單源雙能CT平掃能譜曲線對不典型小肝癌與異常灌注灶鑒別的價值

徐明哲，劉愛連，孫美玉，劉義軍，李燁

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧大連116011）

單源雙能CT平掃能譜曲線對不典型小肝癌與異常灌注灶鑒別的價值

徐明哲，劉愛連，孫美玉，劉義軍，李燁

（大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，遼寧大連116011）

目的：評價單源雙能CT平掃能譜曲線鑒別不典型小肝癌與異常灌注灶的價值。方法：回顧性分析行能譜CT三期增強掃描、經(jīng)病理證實或臨床診斷為小肝癌（SHCC）及動脈期異常灌注（HPD）的患者32例，共35個病灶（SHCC 16個，HPD 19個）。入組不典型SHCC的CT表現(xiàn)為動脈期明顯強化，門脈期、平衡期近等密度，呈“快進不出”。測量平掃及動脈期SHCC、HPD及相應背景肝的混合能量CT值、單能量為40 keV及140 keV的CT值，計算能譜曲線斜率。使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）分析兩觀察者測量結(jié)果一致性。使用配對樣本t檢驗分析平掃時SHCC與背景肝、HPD與背景肝的混合能量CT值及能譜曲線斜率的差異；采用獨立樣本t檢驗分析平掃及動脈期SHCC與HPD的混合能量CT值、能譜曲線斜率的差異。結(jié)果：兩觀察者測量一致性良好（ICC值均＞0.75）。動脈期SHCC與HPD混合能量CT值、能譜曲線斜率差異無統(tǒng)計學意義。平掃時，SHCC與背景肝、HPD與背景肝、SHCC與HPD混合能量CT值差異無統(tǒng)計學意義；而SHCC與背景肝、SHCC與HPD能譜曲線斜率差異有統(tǒng)計學意義（（0.19±0.12）與（0.00±0.12），（0.19±0.12）與（0.04±0.17），P＜0.05），HPD與背景肝能譜曲線斜率差異無統(tǒng)計學意義。結(jié)論：單源雙能CT平掃能譜曲線為鑒別常規(guī)CT三期強化難以區(qū)分的不典型SHCC與HPD，提供了全新的簡便易行、安全可靠的檢測手段。

肝腫瘤；體層攝影術(shù)，螺旋計算機

小肝癌（SHCC）是指肝細胞癌中單個癌結(jié)節(jié)長徑≤3 cm或兩個癌結(jié)節(jié)直徑之和≤3 cm的肝癌，多以肝動脈供血為主，CT增強表現(xiàn)為動脈期明顯強化，門脈期及平衡期病灶強化程度迅速下降[1]，而不典型SHCC門脈期及平衡期病灶內(nèi)對比劑沒有快速排空，呈等密度。肝臟異常灌注灶（HPD）表現(xiàn)為動脈期一過性肝實質(zhì)楔形、三角形、類圓形以及不規(guī)則形高密度影，密度均勻，邊緣清晰，門脈期及平衡期恢復為等密度[2]。不典型SHCC與類圓形HPD僅依靠常規(guī)CT掃描難以鑒別。本文的目的旨在探討應用單源雙能CT平掃能譜曲線鑒別不典型SHCC與HPD的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集2012年1月—2015年12月于我院行肝臟能譜CT平掃及動態(tài)增強掃描并符合以下條件的病例。入組標準：①動脈期病灶明顯強化，形態(tài)為圓形或類圓形，長徑≤3 cm；②病灶在門脈期及平衡期呈近等密度，即門脈期及平衡期時，病灶與相應背景肝的混合能量CT值之比為1.0±0.1；③病灶內(nèi)無出血壞死，密度均勻；④經(jīng)手術(shù)病理證實或臨床確診（依據(jù)2011年AASLD發(fā)表的《肝細胞癌臨床指南》）為SHCC；⑤影像診斷為HPD，HPD的CT表現(xiàn)為動脈期明顯強化，門脈期、平衡期呈等密度，均經(jīng)MRI檢查證實或3～6月隨診除外其他病變。入組患者32例（男13例，女19例，年齡63.7±9.6歲），共35個病灶（SHCC 16個，HPD 19個）。SHCC中4例經(jīng)手術(shù)病理證實，5例行介入及活檢證實，7例經(jīng)臨床確診。

