能譜CT曲線對(duì)不同分型肝包蟲的診斷價(jià)值

李伯龍，彭心宇,，王成偉，李 勇，張宏偉，喬 飛，宋 娟

能譜CT曲線對(duì)不同分型肝包蟲的診斷價(jià)值

李伯龍1，彭心宇1,2，王成偉3，李 勇3，張宏偉2，喬 飛3，宋 娟3

目的 探討能譜計(jì)算機(jī)X線斷層掃描（computed tomography, CT）曲線診斷囊型肝包蟲的價(jià)值。 方法 收集2015-09至2016-09囊型肝包蟲患者36例，共71枚包蟲，經(jīng)寶石能譜成像(gemstone spectral imaging, GSI)掃描，應(yīng)用能譜軟件GSI General進(jìn)行分析，測(cè)肝包蟲與皮下脂肪的最佳對(duì)比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）為65 keV，在65 keV下測(cè)量包蟲囊液和囊壁的CT值，得到囊液的能譜曲線圖像，計(jì)算能譜曲線斜率，對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。 結(jié)果 GSI平掃各型包蟲囊液的CT（65 keV）、能譜曲線斜率由小到大變化，各型之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；多子囊型包蟲母囊的CT（65 keV）值、能譜曲線斜率與子囊之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）；GSI平掃各型包蟲囊壁的CT值（65 keV）、能譜曲線斜率由小到大變化，各型之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）：?jiǎn)文倚偷解}化型包蟲的包蟲能譜曲線由弓背遞增型變?yōu)槎溉贿f減型。 結(jié)論 能譜曲線對(duì)診斷不同分型肝包蟲具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

包蟲??；體層攝影術(shù)；寶石能譜成像

包蟲病為畜牧業(yè)地區(qū)的一種流行病，在全世界均有流行，中國(guó)以西部的新疆，甘肅、青海和內(nèi)蒙古等地的畜牧業(yè)地區(qū)有廣泛的流行[1]。感染者由于吞服了含有絳蟲卵的食物而致病，絳蟲卵進(jìn)入消化道后孵化為蚴，絕大部分蚴蟲穿越腸壁經(jīng)門靜脈入肝[2]，肝包蟲病約占到包蟲總病例數(shù)的75%[3]。包蟲與宿主通過機(jī)體免疫反應(yīng)和包蟲對(duì)周圍組織壓迫相互作用[4]，而包蟲對(duì)宿主臟器的損傷及其并發(fā)癥都可對(duì)人體造成嚴(yán)重危害[5]。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)X線斷層掃描（computed tomography, CT）可顯示囊性包蟲不同階段的影像學(xué)改變[6]，按影像學(xué)表現(xiàn)分為五型（單囊型、多子囊型、內(nèi)囊塌陷型、實(shí)變型、鈣化型），單純從CT影像學(xué)圖像判斷較難區(qū)別單囊型和實(shí)變型[7]。不同物質(zhì)對(duì)同一能量的射線衰減曲線不同，衰減曲線也是唯一的[8]。相同的能譜曲線提示相同的結(jié)構(gòu)或病理類型，能譜曲線的表現(xiàn)形式及其能譜曲線斜率差異有助于判定其組織學(xué)特異性，對(duì)比傳統(tǒng)CT具有優(yōu)勢(shì)[9]。本研究通過CT能譜曲線，探討其對(duì)肝囊型包蟲分型的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2015-09至2016-09于新疆石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院接受腹部能譜CT掃描的36例患者，共71枚包蟲（單囊型22枚，多子囊型15枚，內(nèi)囊塌陷型3枚，實(shí)變型14枚，鈣化型17枚），其中男21例，女15例；年齡18～83歲，平均（48.67±18.43）歲，體重指數(shù)（body mass index, BMI）為（22.34±3.32）kg/m2。所有患者均行超聲和核磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）且行Casoni氏試驗(yàn)陽性，由3名高年資肝膽外科醫(yī)師根據(jù)臨床資料及病史進(jìn)行診斷以確保診斷的準(zhǔn)確性。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）經(jīng)臨床及各項(xiàng)輔助檢查均高度懷疑為細(xì)粒棘球蚴感染者；（2）無其他器質(zhì)性病變。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）甲亢、哮喘、心衰患者，對(duì)碘造影劑過敏者；（2）全身功能衰竭者，以及腎功能失代償者；（3）掃描后數(shù)據(jù)不完整及圖像質(zhì)量欠佳者。

