CT能譜成像在甲狀腺結(jié)節(jié)出血診斷中的應(yīng)用

何 磊 HE Lei

賈秀川 JIA Xiuchuan

劉蓉輝 LIU Ronghui

張淑倩 ZHANG Shuqian周汝明 ZHOU Ruming

CT能譜成像在甲狀腺結(jié)節(jié)出血診斷中的應(yīng)用

何 磊 HE Lei

賈秀川 JIA Xiuchuan

劉蓉輝 LIU Ronghui

張淑倩 ZHANG Shuqian周汝明 ZHOU Ruming

作者單位
河北省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科 河北石家莊050051

目的 探討CT能譜成像（GSI）技術(shù)對甲狀腺結(jié)節(jié)出血的診斷價值。資料與方法 收集經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的17例甲狀腺結(jié)節(jié)出血患者，均行甲狀腺CT能譜單能模式進(jìn)行掃描，測量并比較甲狀腺出血結(jié)節(jié)和周圍正常甲狀腺組織的CT值、碘濃度值、水濃度值及有效原子序數(shù)值，觀察甲狀腺出血結(jié)節(jié)和周圍正常甲狀腺組織的能譜曲線，并計(jì)算能譜曲線斜率。結(jié)果 甲狀腺結(jié)節(jié)出血的能譜CT表現(xiàn)的特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率。出血結(jié)節(jié)與周圍正常甲狀腺組織的碘濃度值、水濃度值、能譜衰減曲線斜率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=－5.438、 －4.679、－5.317，P＜0.01），CT值、有效原子序數(shù)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=－2.097、 －2.230，P＜0.05）。結(jié)論 CT能譜成像對甲狀腺結(jié)節(jié)出血的檢出及準(zhǔn)確診斷具有重要價值。

甲狀腺結(jié)節(jié)；出血；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；能譜成像

甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見疾病，大樣本超聲檢測發(fā)現(xiàn)人群中40%～50%有甲狀腺結(jié)節(jié)[1]。出血是甲狀腺結(jié)節(jié)常見的病理改變，而超聲及常規(guī)CT對甲狀腺結(jié)節(jié)出血的診斷能力有限，與甲狀腺實(shí)性結(jié)節(jié)較難區(qū)分。同時，準(zhǔn)確地判定結(jié)節(jié)出血有助于甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的判定[2]。能譜CT可得到單能量圖像，并進(jìn)行碘水物質(zhì)分離，提供更多甲狀腺病變功能和成分的信息，為研究甲狀腺結(jié)節(jié)提供了新的成像手段。本研究探討CT能譜成像（GSI）技術(shù)對診斷甲狀腺結(jié)節(jié)出血的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2011年11月—2014年10月在河北省人民醫(yī)院接受GSI檢查、經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)為甲狀腺結(jié)節(jié)出血的17例患者。其中，男6例，女11例；年齡27～68歲，平均（46.3±13.8）歲。其中6例因頸部不適就診時發(fā)現(xiàn)（1例為近期甲狀腺結(jié)節(jié)忽然增大），11例為體檢時偶然發(fā)現(xiàn)，均無甲狀腺病變相關(guān)癥狀。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會同意，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery CT750 HD CT描機(jī)，使用GSI單能模式行CT平掃?；颊哐雠P、頸過仰，肩部盡量下沉，以減少肩部硬化偽影的影響，掃描前訓(xùn)練患者呼吸與屏氣，禁吞咽。掃描參數(shù)：管電壓140 kV和80 kV 0.5 ms瞬時切換，管電流600 mA，球管旋轉(zhuǎn)速度0.8 s/rot，視 野10 cm×10 cm，層厚0.625 mm，層間0.625 mm，螺距0.984∶1。掃描范圍自下頜部至頸根部，甲狀腺向胸廓內(nèi)延伸時擴(kuò)大掃描范圍至其消失。

1.3 圖像分析 掃描圖像均傳入AW（GE Healthcare）工作站，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的主治或以上職稱的醫(yī)師利用GSI Viewer軟件進(jìn)行圖像分析與處理，對各參數(shù)測量結(jié)果取其平均值。分別在常規(guī)CT平掃圖像、碘基圖像、水基圖像及有效原子序數(shù)圖像上劃定感興趣區(qū)（ROI）。所有患者的結(jié)節(jié)出血均為單一，并由圖像分析醫(yī)師與手術(shù)及病理科醫(yī)師共同確定ROI，與結(jié)節(jié)出血的解剖部位一致。分別測量出血結(jié)節(jié)及周圍正常甲狀腺組織的CT值、碘濃度值、水濃度值及有效原子序數(shù)值，測量3次取平均值。觀察出血結(jié)節(jié)和周圍正常甲狀腺組織的能譜曲線，并按公式（1）計(jì)算能譜曲線斜率。