1.2 CT掃描方法及參數(shù)

采用單源雙能CT機（GE Discovery HD 750，美國），行上腹部平掃和三期動態(tài)增強。掃描參數(shù)：能譜掃描成像模式（Gemstone Spectral Imaging，GSI），螺距1.375，螺旋掃描速度0.8 s/周，探測器寬度4 cm，管電壓為高、低能量（140、80 kVp）瞬時（0.5ms）切換，管電流375mA，生成層厚、層間距為1.25mm的QC圖像（混合能量圖像）和mono圖像（40～140 keV單能量圖像）。

1.3 圖像分析與測量

利用ADW4.5工作站后處理獲得40 keV及140 keV單能量圖像，由作者及一位高年資影像診斷醫(yī)師（工作經(jīng)驗分別2年、11年）共同在QC圖像、40 keV及140 keV單能量圖像上記錄SHCC與HPD的大小。分別在動脈期圖像中找出明顯強化的SHCC及HPD灶，于病灶最大層面放置圓形或類圓形感興趣區(qū)（ROI），避開血管區(qū)，ROI大小約為1/2病灶面積，在對應同層面平掃圖像中，找到相應病灶位置，復制得到同樣大小平掃病灶ROI，于周圍同一葉段背景肝復制得到背景肝ROI。之后，分別在平掃及動脈期QC圖像上測量所有ROI混合能量CT值，在40 keV及140 keV單能量圖像上測量單能量為40 keV、140 keV的CT值，并計算能譜曲線斜率：K=CT（40 keV）-CT（140 keV）/100 keV。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計分析軟件，使用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）比較兩名觀察者各測量值的一致性。ICC值＞0.75為一致性良好，此時采用數(shù)據(jù)均值進行比較。采用配對樣本t檢驗分析SHCC與背景肝、HPD與背景肝的平掃混合能量CT值及能譜曲線斜率的差異；采用獨立樣本t檢驗分析SHCC與HPD病灶大小、平掃及動脈期SHCC與HPD的混合能量CT值以及能譜曲線斜率的差異。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般結(jié)果

16個SHCC中，位于左內(nèi)葉1個、右前葉7個、右后葉8個，長徑為0～1 cm 0個、1～2 cm 10個、2～3 cm 6個；19個HPD中，位于左內(nèi)葉2個、左外葉2個、右前葉5個、右后葉10個，長徑為0～1 cm 1個，1～2 cm 14個，2～3 cm 4個。SHCC與HPD病灶大小的差異無統(tǒng)計學意義（P=0.20）。

2.2 兩名觀察者數(shù)據(jù)一致性檢驗

兩名觀察者測量及計算的數(shù)據(jù)和比較結(jié)果見表1。

兩名觀察者對各參數(shù)測量值均一致性良好（ICC值均＞0.75），采用兩者數(shù)據(jù)均值行后續(xù)統(tǒng)計學比較。

2.3 SHCC、HPD與各自背景肝平掃混合能量CT值比較

表1 兩名觀察者SHCC、HPD與各自背景肝的平掃混合能量CT值、能譜曲線斜率及其ICC結(jié)果

SHCC、HPD與各自背景肝的平掃混合能量CT值及其比較結(jié)果見表2。

SHCC與其背景肝、HPD與其背景肝、SHCC與HPD的平掃混合能量CT值的差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.4 SHCC、HPD與各自背景肝平掃能譜曲線斜率比較

SHCC、HPD與各自背景肝的平掃能譜曲線斜率及其比較結(jié)果見表3。平掃時，隨keV增高，SHCC的單能量CT值呈遞減趨勢，SHCC的背景肝、HPD及其背景肝的單能量CT值無明顯變化（圖1，2），SHCC與其背景肝、SHCC與HPD的曲線斜率差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）；HPD及其背景肝的曲線斜率差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