1.3 儀器與方法 使用 GE Discovery 750 HD 64排寶石CT機(jī)，囑患者檢查前10 min飲水600～1000 ml充盈胃腔，確定病灶掃描范圍，采用寶石能譜成像（gemstone spectral imaging, GSI）模式平掃，掃描參數(shù)為∶GSI掃描，球管旋轉(zhuǎn)速度0.8 s/周，層厚5 mm，螺距系數(shù)∶0.983∶1，自動(dòng)毫安技術(shù)，高低能量（140 kVp和 80 kVp）瞬間切換，30%適應(yīng)性統(tǒng)計(jì)迭代算法（adaptivestatisticaliterative reconstruction，ASIR），顯示視野（display field of view，DFOV）直徑35 cm。掃描后先產(chǎn)生混合能量120 keV的質(zhì)量控制（quality control QC）圖像，層厚和層間距均為5.00 mm；然后使用影像重組標(biāo)準(zhǔn)算法，重組出40～140 keV單能量圖像，層厚和層間距均為1.25 mm。應(yīng)用能譜軟件GSI General進(jìn)行分析，測(cè)得肝包蟲與皮下脂肪的最佳對(duì)比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）在65 keV左右（圖1）。

1.4 圖像處理與測(cè)量 采用GSI模式行平掃，在ADW 4.6工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，掃描后先產(chǎn)生混合能量120 keV的QC圖像；然后使用影像重組標(biāo)準(zhǔn)算法，重組出40～140 keV單能量圖像，層厚和層間距均為1.25 mm。應(yīng)用能譜軟件GSI General進(jìn)行分析，測(cè)得肝包蟲與皮下脂肪的CNR在65 keV。將病灶平均分為10個(gè)層面，每份重復(fù)測(cè)量三次，放置圓形感興趣區(qū)（region of interest, ROI）盡可能大的包括囊液，盡量避開囊壁和子囊，對(duì)實(shí)變型和鈣化型選擇整體測(cè)量并避開囊壁；由于囊壁較薄ROI面積較小誤差較大，最大值對(duì)同一包蟲變化不大，遂選取最大值為其平均值，放置ROI面積為25 mm2測(cè)量囊壁，測(cè)量65 keV下包蟲囊液和囊壁的CT值，得到包蟲囊液的能譜曲線圖，并計(jì)算能譜曲線的斜率（病灶特異性的曲線），曲線斜率＝CT（40 keV）－CT（100 keV）/60 keV；CT（40 keV）和CT（100 keV）分別表示40 keV和100 keV下的CT值。

圖1 肝包蟲與皮下脂肪的最佳對(duì)比噪聲比（CNR）為65 keV

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用 SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料（CT值、能譜曲線斜率）以表示，采用單因素方差分析，兩兩比較比較采用SNK-q檢驗(yàn)，母囊與子囊比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 GSI平掃各型包蟲的能譜曲線 五種類型包蟲的GSI平掃能譜曲線分別對(duì)應(yīng)列出，隨著包蟲分型變化囊液的能譜曲線由逐漸弓背遞增型，變?yōu)槎溉贿f減型。單囊型包蟲能譜曲線由－30 HU到3 HU遞增變化（圖2A）；多子囊型能譜曲線浮動(dòng)在20 HU呈一條水平線（圖2B）；內(nèi)囊塌陷型由19 HU到3 HU遞減變化（圖2C）；實(shí)變型包蟲由60 HU到25 HU遞減變化（圖2D）；鈣化型包蟲由370 HU到100 HU迅速遞減變化（圖2E）。不是所有包蟲能譜曲線由此數(shù)值遞減，能譜曲線斜率可統(tǒng)一反映能譜曲線變化幅度。包蟲能譜曲線從40 keV到140 keV，縱向幅度由寬到窄逐漸變化，能譜曲線形成頭寬尾窄的對(duì)稱分布。

圖2 五種類型包蟲的GSI平掃能譜圖像

2.2 GSI平掃包蟲的能譜曲線斜率與CT（65 keV）值

2.2.1 四型包蟲囊液的能譜曲線斜率與CT（65 keV）值 在GSI平掃四型包蟲囊液的能譜曲線斜率值和CT（65 keV）值，單因素方差分析，四型包蟲囊液的能譜曲線斜率值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=66.37，P＜0.01）；四型包蟲囊液的CT（65 keV）值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=2497.35，P＜0.01）。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果顯示，除單囊型與多子囊型之間能譜曲線斜率值與CT（65 keV）值比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外；其余兩兩比較差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表1）。