斜率=（HU140keV－HU40keV）/（140－40） （1）

1.4 病理診斷 所有病例均手術(shù)切除后立即送檢，行大體標(biāo)本及HE染色光鏡檢查。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，對出血結(jié)節(jié)及周圍正常甲狀腺的CT值、碘濃度值、水濃度值、有效原子序數(shù)值及能譜曲線斜率進(jìn)行Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 甲狀腺結(jié)節(jié)出血的病理診斷和CT表現(xiàn) 本組病例大體標(biāo)本中均可明確見到結(jié)節(jié)內(nèi)呈紅褐色或紅色的出血成分，光鏡下可見大量紅細(xì)胞或含鐵血黃素。其中腺瘤伴出血10例，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫伴出血7例。與周圍正常甲狀腺組織相比，甲狀腺出血結(jié)節(jié)的CT能譜表現(xiàn)具有特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率（圖1）。

2.2 能譜CT定量分析 結(jié)節(jié)出血與周圍正常甲狀腺組織的碘濃度值、水濃度值、能譜衰減曲線斜率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=－5.438、－4.679、－5.317，P＜0.01），CT值、有效原子序數(shù)值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=－2.097、－2.230，P＜0.05）。見表1。

圖1 女，43歲，甲狀腺腺瘤伴出血。CT平掃示甲狀腺右葉出血結(jié)節(jié)（箭）CT值（63.5 HU）與周圍正常甲狀腺組織（箭頭）CT值（62.77 HU）接近，甲狀腺左葉為正常甲狀腺組織（星號，A）；碘基圖示出血結(jié)節(jié)（箭）碘濃度值（0.382 mg/ml）明顯低于周圍正常甲狀腺組織（箭頭）碘濃度值（1.318 mg/ml）（B）；水基圖示出血結(jié)節(jié)（箭）水濃度值（1054.70 mg/ml）明顯高于周圍正常甲狀腺組織（箭頭）水濃度值（1027.68 mg/ml）（C）；原子序數(shù)圖示出血結(jié)節(jié)（箭）有效原子序數(shù)（7.83）低于周圍正常甲狀腺組織（箭頭）有效原子序數(shù)（8.30）（D）；CT能譜曲線圖示出血結(jié)節(jié)（紅色曲線）的能譜曲線斜率絕對值（0.31）明顯低于周圍正常甲狀腺組織（黃色曲線）1.04（E）；碘/水分布散點(diǎn)圖示出血結(jié)節(jié)（紅色）水含量明顯高于周圍正常甲狀腺組織（黃色），而碘含量則明顯低于周圍正常甲狀腺組織（F）；有效原子序數(shù)分布直方圖示出血結(jié)節(jié)的有效原子序數(shù)（紅色）明顯低于周圍正常甲狀腺組織（黃色，G）

表1 出血結(jié)節(jié)與正常甲狀腺組織各能譜CT特征性參數(shù)比較（n=17）

3 討論

甲狀腺結(jié)節(jié)出血常見，無論是急性期大量血細(xì)胞堆積還是出血后病灶內(nèi)出現(xiàn)含鐵血黃素沉積[3]，都會使其表現(xiàn)為稍高或等密度病變，常規(guī)CT平掃很難發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)并難與實(shí)性結(jié)節(jié)區(qū)分。能譜CT通過高低電壓（80 kV和140 kV）的瞬時快速切換以獲取兩組不同能量的、具有很好的一致性吸收投影數(shù)據(jù)，故能夠進(jìn)行從數(shù)據(jù)空間的吸收投影數(shù)據(jù)到物質(zhì)密度投影數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換[4-5]，提供配對基物質(zhì)濃度值、能譜衰減曲線、有效原子序數(shù)等數(shù)據(jù)資料。

3.1 甲狀腺結(jié)節(jié)出血的CT能譜表現(xiàn) 本研究結(jié)果表明，結(jié)節(jié)出血與周圍正常甲狀腺組織的碘濃度值、水濃度值、能譜衰減曲線斜率及CT值、有效原子序數(shù)值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與周圍正常甲狀腺組織相比,甲狀腺結(jié)節(jié)出血能譜CT表現(xiàn)具有特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率，證明CT能譜平掃能有效發(fā)現(xiàn)并準(zhǔn)確診斷結(jié)節(jié)出血。出血結(jié)節(jié)表現(xiàn)為低碘含量、高水含量，可能是由于甲狀腺結(jié)節(jié)出血破壞了甲狀腺濾泡細(xì)胞，而甲狀腺內(nèi)的碘是以甲狀腺球蛋白的形式儲存于甲狀腺濾泡內(nèi)，因此碘濃度值明顯降低，而出血表現(xiàn)為液態(tài)，相對于以實(shí)性成分存在的甲狀腺結(jié)節(jié)，水濃度值明顯升高。

