能譜CT鑒別良惡性胸腔積液的研究進(jìn)展

1.廣東醫(yī)科大學(xué)研究生院(廣東 湛江 524023)

2.廣東省惠州市第三人民醫(yī)院 放射科 (廣東 惠州 516002)

卜秋進(jìn)1 崔 冰2

1 能譜CT的成像原理

能譜CT是通過(guò)計(jì)算物體對(duì)X線的衰減來(lái)成像的，其成像的基礎(chǔ)是組織的特異性與能量水平的差異性[1]。而X線的衰減是隨著其本身的能量水平的不同而不同。因此，每一種物質(zhì)都有其特定的X線衰減吸收曲線，這即是能譜成像的基本原理[2]。

能譜CT使用的是寶石分子結(jié)構(gòu)材料的探測(cè)器，寶石具有優(yōu)越的穩(wěn)定性而且其對(duì)X線的初始響應(yīng)速度非?？?，是常規(guī)探測(cè)器的100倍,同時(shí)余暉效應(yīng)比一般材料的探測(cè)器快4倍，從而能夠保證在兩次高速掃描得到的數(shù)據(jù)之間有充足的時(shí)間分辨力而沒(méi)有受到干擾[3]。寶石能譜CT的瞬時(shí)變能高壓發(fā)生器能夠進(jìn)行瞬時(shí)(＜0.5MS時(shí)間能量分辨率)實(shí)現(xiàn)高低雙能(80KVP和140KVP)切換[4]，所得的大數(shù)據(jù)可以重建出自40～140KV的101個(gè)單能量圖像，從而實(shí)現(xiàn)了CT從“平均CT值”進(jìn)入了“絕對(duì)CT值”[5]。同時(shí)能譜CT采用自適應(yīng)迭代重建技術(shù)(ASIR)，不僅可以得到高清的圖像，而且還是低劑量成像[6-7]。利用寶石能譜CT的后處理工作站及GSI瀏覽器的多種能譜分析工具，可以得到多參數(shù)成像[4]，主要包括物質(zhì)的能譜曲線、單能量圖像、物質(zhì)分離與定量以及有效原子序數(shù)[8]等多項(xiàng)參數(shù)。而其中能譜曲線以及單能量圖像對(duì)良惡性胸腔積液的鑒別有意義。

2 胸腔積液

胸腔積液作為臨床疾病中常見的并發(fā)癥，其病因比較繁多復(fù)雜，依據(jù)胸腔積液的性質(zhì)可將其分為漏出液和滲出液[9]。漏出液的病因比較容易診斷，而滲出液的病因則比較復(fù)雜，多為炎癥性或惡性胸腔積液，其中最常見的是結(jié)核性胸腔積液，其次是癌性胸腔積液[10]。我國(guó)4個(gè)較大的胸腔積液樣本的綜合分析結(jié)果顯示結(jié)核性胸腔積液約占46.7%，惡性胸腔積液約占28.2%[11]。兩種胸腔積液的主要成分不同，結(jié)核性胸腔積液中乳酸脫氫酶(LDH)、腺苷脫氨酶(ADA)、蛋白(TP)含量都明顯高于癌性胸腔積液，而惡性胸腔積液的葡萄糖(GLU)、癌胚抗原(CEA)比結(jié)核性胸腔積液高[11]。目前在臨床診斷上鑒別良惡性胸腔積液的主要方法是通過(guò)積液的實(shí)驗(yàn)室檢查以及臨床癥狀表現(xiàn)，但這些途徑特異性不高，胸膜活檢及結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)不僅耗時(shí)、而且陽(yáng)性率不高，況且這些操作具有一定的創(chuàng)傷性，常規(guī)的影像學(xué)檢查主要是發(fā)現(xiàn)胸腔積液以及評(píng)估積液的量，而對(duì)胸腔積液的定性診斷有很多局限性，僅能根據(jù)肺部、縱膈、胸膜及其他主要臟器的病變間接評(píng)估胸腔積液的性質(zhì)[10]。

3 能譜CT在良惡性胸腔積液鑒別診斷中的應(yīng)用

3.1 能譜曲線與胸腔積液通過(guò)能譜成像能夠顯示不同化學(xué)成分構(gòu)成的組織結(jié)構(gòu)隨著X線能量水平的變化而變化的曲線(能譜曲線)[2]，即是物質(zhì)在不同X線能量下的衰減曲線[12]，主要反映了所選取的感興趣區(qū)隨著X線能量的變化其CT值的變化規(guī)律[4]，可用于化學(xué)成分的分析。由于不同的物質(zhì)其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)不同，每一種物質(zhì)都有其相對(duì)應(yīng)的能譜曲線，因此能譜曲線能夠用于鑒別兩種不同化學(xué)構(gòu)成的物質(zhì)，而對(duì)于能譜曲線差異的分析主要是通過(guò)曲線的形態(tài)和斜率[13-17]的表現(xiàn)。因?yàn)榱紣盒孕厍环e液主要成分不同，從能譜曲線上可以直觀了解兩種積液的衰減特性，因此通過(guò)能譜曲線的斜率與形態(tài)對(duì)良惡性胸腔積液進(jìn)行鑒別診斷。

3.2 單能量圖像與胸腔積液?jiǎn)文芰繄D像是指X線在特定的能量水平穿透物質(zhì)后得到的衰減圖像，而對(duì)于相同能量水平的單能量圖像，物質(zhì)的密度決定其衰減系數(shù)，這樣才能確保同源性物質(zhì)衰減系數(shù)的恒定[18]。通過(guò)能譜CT成像，可以得到系列連續(xù)能量(40～140KEV)的單能量圖像，單能量圖像因能量水平不同而具有不同的特征，低能量圖像中組織對(duì)比度增強(qiáng)但噪聲較高、高能量圖像硬化偽影減少但組織對(duì)比度減弱[19]。因此可以通過(guò)調(diào)整KEV選擇合適的單能量圖像從而更好地分析病變[4]。因?yàn)榱紣盒孕厍环e液主要成分的差異，有研究[20]認(rèn)為在55～140KEV的能量水平下的兩組積液的CT值差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明兩組液體在上述的能量水平下能夠較好地顯示出良惡性胸腔積液之間的密度不同。

能譜CT多參數(shù)的實(shí)現(xiàn)，可以同時(shí)獲得能譜曲線、單能量圖像、物質(zhì)分離與定量以及有效原子序數(shù)等參數(shù)，具有強(qiáng)大的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，而其中能譜曲線與單能量圖像可以為良惡性胸腔積液的鑒別診斷提供更多的有效信息。良惡性胸腔積液主要成分不同，能譜曲線的斜率及其形態(tài)可以反映物質(zhì)的同源性及差異性，每種物質(zhì)都有其對(duì)應(yīng)的能譜曲線，因此良惡性胸腔積液的能譜曲線表現(xiàn)亦不相同。單能量圖像隨著能量水平的不同而有不同的特征，亦能反映不同成分的胸腔積液在不同的的單能量下CT值的差異。以上為臨床鑒別良惡性胸腔積液的性質(zhì)提供了一種更加直觀、安全的方法，能夠在短時(shí)間內(nèi)更加有效快速地判斷胸腔積液的性質(zhì)，為臨床早期治療提供更多的參考建議。因此能譜CT為良惡性胸腔積液的鑒別診斷帶來(lái)更好的應(yīng)用前景。

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