雙能CT碘圖腹部臨床應(yīng)用及進(jìn)展

趙常紅， 劉挨師， 郝粉娥

雙能CT主要利用同源或不同源幾乎同時發(fā)射的一組不同能級X射線對物質(zhì)照射后進(jìn)行成像。目前可同時采集高低KeV雙能數(shù)據(jù)的方法包括雙源雙能、快速kVp切換、雙層探測器雙能三種模式，前兩種為主要獲取方式。雙能CT不僅可提供組織器官常規(guī)解剖結(jié)構(gòu)信息，經(jīng)原始數(shù)據(jù)后處理，還可獲得虛擬平掃、單能譜、碘圖及線性、非線性融合圖像。碘圖通過定量碘濃度(iodine concentration，IC)，可對病變碘攝取進(jìn)行客觀準(zhǔn)確評價，在臨床應(yīng)用中具有潛在價值。本文就雙能碘圖原理、優(yōu)勢及在腹部中的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

雙能碘圖原理

二代雙能CT數(shù)據(jù)采集高低管電壓分別設(shè)置為80/100 kVp和140 kVp。能譜CT和雙源CT分別利用數(shù)據(jù)域和圖像域分離技術(shù)，將掃描時探測器所收集的不同物質(zhì)不同能級下的衰減信息進(jìn)行后處理。能譜CT在高低能圖像融合前，假設(shè)每個體素的衰減均為兩種成對基物質(zhì)，碘、水或碘、鈣衰減的加權(quán)和[1]。雙源CT在高低能圖像融合后，將組織的每一體素均分解為脂肪、軟組織及碘(骨、鈣、尿酸)三種基物質(zhì)[1]。通過基物質(zhì)分解的空間圖識別含碘像素，利用彩色編碼技術(shù)顯示圖像中碘分布，即碘圖。多項體模研究報道雙能CT碘含量測定準(zhǔn)確性較高[2-3]。

雙能CT碘圖的優(yōu)勢

1.無創(chuàng)功能性成像

CT灌注對病變血供變化的評估已被臨床認(rèn)可，但因輻射劑量高，成為限制其臨床推廣的主要因素。單期雙能CT掃描輻射劑量較CT灌注顯著降低。有學(xué)者認(rèn)為局部病灶的碘值由新生血管灌注量決定，當(dāng)對比劑濃度和注射流率一定時，IC即相當(dāng)于病灶局部的血流灌注量[4]。目前有文獻(xiàn)報道，IC與CT灌注參數(shù)間有相關(guān)性。Stiller等[5]納入24例胰腺癌患者行多期雙能灌注研究，認(rèn)為在對比劑注入后約31.7 s的胰腺實質(zhì)期圖像中，胰腺癌、正常胰腺組織IC與CT灌注值間有相關(guān)性(r值分別為0.89、0.56)，研究者認(rèn)為器官特異性、最佳時相單期雙能CT碘圖有望代替常規(guī)CT灌注。Gordic等[6]研究發(fā)現(xiàn)肝癌CT灌注參數(shù)(肝動脈灌注量)與動脈期雙能碘圖參數(shù)(IC)間高度相關(guān)(r=0.75)，研究者強調(diào)碘值受雙能CT掃描時間點的選擇影響較大。

2.圖像質(zhì)量好

圖像質(zhì)量主觀評分及醫(yī)師診斷信心高：碘圖可提高病變輪廓顯示的顯著性。文獻(xiàn)報道雙能CT后處理不同序列圖像中，碘圖病變顯著性得分及醫(yī)師診斷信心最高，認(rèn)為碘圖相當(dāng)于MRI中的擴散加權(quán)成像，可視為雙能CT圖像中的“problem-solver”序列[7]。

圖像質(zhì)量客觀評分高：一項關(guān)于40例雙能CT與38例常規(guī)增強CT胰腺癌圖像質(zhì)量的對比研究中，發(fā)現(xiàn)碘圖信噪比、對比噪聲比在所有單能量圖像及120 kVp圖像中最高，中位數(shù)分別為10.46、5.73，較120 kVp 圖像的5.82、1.93明顯升高[8]。

提高病變診斷準(zhǔn)確率，縮短醫(yī)師閱片時間：碘油化學(xué)栓塞術(shù)后患者圖像顯示，碘圖有效降低了碘油沉積造成的線束硬化偽影，明顯提高醫(yī)師的診斷準(zhǔn)確率，縮短閱片時間，較常規(guī)增強圖像，年資10年以上的不同放射科醫(yī)師閱片時間平均縮短約49 s[9]。