能譜衰減曲線是由物質(zhì)本身的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定的，而人體組織成分多為混合性而非單一性，其能譜衰減曲線多不具有特征性，然而類似的能譜衰減曲線可提示同樣或類似的物質(zhì)成分類型[6-7]。本研究發(fā)現(xiàn)甲狀腺結(jié)節(jié)出血的能譜曲線隨著keV的升高，病灶的CT值出現(xiàn)遞減，曲線為弧線下降形，斜率為負(fù)值，與李銘等[8]的研究呈弓背向上型不同。在化學(xué)元素衰減曲線中，血的能譜衰減曲線接近為一條直線，斜率近乎為0；脂肪的衰減曲線為弓背向上形，即斜率為正值；纖維肌肉組織的衰減曲線為弧線下降形，即斜率為負(fù)值；參照上述組織成分的能譜衰減曲線，甲狀腺結(jié)節(jié)出血成分比較復(fù)雜，除有血液的成分外，還有瘤體的一些濾泡結(jié)構(gòu)和纖維組織結(jié)構(gòu)，因此能譜衰減曲線應(yīng)該表現(xiàn)為弧線形，即更接近纖維肌肉組織的衰減曲線。在李銘等[8]的研究中，甲狀腺出血結(jié)節(jié)部分病例為離體標(biāo)本，是否會造成部分碘流失，致碘濃度值變?yōu)樨?fù)值從而引起上述差異，還需進(jìn)一步增大樣本量來證實(shí)。

觀察出血結(jié)節(jié)與周圍正常甲狀腺組織的曲線形態(tài)，發(fā)現(xiàn)兩者曲線呈相交狀態(tài)，證明在相交點(diǎn)對應(yīng)的keV處出血結(jié)節(jié)和周圍正常甲狀腺組織的CT值一致，說明單純依靠單一能量圖像不一定能對兩者進(jìn)行區(qū)分。同時還發(fā)現(xiàn)以兩曲線相交點(diǎn)處keV為界，單能量keV值越高或越低，曲線間的離散度越大，即兩種成分間的質(zhì)量吸收系數(shù)差異越大，提示進(jìn)行多keV觀察有助于在周圍正常甲狀腺組織背景下檢出出血結(jié)節(jié)。

當(dāng)某元素和某物質(zhì)的質(zhì)量衰減系數(shù)相同時，該元素的原子序數(shù)就稱為該物質(zhì)的有效原子序數(shù)[9]。本研究中，出血結(jié)節(jié)與周圍正常甲狀腺組織的有效原子序數(shù)存在明顯差異（P＜0.05），直觀地反映其由不同成分物質(zhì)構(gòu)成。

3.2 鑒別診斷 甲狀腺實(shí)性結(jié)節(jié)有時表現(xiàn)為等、高CT值、低碘含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率，與出血結(jié)節(jié)比較，水含量最具特異性，甲狀腺實(shí)性結(jié)可表現(xiàn)為低或略低水含量，而出血結(jié)節(jié)為高水含量；甲狀腺結(jié)節(jié)囊變亦可表現(xiàn)為低碘含量、高或等水含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率，但是如果CT值不同，發(fā)生囊變的甲狀腺結(jié)節(jié)則表現(xiàn)為明顯低密度，而出血結(jié)節(jié)表現(xiàn)為等、高密度。準(zhǔn)確地判定出血結(jié)節(jié)對于甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別也有重要意義。結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和甲狀腺腺瘤病灶較小即出現(xiàn)出血、囊變，與甲狀腺癌不同[2]。尤其是病灶較小而出現(xiàn)灶內(nèi)出血時，應(yīng)首先考慮良性病變。本組17例均是結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和腺瘤合并出血，印證了上述觀點(diǎn)。

總之，甲狀腺結(jié)節(jié)出血的CT能譜成像表現(xiàn)具有特征性，表現(xiàn)為等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序數(shù)及低能譜曲線斜率，可以成為影像學(xué)評估甲狀腺結(jié)節(jié)出血的可靠依據(jù)，同時也為鑒別甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性提供有效參考，為臨床提供了一種新的、有效的檢查方法。

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（本文編輯 馮 婕）

新書訊

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CT Gemstone Spectral Imaging in Diagnosis of Thyroid Nodule Hemorrhage

Purpose To explore the value of gemstone spectral imaging (GSI) in diagnosis of thyroid nodule hemorrhage. Materials and Methods Seventeen patients with surgery and pathology confirmed thyroid nodule hemorrhage underwent thyroid spectrum CT scan. The CT value, iodine concentration value, water concentration value and the effective atomic ordinal value as well as spectral curve slope of hemorrhagic nodules and surrounding normal thyroid tissue were measured respectively. Results Hemorrhagic thyroid nodules showed equal or high CT value, low concentration of iodine, high concentration of water, low spectral curve slope, and low effective atomic ordinal value on spectral CT imaging. There were statistically significant differences in concentration of iodine value, concentration of water value, and spectral curve slope between hemorrhagic nodules and surrounding normal thyroid tissue (Z=－5.438, －4.679 and －5.317, P＜0.01), and there were statistically significant differences in CT value and effective atomic ordinal value (Z=－2.097 and －2.230, P＜0.05). Conclusion Energy spectrum CT scan is important in detection and accurate diagnosis of thyroid nodule hemorrhage.

Thyroid nodule; Hemorrhage; Tomography, X-ray computed; Spectral imaging

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.05.007

何 磊

Department of Radiology, Hebei General Hospital, Shijiazhuang 050051, China

Address Correspondence to: HE Lei

E-mail: helei198104@sina.com

R445.3；R581

2014-11-24

修回日期：2015-04-20

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2015年 第23卷 第5期：347-350

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(5): 347-350