單能量圖像，通過碘基圖像的最大范圍來查找病灶，通過OPTIMAL CNR曲線得出最佳CNR單能圖像，利用感興趣區(qū)法分別取與病灶在同一層面上的腹壁皮下脂肪組織、病灶附近肝組織、病灶的CT平均值，即分別在各個部位上測量3次，最后取其平均值，同樣在門靜脈期的混合能量圖像（140 kVp）上也使用該方法來測量與病灶在同一層面上的腹壁皮下脂肪組織、病灶周圍肝組織、病灶的CT平均值。

計算單能量圖像與混合能量圖像的對比度與噪聲比，并把計算結(jié)果作為圖像評價的客觀指標(biāo)。指標(biāo)中的ROI0代表的是病灶的CT值，ROId代表的是病灶附近肝組織的CT值，SDn代表的是同層面圖像上的平均噪聲值，該研究所使用噪聲都是與病灶在同一層面上的腹壁皮下脂肪組織[4]。

由影像科的3位醫(yī)師（中級職稱以上）使用三分法分別獨立完成該組病患的CT掃描圖像查看分析工作，其中三分法指的是通過好、普通、不好（對應(yīng)數(shù)字為3、2、1）的評分方式來評價病灶清晰度、病灶邊界和中心清晰度以及與病灶在同一層面上的肝組織噪聲。查看分析圖像時要將病灶放在相同的窗寬、窗位中進(jìn)行，用觀察結(jié)果的平均值做混合能量圖像與單能量圖像的主觀評價指標(biāo)[5]。

1.3 觀察指標(biāo)

觀察并對比原發(fā)性肝癌患者在CT能譜技術(shù)的支持下檢測得出的動脈期混合能量圖像、最佳CNR單能量圖像、門靜脈期混合能量圖像、最佳CNR單能量圖像以及混合能量圖像、最佳 CNR 單能量圖像。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)軟件。計量資料以（x±s）表示，采用t檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1客觀評價指標(biāo)

動脈期混合能量圖像與最佳CNR單能量圖像客觀評價指標(biāo)比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。門靜脈期混合能量圖像與最佳CNR單能量圖像客觀評價指標(biāo)比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2 主觀評價指標(biāo)

與上述數(shù)據(jù)類似，比較單能量圖像和混合能量圖像，雖然單能量圖像中的病灶組織與病灶周圍組織間的對比清晰度要明顯高于混合能量圖像，但是噪聲也比較高。

3 討論

肝硬化與伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌的發(fā)病率較高。現(xiàn)階段診斷這種肝癌的主要輔助方式是把動態(tài)增強CT掃描、MRI掃描與普通CT掃描進(jìn)行對比，雖然其擁有很好的診斷效果與對比度，但是對于那些體質(zhì)較差、年歲較高、配合能力不夠好的患者來說，CT掃描的實用性顯得更強些[6]。對于常規(guī)的動態(tài)增強CT掃描來說，從肝硬化發(fā)展成原發(fā)性肝癌的腫瘤細(xì)胞經(jīng)常會表現(xiàn)出動脈期的強化程度不夠、門靜脈期與延遲期的密度下降不顯著和病灶附近組織間的對比性不強等特點，非常容易出現(xiàn)誤診與漏診，進(jìn)而使患者錯過最佳治療期，嚴(yán)重制約預(yù)后。CT能譜技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上填補了CT常規(guī)技術(shù)的空白點[7]。CT能譜技術(shù)是一種新型的科學(xué)技術(shù)，雖然其在上世紀(jì)70年代時就已經(jīng)被提出，但是由于科學(xué)技術(shù)還不夠成熟，所以一直沒有得到應(yīng)用。之所以將CT能譜技術(shù)定義成新型技術(shù)，是因為其將常規(guī)的混合能量圖像轉(zhuǎn)變成了單能量圖像，其不僅掃描到了常規(guī)圖像，還掃描到了能譜的曲線、單能量的圖像、有效的原子序數(shù)、基礎(chǔ)物質(zhì)的圖像等，還能將物質(zhì)分解，為組織做定性。CT能譜成像技術(shù)指的是在0.5 ms的時間內(nèi)通過瞬時轉(zhuǎn)換80 kVp與140 kVp的瞬時雙電壓來完成兩組數(shù)據(jù)的采用，同時X線在依據(jù)已知物質(zhì)能量變化關(guān)系的基礎(chǔ)上，利用物質(zhì)衰減曲線與兩種能量的快速轉(zhuǎn)換法來測算出另一物質(zhì)對X射線的吸收量，繪制出單能量成像圖[8]。由于CT能譜技術(shù)能夠繪制出40～140 keV合計101個不一樣能量的單能量成像圖，所以該技術(shù)值得推廣于各種疾病的診斷過程中。