表1 GSI平掃包蟲囊液的CT值和能譜曲線斜率

2.2.2 多子囊型包蟲母囊與子囊的CT（65 keV）值與能譜曲線斜率 多子囊型包蟲母囊（15枚）、子囊（42枚），母囊的CT（65 keV）值（15.54±4.30）與子囊（5.40±1.36）比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=8.80，P=0.001）；多子囊型包蟲母囊能譜曲線斜率（0.12±0.17）與子囊（-0.04±0.01）比較，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.92，P=0.01）。

2.2.3 四型包蟲外囊壁的能譜曲線斜率與CT（65 keV）值 在GSI平掃四型包蟲囊壁的能譜曲線斜率值和CT（65 keV）值，單因素方差分析，四型包蟲囊液的能譜曲線斜率值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=3379.55，P＜0.01）；四型包蟲囊液的CT（65 keV）值，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=5602.36，P＜0.01）。進(jìn)一步兩兩比較結(jié)果顯示，四型包蟲囊壁的能譜曲線斜率值與CT（65 keV）值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，表2）。

表1 GSI平掃包蟲囊液的CT值和能譜曲線斜率

3 討 論

世界衛(wèi)生組織根據(jù)超聲影像將肝包蟲分為六種類型[10]，其中CL型和CE1型、CE2型、CE3型、CE4型、CE5型分別對(duì)應(yīng)CT表現(xiàn)為單囊型、多子囊型、內(nèi)囊塌陷型、實(shí)變型、鈣化型。傳統(tǒng)CT可顯示肝包蟲的位置、形態(tài)、大小及與周圍重要組織器官的比鄰關(guān)系[11]，以及肝包蟲不同階段的影像學(xué)改變，對(duì)包蟲的微小鈣化及囊內(nèi)結(jié)構(gòu)的診斷優(yōu)于超聲[12]，寶石能譜CT不僅可提供65 keV的單能量圖像，較超聲更清晰的包蟲微小鈣化及囊內(nèi)結(jié)構(gòu)[13]，還能夠提供感興趣區(qū)的能譜曲線對(duì)應(yīng)的成分分析[14]。自2009年寶石能譜CT應(yīng)用于臨床后，可對(duì)肝病灶內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行分析，病灶來源不同產(chǎn)生的能譜曲線也不同[15]，有研究將能譜曲線形態(tài)和斜率的變化的運(yùn)用于探索組織病變的同源性[16]。李江等[17]研究表明包蟲囊內(nèi)容物中的隨著包蟲分型的變化，囊液中的物質(zhì)也發(fā)生不斷的變化，牛少雄等[18]提出CT值與包蟲活性存在一定的關(guān)系，CL、CE1和CE2型包蟲具有活性，CE3型包蟲處于過渡期，包蟲活力下降，CE4型和CE5型包蟲已死亡。

本研究通過寶石能譜CT能譜曲線來分析診斷不同分型的肝包蟲。單囊型的包蟲內(nèi)囊生物學(xué)活性高，半透膜活性好，囊內(nèi)環(huán)境以液性為主，囊液滲透壓低，CT值（65 keV）為（14.00±3.00），能譜曲線斜率為（－0.11±0.20），呈弓背樣上升，由于膽瘺、感染等因素影響包蟲囊內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，使內(nèi)囊的生發(fā)層變性壞死，隨著囊內(nèi)環(huán)境的惡化，囊液中的蛋白質(zhì)變性，水份丟失，囊液濃縮，無機(jī)鹽濃度改變，到鈣化型時(shí)囊內(nèi)物質(zhì)發(fā)生較大變化能譜曲線呈陡然遞增形態(tài)，囊液的CT值（65 keV）、能譜曲線斜率由小到大變化，能譜曲線和CT值的這一變化主要和囊內(nèi)水份丟失，無機(jī)鹽成分增多，蛋白質(zhì)變性凝固有關(guān)。多子囊型由于母囊的內(nèi)囊生物學(xué)活性降低，內(nèi)囊對(duì)物質(zhì)交換的控制力下降，使母囊內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化。子囊的活性較高，子囊的內(nèi)囊是具有生物活性獨(dú)立個(gè)體，可保持囊內(nèi)物質(zhì)濃度基本不變，保護(hù)其脫離惡劣的外部環(huán)境，子囊并會(huì)受到母囊中大環(huán)境的影響，在未超過其環(huán)境要求的極限值時(shí)不會(huì)死亡，因此多子囊型CT值（65 keV），能譜曲線斜率為較單囊型高，呈水平型，但子囊內(nèi)環(huán)境較好，水含量較高，囊內(nèi)物質(zhì)濃度較母囊低，CT值和能譜曲線斜率均較母囊低。根據(jù)筆者團(tuán)隊(duì)術(shù)后解剖觀察，實(shí)變型和鈣化型的包囊內(nèi)為豆腐渣樣黃色物質(zhì)，其囊內(nèi)鈣濃度成倍增高[19]，可能是包蟲死亡，導(dǎo)致內(nèi)囊的生物學(xué)活性減低，對(duì)鈣、磷、水等交換的控制力下降，包囊內(nèi)水份逐漸減少，鈣、磷等物質(zhì)逐漸增多，包蟲失去活性，最終形成一個(gè)團(tuán)縮實(shí)變的包囊，實(shí)變型包蟲囊液和囊壁的CT（65 keV），能譜曲線斜率，較單囊型和多子囊型都成倍變化，能譜曲線均呈陡然遞減型，說明包蟲活性降低后包蟲內(nèi)物質(zhì)變化較快，包蟲死亡后囊內(nèi)物質(zhì)變化較大。各型包蟲的能譜曲線差別較明顯，不同分型的包蟲活性不同，具有不同的能譜曲線斜率和形態(tài)，多子囊型的母囊與子囊及各子囊間的活性有差異，其之間的能譜曲線差別較大。本研究發(fā)現(xiàn)肝包蟲的能譜曲線斜率和形態(tài)隨著包蟲分型變化不斷變化，由此可與肝囊腫、腎上腺囊腫、卵巢腫瘤（肝包蟲誤診病例）進(jìn)行區(qū)別，給臨床鑒別診斷帶來突破。