表2 平掃SHCC、HPD與各自背景肝混合能量CT值比較

表3 平掃SHCC、HPD與各自背景肝臟能譜曲線斜率比較

2.5 SHCC與HPD動脈期混合能量CT值及能譜曲線斜率比較

動脈期，SHCC與HPD的混合能量CT值接近，兩者差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；SHCC及HPD動脈期能譜曲線（圖3）均呈下降趨勢，但兩者能譜曲線斜率差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。見表4。

圖1 SHCC。圖1a～1d：混合能量平掃及增強三期圖像：L1（SHCC，紅色ROI）平掃及增強三期混合能量CT值為59.80HU、116.50 HU、96.42HU、89.68HU，L2（背景肝，藍色ROI）平掃及增強三期混合能量CT值為59.48HU,58.29HU,95.88HU,94.79HU；圖1e：平掃能譜曲線：K（L1）=0.256，K（L2）=0.022。Figure 1.SHCC.Figure 1a～1d:Polychromatic noncontrast and three phase enhanced imaging:CT(QC)values of L1 were 59.80 HU,116.50 HU,96.42 HU,89.68 HU respectively.CT(QC)values of L2 were 59.48 HU,58.29 HU,95.88 HU,94.79 HU respectively.Figure 1e:Spectral curve slope:L1 was 0.256,L2 was 0.022.L1:SHCC,L2:Liver background.

圖2 HPD。圖2a～2d：混合能量平掃及增強三期圖像：L1（HPD，紅色ROI）平掃及增強三期混合能量CT值為59.23HU、111.50HU、103.68HU、79.55 HU，L2（背景肝，藍色ROI）平掃及增強三期混合能量CT值為53.89 HU，68.30 HU，93.45 HU，75.69 HU；圖2e：平掃能譜曲線：K（L1）=0.054，K（L2）=0.069。Figure 2.HPD.Figure 2a～2d:Polychromatic noncontrast and three phase enhanced imaging:CT(QC)values of L1 were 59.23 HU,111.50HU,103.68 HU,79.55 HU respectively.CT(QC)values of L2 were 53.89 HU,68.30 HU,93.45 HU,75.69HU respectively.Figure 2e:Spectral curve slope:L1 was 0.054,L2 was 0.069.L1:HPD,L2:Liver background.

3 討論

目前，多層螺旋CT動態(tài)增強掃描仍是檢出和診斷SHCC最主要的方法之一，典型SHCC平掃呈低或等密度，動脈期明顯強化，門脈期、平衡期對比劑退出。但由于SHCC腫瘤細胞分化程度不同，或周圍非腫瘤區(qū)背景肝存在基礎(chǔ)病變（如肝硬化結(jié)節(jié)、脂肪肝等），部分病例在常規(guī)CT平掃時可呈等密度。不典型SHCC由于腫瘤的肝動脈血供不豐富或存在肝動脈和門靜脈雙重血供[1]，門脈期及平衡期對比劑未能迅速廓清，不能呈現(xiàn)典型HCC“快進快出”的增強表現(xiàn)。這種呈“快進不出”強化模式的不典型SHCC與類圓形HPD，因常規(guī)CT門脈期及平衡期均呈等密度，在動脈期均呈類圓形明顯強化，往往鑒別困難，需隨診或MRI檢查得以區(qū)分。但MRI檢查昂貴、成像速度慢、有較多檢查禁忌，且對兩者的臨床治療方案和預后評估完全不同。因此，尋找一種便捷的新方法及時鑒別兩者尤為重要。本研究選取增強掃描后“快進不出”的不典型SHCC及類圓形的HPD，旨在探究單源雙能CT能譜曲線對常規(guī)CT難以區(qū)分的不典型SHCC與HPD的鑒別價值。

表4 動脈期SHCC與HPD混合能量CT值、能譜曲線斜率比較

圖3 SHCC與HPD動脈期能譜曲線。Figure 3.Spectral curve slope of SHCC and HPD in arterial phase.