3.可有效降低輻射劑量

雙源雙能CT采用全自動動態(tài)實時射線劑量調(diào)控技術(shù)(CARE Dose 4D)，能譜CT采用自適應(yīng)迭代重建技術(shù)(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR)，在保證圖像質(zhì)量的前提下可有效降低患者輻射劑量。文獻(xiàn)報道腹部體模CT灌注研究輻射劑量高達(dá)20 mSv[10]，常規(guī)腹部CT增強掃描單期輻射劑量為4～5 mSv[11]，而腹部單期雙能碘圖輻射劑量為3～4 mSv[6，11]。

雙能CT碘圖在腹部病變中的臨床應(yīng)用

1.雙能碘圖在腹部腫瘤性病變中的應(yīng)用

碘圖對腹部腫瘤性病變的診斷和鑒別：碘圖因其可直觀顯示各組織器官及病變碘分布，定量病變IC，在腹部腫瘤性病變的診斷及鑒別中應(yīng)用廣泛，特別是在小的腫瘤性病變的診斷中優(yōu)勢明顯。Lv等[12]研究認(rèn)為門脈期病灶與正常肝組織碘濃度比值(lesion to normal hepatictissueratio,LNR)為1.2時，鑒別診斷小血管瘤與小肝癌合并肝硬化的敏感度、特異度分別為97%、100%，較常規(guī)增強CT分別提高約10%。門脈期LNR為1.3時，鑒別診斷小血管瘤與小肝癌未合并肝硬化的敏感度、特異度分別為93%、96%，較常規(guī)增強CT的87%、92%稍有增高。敖煒群等[13]發(fā)現(xiàn)實質(zhì)期雙能碘圖中胰腺癌強化比值較其它雙能衍生圖像都低，腫瘤與周圍胰腺實質(zhì)碘攝取對比差異最大，胰腺癌病灶顯示敏感度最高。雙能碘圖結(jié)合單能譜對2 cm以下胰島細(xì)胞瘤的診斷敏感度較常規(guī)增強CT提高約20%，診斷敏感度達(dá)95.7%[14]。在腸道腫瘤性病變的檢查中，通過測量碘圖中腸道腫瘤與糞便的CT值，可明確鑒別兩者[15]。對無法行腸道準(zhǔn)備的患者，碘圖較常規(guī)增強CT對腸道內(nèi)病變的診斷準(zhǔn)確率提升約10%，兩者對較大惡性病變的診斷準(zhǔn)確率無差異，但對小的良性病變，碘圖診斷更具優(yōu)勢[16]。

碘圖對腹部腫瘤術(shù)前分化級別的評價：腫瘤分化級別與惡性程度密切相關(guān)，對疾病轉(zhuǎn)歸及預(yù)后具有重要影響。動態(tài)增強CT通過病變不同期相的強化方式，可對腫瘤進(jìn)行初步分級評價[17]，但目前尚未見常規(guī)增強CT對腫瘤分級的定量診斷。相關(guān)學(xué)者認(rèn)為病變碘攝取量與腫瘤血管密度相關(guān)[13，18]。劉小靜等[18]發(fā)現(xiàn)靜脈期食管標(biāo)化碘濃度(normalized iodine concentration,NIC)域值為1.92時，鑒別高中分化與低分化食管癌的敏感度、特異度分別為80.5%和89.5%。NIC在高中分化與低分化胃癌間的差異同樣有統(tǒng)計學(xué)意義，低分化者較中高分化者降低[19]。但另一項納入81例結(jié)直腸癌患者的研究認(rèn)為高級別腫瘤IC較低級別高[20]。Zhao等[21]在腎透明細(xì)胞癌的研究中同樣認(rèn)為高級別腫瘤的IC高于低級別腫瘤，以病理診斷為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)皮質(zhì)期IC域值為0.710 mg/mL時，鑒別兩者的準(zhǔn)確率達(dá)97.3%。上述結(jié)論的差異，還需要更多研究進(jìn)行探討。

碘圖對腫瘤轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的評價：腫瘤是否發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，在腫瘤分期、指導(dǎo)治療及預(yù)后評價中有重要意義。目前碘圖對淋巴結(jié)的定性主要應(yīng)用于頸胸部及腹部胃腸道等部位[19，22-24]。碘圖可顯示早期常規(guī)增強CT無法顯示的淋巴結(jié)壞死區(qū)[25]。胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)NIC較非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)升高[19]。動靜脈期IC在結(jié)直腸癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與反應(yīng)增生性淋巴結(jié)的診斷中同樣具有較高效能[26]。Kato等[24]在81枚直腸癌周圍淋巴結(jié)的碘定量分析中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)IC低于非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，當(dāng)IC域值為2.1 mg/mL時，鑒別兩者的準(zhǔn)確率為87.9%，較先前文獻(xiàn)報道常規(guī)增強CT的診斷準(zhǔn)確率升高10%～30%[27-28]。碘圖對淋巴結(jié)的定性診斷，是一種全新、無創(chuàng)性的臨床評估手段，對腫瘤患者術(shù)前評估具有重要意義。

