能譜CT在乳腺癌診斷中的初步應(yīng)用

陳俐君 魏清順 成滿平 楊菊紅 楊曉萍

能譜CT在乳腺癌診斷中的初步應(yīng)用

陳俐君 魏清順 成滿平 楊菊紅 楊曉萍

目的探討能譜CT在乳腺癌評估中的應(yīng)用價(jià)值，為臨床提供影像學(xué)輔助信息。資料與方法回顧性分析2016年5月-2017年2月蘭州總醫(yī)院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)并行術(shù)前能譜CT雙期增強(qiáng)掃描的乳腺癌患者12例，其中6例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。以對側(cè)正常腺體為對照，測量雙期乳腺癌病灶及對側(cè)正常腺體40～140keV下的平均CT值、能譜曲線斜率、碘(水)濃度及相對碘濃度。繪制原發(fā)灶及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖。以12例胸部常規(guī)CT雙期增強(qiáng)掃描的女性患者為對照進(jìn)行輻射劑量對比評估，評估參數(shù)包括CT容積劑量指數(shù)、劑量長度乘積、有效輻射劑量。結(jié)果乳腺癌動、靜脈期的各項(xiàng)能譜參數(shù)均明顯高于正常腺體，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。能譜CT胸部雙期增強(qiáng)掃描的平均有效輻射劑量明顯低于常規(guī)CT，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。6例伴淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的乳腺癌，原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖均表現(xiàn)為在靜脈期一致性較高。結(jié)論乳腺癌能譜參數(shù)的特征性表現(xiàn)有利于病變的進(jìn)一步診斷。原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)在能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖等方面的一致性有助于淋巴結(jié)的定性診斷。能譜CT胸部雙期增強(qiáng)掃描具有較低的輻射劑量，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CT因輻射劑量問題在乳腺病變定性診斷方面的應(yīng)用局限。因此，能譜CT在診斷乳腺癌方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

乳腺腫瘤；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；輻射劑量

傳統(tǒng)CT因輻射劑量高、軟組織分辨率低等問題在乳腺病變定性診斷方面應(yīng)用受限，從而影響其成為乳腺病變的常規(guī)檢查方法。寶石能譜CT作為一項(xiàng)新型的CT掃描技術(shù)，可通過單能量圖像、能譜曲線、碘定量等多參數(shù)分析，對病變進(jìn)行定性、定量等綜合診斷及評估，大大提高了診斷的準(zhǔn)確性[1]。國內(nèi)有關(guān)于能譜CT在乳腺方面的應(yīng)用鮮有報(bào)道。本研究通過分析乳腺癌及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜特征，旨在探索能譜CT成像在乳腺癌評價(jià)方面的應(yīng)用價(jià)值，為臨床提供更多影像學(xué)輔助信息及解決問題的思路。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇2016年5月-2017年2月蘭州總醫(yī)院經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的乳腺癌患者12例，均為女性，年齡39～69歲，平均(50.08±9.04)歲；浸潤性導(dǎo)管癌10例，浸潤性小葉癌1例，浸潤性乳頭狀癌1例。所有患者均行術(shù)前能譜CT雙期增強(qiáng)掃描并簽署知情同意書，術(shù)前未行任何放化療等治療。病灶位于左側(cè)乳腺7例，右側(cè)乳腺5例，均為單一病灶，且病變對側(cè)乳腺均無異常。6例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，1例累及胸肌間淋巴結(jié)，5例累及同側(cè)腋窩淋巴結(jié)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery 750HD寶石能譜CT。掃描范圍自胸廓入口至肋弓下緣2cm，水平定位線位于腋中線，采用能譜CT掃描模式行胸部雙期增強(qiáng)掃描。掃描參數(shù)為管電壓80kVp與140kVp瞬時(shí)切換，切換時(shí)間0.5ms，管電流275mA，螺旋掃描速度0.6s/周，螺距因子1.375∶1。雙期動態(tài)增強(qiáng)采用雙筒高壓注射器(德國拜耳)經(jīng)肘靜脈注射非離子型碘對比劑(威視派克，320mgI/ml，GE公司)，劑量1ml/kg，注射速度3ml/s，注射對比劑后30s、70s行動、靜脈期掃描。