3.1 能譜CT進(jìn)一步優(yōu)化了圖像質(zhì)量

在對比、優(yōu)化健康肝組織與病變肝組織圖像時，合適的噪聲值與對比值可以使對比、優(yōu)化工作事半功倍。有的學(xué)者認(rèn)為低能量的圖像可以提升圖像的對比度（敏感度），但是伴隨著對比度的提升，圖像的質(zhì)量會降低。也有些研究人士認(rèn)為敏感度與圖像質(zhì)量不一定成反比，圖像噪聲值也不一定和圖像能量成正比關(guān)系[9]。據(jù)有關(guān)研究證明，當(dāng)CNR值在40～70 kVp范圍內(nèi)時大部分的圖像質(zhì)量呈現(xiàn)下降趨勢，當(dāng)CNR值在70～140 kVp范圍內(nèi)時大部分的圖像質(zhì)量呈現(xiàn)上升趨勢，由此可推出當(dāng)CNR值在70 kVp時，能量圖像的質(zhì)量與清晰度最佳[10]。所以當(dāng)圖像是70 keV圖像時，可以通過完善圖像質(zhì)量來提升病灶與健康肝組織間的對比度，進(jìn)而能夠提升小腫瘤的檢出率。因此，利用最佳CNR值得到的單能量圖像不僅能夠提升圖像的對比度，還能照顧到圖像中的噪聲，為病灶的診斷提供更清晰、更準(zhǔn)確的依據(jù)。

CT能譜技術(shù)的實現(xiàn)主要應(yīng)用瞬時高低能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，只要掃描一次就能夠得到與病灶相關(guān)的不同要求下的多種單能量圖像與混合能量圖像，然后通過OPTIMAL CNR曲線就得到病灶和病灶周圍組織的最佳CNR單能量圖像，進(jìn)而展現(xiàn)出病灶的特征及病灶和病灶附近組織間的差異性。分析客觀與主觀評價的結(jié)論能夠發(fā)現(xiàn)，利用OPTIMAL CNR曲線得到的單能量圖像雖然能夠增強腫瘤和腫瘤附近組織的對比度，但是伴隨著能量下降，圖像噪聲也會顯著提升[11]。而最佳CNR單能量圖像卻是一個能夠使圖像噪聲與圖像對比度實現(xiàn)平衡的能量圖。另外經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在動脈期與門靜脈期時，最佳CNR單能量圖像主要集中在51～54 keV、66～70 keV的范圍內(nèi)，這也說明該圖像并不是最低單能量圖像[12]。