CT能譜成像可提供更多的定量指標和分析工具，能譜曲線已在鑒別良惡性漿膜腔積液、肝臟轉(zhuǎn)移瘤與小囊腫、肝細胞癌與肝轉(zhuǎn)移瘤等方面廣泛應用[3-5]。能譜曲線反映物質(zhì)吸收系數(shù)隨能量變化的關(guān)系[6]，它是由物質(zhì)本身的組成成分所決定，可作為鑒別不同性質(zhì)病灶的新的工具[7]。能譜曲線的差異可根據(jù)曲線斜率進行定量評估[8]。

本研究通過設定入組條件限定在門脈期、平衡期均呈等密度的不典型SHCC，結(jié)果示入組不典型SHCC及HPD與其背景肝的平掃混合能量CT值相近，說明本組不典型SHCC在平掃時呈等密度。動脈期SHCC與HPD的混合能量CT值亦相似，說明兩者在動脈期的強化程度、血供情況相似，無鑒別價值。HPD的成因可能為：肝臟是雙重供血器官，同時接受肝動脈及門靜脈供血，兩套供血系統(tǒng)經(jīng)肝竇、脈管、膽管周圍血管叢等存在一些交通支，常引起異常通道形成或潛在交通支開放[9]，出現(xiàn)局部動脈期血供改變，此外，肝膽的變異血管、迷走血管及肝臟炎性充血亦可引起HPD[10]；而SHCC主要以肝動脈供血，動脈期對比劑進入較快，因而動脈期明顯強化。同時，結(jié)果示SHCC與HPD動脈期能譜曲線斜率亦相近，這是因動脈期，SHCC與HPD均呈明顯強化，而此時動脈期能譜曲線所反映的物質(zhì)成分特性，主要為高濃度的對比劑碘隨著單能量增高的變化趨勢[11-12]，明顯增高的碘濃度掩蓋了SHCC及HPD自身組織成分差異，無法真正反映病灶的組織成分。因此，動脈期混合能量CT值及能譜曲線斜率均無法鑒別兩者。

本組SHCC與HPD平掃時均呈等密度，依靠平掃圖像無法區(qū)分兩者。而通過平掃時反映物質(zhì)成分的能譜曲線分析，SHCC曲線呈下降趨勢，而HPD及兩者對應背景肝的曲線趨于平直。分析其原因為SHCC含有大量惡性腫瘤細胞或異型性細胞，惡性腫瘤細胞核質(zhì)比大，細胞間隙小，細胞致密，而HPD為正常肝組織成分及結(jié)構(gòu)；加之，低能量下所對應的CT值更能反映物質(zhì)的組織特性[13]。因此，在低能量時SHCC的CT值更高于HPD。綜上，根據(jù)平掃能譜曲線的差異可以簡便、直觀、有效地鑒別在常規(guī)CT平掃及動態(tài)增強難以鑒別的不典型SHCC與HPD，而且，避免造影增強的負擔和對比劑過敏風險。

本研究也存在一定的局限性：病例數(shù)相對較少；部分病例無病理學證實，僅通過隨訪及臨床綜合診斷；未嚴格考慮背景肝臟的基礎(chǔ)病變（肝硬化結(jié)節(jié)、脂肪肝等）的影響。

綜上所述，單源雙能CT平掃能譜曲線為常規(guī)CT難以區(qū)分的不典型SHCC與HPD的鑒別提供了一種安全、簡便易行且更加直觀的全新手段，值得臨床推廣應用及進一步研究。

[1]呂培杰.CT能譜成像在小肝癌檢測中的應用價值[J].放射學實踐，2011，26（3）：321-324.

[2]裴貽剛，胡道予.肝臟一過性灌注異常的MSCT表現(xiàn)及其原因探討[J].放射學實踐，2010，25（7）：776-779.

[3]鞠燁，劉愛連，汪禾青，等.能譜曲線鑒別診斷良惡性漿膜腔積液[J].中國醫(yī)學影像技術(shù)，2012，28（12）：2239-2242.

[4]楊璐，王守安，朱慶強，等.CT能譜成像鑒別肝臟微小轉(zhuǎn)移瘤與小囊腫[J].中國醫(yī)學影像技術(shù)，2013，29（1）：92-96.