1.3 圖像分析 由2位從事乳腺病變影像診斷的副主任醫(yī)師負(fù)責(zé)感興趣區(qū)(ROI)的選取，并采用雙盲法進(jìn)行能譜分析。在ADW 4.6后處理工作站進(jìn)行數(shù)據(jù)測量與分析。在動、靜脈期能譜CT圖像上，于乳腺癌病灶強(qiáng)化均一的實(shí)性層面、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)徑線最大截面及其上下層面分別選取ROI。動、靜脈期ROI選取盡可能在斷層掃描的同一層面、同一部位及相同面積測量，選取時(shí)避開壞死區(qū)、血管及脂肪。同時(shí)于對側(cè)正常腺體分布致密區(qū)選取ROI作為對照。測量乳腺癌病灶及對側(cè)正常腺體動、靜脈期40～140keV下的平均CT值、能譜曲線斜率、碘(水)濃度，計(jì)算相對碘濃度[相對碘濃度=ROI內(nèi)碘(水)濃度/同層面主動脈內(nèi)碘(水)濃度]，繪制乳腺癌原發(fā)病灶與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖。記錄能譜CT及常規(guī)CT胸部雙期增強(qiáng)掃描的輻射劑量參數(shù)，包括CT容積劑量指數(shù)(CT dose index volume，CTDIvol)、劑量長度乘積(dose-length product，DLP)、有效輻射劑量(effective dose，ED)，并根據(jù)公式(1)計(jì)算ED。

其中k為胸部輻射因子，k值取0.014。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件，計(jì)量資料以±s表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較乳腺癌與正常腺體能譜參數(shù)及能譜CT與常規(guī)CT的ED，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 乳腺癌的能譜特征 通過比較乳腺癌與正常腺體能譜參數(shù)發(fā)現(xiàn)，乳腺癌與正常腺體動、靜脈期40～140keV水平下的CT值、碘(水)濃度及相對碘濃度相比差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；乳腺癌不同單能量下的平均CT值、碘(水)濃度及相對碘濃度均顯著高于正常腺體，且靜脈期相差更加明顯。通過分析乳腺癌與正常腺體動、靜脈期的能譜曲線發(fā)現(xiàn)，兩者斜率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1、2。

2.2 乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜特征分析 6例伴有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中，動、靜脈期轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)及原發(fā)灶的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖顯示動脈期兩者能譜曲線斜率有差異并部分交叉，散點(diǎn)圖及直方圖分布部分重疊；靜脈期轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖與原發(fā)病灶幾乎完全重合。見圖1。

2.3 能譜CT與常規(guī)CT的ED比較 對比能譜CT及常規(guī)CT胸部雙期增強(qiáng)掃描的ED發(fā)現(xiàn)，能譜CT掃描的平均ED為3.79mSv，常規(guī)CT的平均ED為6.52mSv，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。

3 討論

3.1 能譜CT在乳腺癌病灶評估中的應(yīng)用 能譜CT可獲得不同的單能量圖像，避免傳統(tǒng)CT混合能量產(chǎn)生的容積效應(yīng)及硬化偽影，從而獲得更加準(zhǔn)確的CT值，更可靠地反映組織間的差異，有利于乳腺癌病灶的顯示并提高病灶檢出率[2-3]。

本研究對比乳腺癌及正常腺體能譜曲線發(fā)現(xiàn)，動、靜脈期乳腺癌在40～140keV單能量下的CT值均顯著高于正常腺體，以靜脈期為著。乳腺癌的能譜曲線表現(xiàn)為速降型，正常腺體能譜曲線為平緩型；尤其在低能量(40～70keV)水平下，兩者斜率差異較大，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；但在高能量水平下，兩者曲線均走行較為平坦，與王銳等[4]的研究結(jié)果一致；而何川東等[5]研究發(fā)現(xiàn)，浸潤性導(dǎo)管癌病灶的能譜曲線呈緩慢下降型，正常腺體曲線為弓背向上型，這可能與測量時(shí)正常腺體內(nèi)存在少量脂肪有關(guān)，其原因主要為乳腺癌病灶較正常腺體血供豐富，增強(qiáng)后尤其是靜脈期病灶較正常腺體明顯強(qiáng)化，且腫瘤細(xì)胞分布致密，使病灶較正常腺體衰減更加明顯。同時(shí)由于低能量X線亦被物質(zhì)所吸收，穿透組織時(shí)衰減顯著，故在40～70keV曲線表現(xiàn)更為陡直，而在高能量水平走行較為平緩。