將動脈期和門靜脈期的最佳單能量圖像放在一起比較，則會發(fā)現(xiàn)圖像的能級越低，噪聲表現(xiàn)的就會越明顯，另外基于肝臟腫瘤細(xì)胞的組織對比在動脈期時要比其在門靜脈期時更為明顯，所以其在動脈期的對比噪聲表現(xiàn)出的幅度也就更大一些[13]。參與該次研究的16例中有3例的病灶在門靜脈期表現(xiàn)出較高密度、等密度，因此還需要依據(jù)延遲期的圖像來確診，其余患者的病灶在動脈期時都呈現(xiàn)相對高密度，證明在確診伴有肝硬化的原發(fā)性肝癌時動脈期圖像的重要性（見封三圖8）。此外，調(diào)節(jié)常規(guī)CT掃描的窗寬與窗位獲取的圖像遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如CT能譜技術(shù)掃描出的最佳CNR圖像，究其原因主要是因為：①雖然調(diào)整窗寬與窗位可以提升圖像的對比度，但是其調(diào)整范圍畢竟有限，致使調(diào)整后仍有很大一部分病灶不能被清晰地顯現(xiàn)。②如果一味地提高對比度，圖像的質(zhì)量就會下降，進(jìn)而會導(dǎo)致病灶不能被準(zhǔn)確顯示[14]。

3.2 肝癌治療術(shù)后評估

由于肝癌病情的發(fā)展速度非?？?，在臨床上很多患者就診時就是晚期或者是在肝硬化的基礎(chǔ)上發(fā)展成了原發(fā)性肝癌，手術(shù)治療的治愈率幾乎為零，對于該類病患，現(xiàn)階段正在大力推廣肝動脈灌注化療與碘油栓塞術(shù)的非手術(shù)治療法，通過這些年的研究，該治療方式的療效不錯[15]。盡管如此，但是還存在一些問題，如治療后能否徹底切斷癌細(xì)胞的供血、癌細(xì)胞在治療后是否還存在活性。如果這些問題不能被及時解決，患者很有可能會錯過進(jìn)一步治療的最佳時期。通常評價療效時要依據(jù)常規(guī)CT掃描到的病灶內(nèi)部與病灶周圍的碘化油沉積狀況來進(jìn)行，碘油沉積的濃度、密度越高、越勻稱，病灶的死亡率就愈高，而沒有碘油沉積或者是碘油沉積不多的地方病灶存活率就愈高。同時由于栓塞劑容易對常規(guī)CT掃描圖像產(chǎn)生干擾，容易在病變圖像附近發(fā)生偽影，判斷術(shù)后病灶變化情況時極易產(chǎn)生誤導(dǎo)，如碘油沉積密度濃度高的區(qū)域內(nèi)也可能有存活癌細(xì)胞，增強掃描門靜脈期掃描到的病變也可能不是癌細(xì)胞而是炎性的肉芽組織，如果不能及時將碘油沉積區(qū)內(nèi)的假陰性與炎性肉芽組織的假陽性辨別出來的話，就會造成誤診或漏診。由于CT能譜技術(shù)采用的是碘水分離方式，其精度非常高，能夠準(zhǔn)確地將碘油沉積區(qū)和強化區(qū)顯示出來，所以其能有效預(yù)防偽影造成的影響，并能夠及時準(zhǔn)確地為肝癌病患的術(shù)后治療提供依據(jù)，另外CT能譜技術(shù)還能根據(jù)能譜曲線與碘含量等數(shù)據(jù)對癌細(xì)胞與栓塞部位作出定量評估。同時由于肝癌外科手術(shù)治療后會在身體內(nèi)植入金屬物，所以給患者做術(shù)后常規(guī)CT掃描時，金屬物的偽影也會影響病變的顯示效果，而CT能譜掃描技術(shù)不僅能夠有效消除金屬物與硬化的偽影，還能顯著提升單能量圖像的清晰度與質(zhì)量，所以其對殘存癌細(xì)胞與復(fù)發(fā)癌細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)率比較高。

總而言之，影像技術(shù)對于肝硬化及從肝硬化發(fā)展成原發(fā)性肝癌的診斷起著至關(guān)重要的輔助作用，不管是以前使用的常規(guī)CT掃描，還是發(fā)展后的動態(tài)增強CT掃描，還是現(xiàn)在大力推廣的新型CT能譜技術(shù)，都是影像醫(yī)生與臨床醫(yī)生的得力助手，是廣大患者的福音。

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（收稿日期：2014-11-06）