[5]楊傳紅，于德新，王琳琳，等.CT能譜成像在肝細胞癌與肝轉(zhuǎn)移瘤鑒別中的價值[J].醫(yī)學影像學雜志，2014，24（11）：1931-1935.

[6]Zhang D,Li X,Liu B.Objective characterization of GE discovery CT750 HD scanner:Gemstone spectral imaging mode[J].Med Phys,2011,38(3):1178-1188.

[7]劉愛連，沈云.能譜CT臨床應用圖譜[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2012：22-23.

[8]Karcaaltlncaba M,Aktaq A.Dual-energy CT revisited with multidetector CT:Review of principles and clinical applications[J].Diagn Interv Radiol,2011,17(3):181-194.

[9]JAhn JH.Nontumorous arterioportal shunts in the liver:CT and MRI findings considering mechanisms and fate[J].Eur Radiol,2010,20(2):385-394.

[10]常燕翔，張雯，顏志平，等.肝臟灌注異常的CT表現(xiàn)及意義[J].中國CT和MRI雜志，2015，13（12）：62-64.

[11]Megibow AJ,Chandarana H,Hindman NM,et al.Increasing the Precision of CT measurements with dual-energy scanning[J].Radiology,2014,272(3):618-621.

[12]Agrawal M,Pinho D,Kulkarni N,et al.Oncologic Applications of Dual-Energy CT in the Abdomen[J].Radiographics,2014,34(3):589-612.

[13]李明英.CT能譜成像對肺內(nèi)良惡性腫塊診斷的初步研究[D].濟南：山東大學，2013：16-17.

Value of spectrum curve from single-source dual-energy noncontrast CT imaging for identifying atypical small hepatocellular carcinnoma from hepatic perfusion disorders

XU Ming-zhe,LIU Ai-lian,SUN Mei-yu,LIU Yi-jun,LI Ye
(Department of Radiology,First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning 116011,China)

Objective:To assess the spectral curve from noncontrast CT imaging in differentiating atypical small hepatocellular carcinnoma(SHCC)from hepatic perfusion disorders(HPD)with single-source dual-energy CT.M ethods:Thirty-two histopathologically or clinically proven SHCC and HPD patients,who underwent spectral CT enhancement scanning using spectrum imaging modality(GSI)were retrospectively enrolled with 35 lesions,including 16 SHCC and 19 HPD.The atypical SHCCs were hyperattenuating in arterial phase and nearly isodense in portal venous and equilibrium phases.On polychromatic images(QC images),CT value(CT(QC)value)of SHCC,HPD and appropriate background were measured in noncontrast and arterial phase,and then on monochromatic(40 keV and 140 keV)images,thus the slope of the energy spectrum was calculated.The data from two observers were analyzed with intra-class correlation coefficients(ICC）to assess inter-observer agreement.The differences of CT(QC)value and spectral curve slope between SHCC and liver background,HPD and appropriate background were compared by paired t-test.The differences of CT(QC)value and spectral curve slope between SHCC and HPD on noncontrast and arterial phase images were compared by independent t-test.Results:The inter-observer agreements were good(ICC＞0.75).In arterial phase,there were no differences of CT(QC)value or spectral curve slope between SHCC and HPD.On unenhanced imaging,there were no differences of CT(QC)value between SHCC and background,HPD and background,or SHCC and HPD.However,there were significant differences of spectral curve slope between SHCC and background,SHCC and HPD((0.19±0.12)vs(0.00±0.12),(0.19±0.12)vs(0.04±0.17),P＜0.05).There was no difference of spectral curve slope between HPD and background.Conclusion:The single-source dual-energy CT noncontrast imaging provides a new convenient,safe and reliable method on the basis of spectral curve features to identify atypical SHCC and HPD which were difficult to differentiate on three phase enhanced imaging by conventional CT.

Liver neoplasms;Tomography,spiral computed

R735.7；R814.42

A

1008－1062（2017）01－0044－05

2016-05-03

徐明哲（1992-），女，河南平頂山人，在讀碩士研究生。E-mail：dyxumingzhe@163.com

劉愛連，大連醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院放射科，116011。E-mail：cjr.liuailian@vip.163.com