傳統(tǒng)CT增強(qiáng)掃描后的混合能量圖像與能譜CT的碘基圖相比，前者顯示腫瘤組織與周圍正常組織界限不清，而碘圖能夠清晰顯示腫瘤的浸潤范圍及其與周圍血管的關(guān)系[6]。由于乳腺癌病變血供豐富，增強(qiáng)掃描后病灶內(nèi)碘濃度較高，因此可以在碘圖中清晰顯示病灶的形態(tài)及范圍。通過碘基圖測定病灶或組織內(nèi)的碘濃度可以反映病灶的血供特點(diǎn)及強(qiáng)化方式。本研究通過對比乳腺癌與對側(cè)正常腺體發(fā)現(xiàn)，乳腺癌病灶動、靜脈期的平均碘(水)濃度及相對碘濃度均明顯高于正常腺體，兩者差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，且靜脈期更高。

表1 動、靜脈期乳腺癌與正常腺體不同單能量下CT值比較(x±s，HU)

表2 動、靜脈期乳腺癌與正常腺體碘(水)濃度及曲線斜率比較(±s)

表2 動、靜脈期乳腺癌與正常腺體碘(水)濃度及曲線斜率比較(±s)

注：與乳腺癌比較，*P＜0.05

項(xiàng)目 動脈期 靜脈期碘(水)濃度(mg/cc)乳腺癌 8.79±1.20 14.28±2.37正常腺體 1.56±0.20* 2.02±0.30*相對碘濃度乳腺癌 0.090±0.010 0.400±0.050正常腺體 0.020±0.002* 0.060±0.004*曲線斜率乳腺癌 1.87±0.25 2.89±0.41正常腺體 0.51±0.05* 0.50±0.03*

3.2 能譜CT在乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)評估中的應(yīng)用乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是評估患者預(yù)后及術(shù)前分期的重要依據(jù)。傳統(tǒng)CT以淋巴結(jié)橫徑＞1cm為標(biāo)準(zhǔn)診斷淋巴結(jié)腫大或轉(zhuǎn)移；但有研究表明，乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與其大小無明顯相關(guān)性[7]。因此，應(yīng)用傳統(tǒng)CT診斷乳腺癌淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移存在一定的誤差。能譜CT可獲得特征性的能譜曲線、直方圖及散點(diǎn)圖。腫瘤組織來源不同，其能譜曲線、散點(diǎn)圖及直方圖的表現(xiàn)不同。綜合分析不同腫瘤的能譜特征有利于腫瘤進(jìn)一步定位、定性診斷及臨床分期[8]。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與淋巴結(jié)反應(yīng)性增生不同，其正常結(jié)構(gòu)被腫瘤組織所替代而表現(xiàn)為與原發(fā)腫瘤相似的細(xì)微結(jié)構(gòu)及生物學(xué)行為。因此，通過綜合分析淋巴結(jié)與原發(fā)灶的能譜曲線形態(tài)、散點(diǎn)圖及直方圖分布模式，能夠鑒別腫大淋巴結(jié)的良、惡性及來源，實(shí)現(xiàn)其定性診斷[9-11]。本研究發(fā)現(xiàn)，乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜曲線形態(tài)、直方圖及散點(diǎn)圖分布與原發(fā)灶相比在動脈期并非完全重合，但在靜脈期兩者分布基本一致，提示在靜脈期診斷乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)可能更為準(zhǔn)確。然而，本研究僅對6例轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的能譜特征進(jìn)行了分析，尚未進(jìn)行非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)能譜特征的對比分析，因此關(guān)于能譜CT診斷淋巴結(jié)性質(zhì)方面的綜合應(yīng)用價(jià)值還需進(jìn)一步研究證實(shí)。