本研究因造影劑對(duì)包蟲無影響[20]，遂未對(duì)動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期進(jìn)行研究分析。因內(nèi)囊塌陷型屬過渡階段[21]，其囊內(nèi)物質(zhì)與其他型均有所不同，能譜曲線呈平直，故未與其他四型進(jìn)行綜合分析，希望今后可以在臨床收取更多肝包蟲病例。綜上所述，寶石能譜CT的能譜曲線可診斷不同分型的肝囊性包蟲，對(duì)囊性肝包蟲的診斷有著重要的指導(dǎo)意義，寶石能譜CT較傳統(tǒng)CT有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

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（2017-03-24收稿2017-05-05修回）

（本文編輯 宋宮儒）

The value of spectral computed tomography in diagnosing different types of hepatic hydatid

LI Bolong1, PENG Xinyu1,2, WANG Chengwei3, LI Yong3, ZHANG Hongwei2, QIAO Fei3, and SONG Juan3. 1.Department of Graduate School, 2. Department of Hepatobiliary Surgery, 3. Department of CT Room, The First Affiliated Hospital of the Medical College, Shihezi University, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shihezi 832000, China

PENG Xinyu, E-mail: pengxinyu2000@sina.com

Objective The study objective was to explore the value of the spectral computed tomography (CT) in diagnosing cystic hepatic hydatid. Methods 36 cases of patients with cystic hepatic hydatid were selected from September 2015 to September 2016， which resulted in 71 hydatids. All were scanned by gemstone spectral imaging (GSI) and analysed by GSI General. Contrast to noise ratio (CNR) between hepatic hydatid and subcutaneous fat was 65 keV level. With CNR at 65 keV, the value of CT in hydatid cyst fluid and the capsule wall was measured, and the spectral curve was determined. The slope of the spectral curve was calculated and the results were statistically analyzed. Results GSI scan the CT of hydatid liquid (65 keV) and energy spectrum curve slope changes from small to large, and the differences were statistically significant (P＜0.05). There was significant difference in CT (65 keV) value and the slope of the energy spectrum curve between mother cyst and daughter cyst，and the differences were statistically significant (P＜0.05). The CT values (65 keV) of capsular wall scanned by GSI and the slope of the energy spectrum curve changed from small to large, and the differences were statistically significant (P＜0.05). The energy spectrum curve of the hydatid from single cystic type to the calcification type was changed from increasing camber to precipitous decline. Conclusions Spectral CT of spectral curve has unique advantages in diagnosing different types of hepatic hydatid.

echinococcosis; tomography; gemstone spectral imaging

R445.3；R383.3

10.13919/j.issn.2095-6274.2017.06.009

832000，新疆維吾爾自治區(qū)石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院：1.研究生院；2.肝膽外科；3.CT室

彭心宇，E-mail: pengxinyu2000@sina.com