圖1 女，45歲，左側(cè)乳腺浸潤性導(dǎo)管癌。動脈期乳腺癌原發(fā)灶(A)及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)(B)的能譜曲線(C)、直方圖(D)及散點(diǎn)圖(E)顯示未完全重合；靜脈期乳腺癌原發(fā)灶(F)及轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)(G)的能譜曲線(H)、直方圖(I)及散點(diǎn)圖(J)顯示完全重合

3.3 能譜CT輻射劑量評估 通過對比能譜CT與傳統(tǒng)CT掃描模式在胸部雙期增強(qiáng)掃描中的平均輻射劑量發(fā)現(xiàn)，能譜CT較傳統(tǒng)CT掃描的輻射劑量更低，這主要與其采用高低能量瞬間切換的掃描模式及自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)的應(yīng)用有關(guān)，從而使得能譜CT在降低輻射劑量的同時(shí)不損失圖像質(zhì)量，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)CT因輻射劑量問題在乳腺方面的應(yīng)用局限，對于射線敏感器官乳腺而言具有一定的優(yōu)勢。

總之，能譜CT單能量成像、能譜曲線、物質(zhì)分離等技術(shù)的綜合應(yīng)用以及低輻射劑量的優(yōu)勢在乳腺癌及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移評估方面具有一定的應(yīng)用價(jià)值，能夠?yàn)槿橄侔┑脑\斷及治療提供更多有價(jià)值的影像學(xué)信息。但由于能譜CT在診斷乳腺病變方面的應(yīng)用研究較少，本研究僅初步探討了能譜CT在乳腺癌診斷及評估方面的應(yīng)用價(jià)值，故今后還需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，完善能譜CT在乳腺病變診斷及鑒別診斷、預(yù)后評估等方面的綜合應(yīng)用。

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Preliminary Application of Spectral CT in the Diagnosis of Breast Cancer

CHEN Lijun
WEI Qingshun
CHENG Manping
YANG Juhong
YANG Xiaoping

PurposeTo explore the preliminary application of spectral CT in the diagnosis of breast cancer,in order to provide more imaging supplemental information for clinical studies.Materials and MethodsTwelve patients with pathologically confirmed breast cancer underwent preoperative spectral CT dual-phase contrastenhanced scans in General Hospital of Lanzhou from May 2016 to February 2017 were retrospectively analyzed,including 6 patients with lymph node metastasis.With contralateral normal breast as the control group,the CT values at 40-140keV,spectral curve slopes,iodine contents and relative iodine contents of breast cancer were measured in dual phase.The spectral curve,histogram,scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes were drawn.In order to compare the radiation doses,12 female patients undergoing dual-phase contrast-enhanced scans with traditional CT were included randomly as the control group,and the radiation dose evaluation parameters included volume CT dose index,dose-length product,effective dose.ResultsAll the spectral parameters of breast cancer in arterial phase and venous phase were higher than those of normal breast,and the differences were statistically signi fi cant (P＜0.05).The average effective dose of spectral CT dual-phase contrastenhanced scans was lower than that of regular CT,and the difference was statistically signi fi cant (P＜0.05).For the 6 patients with lymph node metastasis,the spectral curve,histogram and scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes were in higher consistency in venous phase.ConclusionThe special spectral parameters of breast cancer contribute to the further diagnosis of lesions.The consistence of spectral curve,histogram and scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes is helpful for the identi fi cation of lymph nodes.Spectral CT breast dual-phase contrastenhanced scans use lower radiation dose,which makes up for the deficiency of traditional CT in the qualitative diagnosis of breast diseases due to higher radiation dose.Therefore,spectral CT is of certain clinical application value in the diagnosis of breast cancer.

Breast neoplasms; Tomography,X-ray computed; Radiation dosage

蘭州總醫(yī)院影像診斷科 甘肅蘭州730050

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.11.007

楊曉萍

Department of Radiology,General Hospital of Lanzhou Command PLA,Lanzhou 730050,China

Address Correspondence to:YANG Xiaoping E-mail:lwyxp_zxl@sohu.com

甘肅省自然科學(xué)基金(1606RJZA160)

R445.3；R737.9

2017-06-28

2017-07-26

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2017年 第25卷 第11期：825-828

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (11):825-828

(本文編輯 聞 浩)