碘圖對腹部腫瘤治療療效的評價：目前，臨床上實體腫瘤治療療效的評價標(biāo)準(zhǔn)為RECIST1.1，以治療前后瘤體大小及數(shù)量的變化作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，此指標(biāo)適合以細(xì)胞毒為主的化療藥物療效評價，但對抗腫瘤血管生成靶向藥物療效的評價存在缺陷。碘圖通過計算病變碘攝取量，可從評估腫瘤細(xì)胞活性的角度對抗腫瘤藥物的療效進(jìn)行評價。Knobloch等[29]在比較常規(guī)增強CT、CT灌注、單期雙能增強早期監(jiān)測瑞格拉非尼對臨床前腫瘤模型試驗鼠的治療療效中，發(fā)現(xiàn)雙能增強、CT灌注、常規(guī)增強分別于治療后第1、1、4天出現(xiàn)IC、表面通透性、CT值的降低，但雙能增強較CT灌注輻射劑量顯著降低，較常規(guī)增強可更早發(fā)現(xiàn)腫瘤治療后反應(yīng)，同時有效避免因腫瘤治療過程中出血造成的CT值測量誤差。Altenbernd等[30]認(rèn)為較Choi標(biāo)準(zhǔn)利用CT值變化評價病變治療效果，雙能碘攝取(iodine uptake,IU)較其更能準(zhǔn)確鑒別肝癌放射栓塞治療后病變的穩(wěn)定(stable disease，SD)與進(jìn)展(progressive disease，PD)、部分緩解(partial response，PR)與SD。另有學(xué)者根據(jù)病變IU對30例肝細(xì)胞癌患者靶病灶進(jìn)行索拉非尼治療后的早期療效評價，與AALSD評價標(biāo)準(zhǔn)相比，發(fā)現(xiàn)兩者對評價PD、PR及SD病灶的差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但研究者認(rèn)為肝細(xì)胞癌IU較目前的腫瘤療效評價標(biāo)準(zhǔn)具有更及時、穩(wěn)定的評價效果，可作為最佳的早期腫瘤應(yīng)答生物學(xué)標(biāo)記[4]。

2.雙能CT碘圖在腹部囊實性病變良惡性鑒別中的價值

由于部分囊實性病變存在不典型變化，如何對其準(zhǔn)確定性一直是影像界的難題。Li等[31]認(rèn)為雙能衍生圖像可部分提高胰腺黏液性囊腺瘤與漿液性寡囊型囊腺瘤的鑒別診斷準(zhǔn)確率，當(dāng)IC域值為3.2533 mg/mL時，鑒別兩者的敏感度、特異度分別為89.47%、56.52%，但回歸及多參數(shù)分析結(jié)果顯示病變大小、位置及輪廓對兩者的鑒別診斷價值較定量信息更重要。有學(xué)者將病灶大小、部位、形態(tài)等因素排除，以0.5 mg/mL IC和20 HU CT值變化為域值，對腎臟復(fù)雜囊腫與腎臟囊性腫瘤進(jìn)行鑒別，發(fā)現(xiàn)雙源CT碘圖和增強CT對72個腎臟占位病變的診斷準(zhǔn)確率分別為97%和89%，其中10%的囊性病變強化程度小于20HU，按CT值變化視為無強化，考慮為復(fù)雜囊腫，但碘圖測量IC在0.7～0.9 mg/mL之間，后經(jīng)病理證實均為惡性[32]。另有文獻(xiàn)報道，能譜CT以1.28 mg/cc IC為域值，實質(zhì)期鑒別腎乳頭狀細(xì)胞癌與假性腎囊腫的準(zhǔn)確率為97%[33]。相關(guān)研究者認(rèn)為碘圖更有利于高密度無強化囊腫與低水平真正強化腫瘤之間的鑒別[32]。

3.雙能CT碘圖對腹部寄生蟲病活性的評價

腹部常見寄生蟲病為肝包蟲病，其中部分肝泡型包蟲病不可切除或不能完全切除，需依賴苯并咪唑類藥物長期維持治療。PET/CT被認(rèn)為是評價蟲體活性的金標(biāo)準(zhǔn)。有學(xué)者報道MRI圖像中肝包蟲微囊的有無可作為初步鑒別其活性的依據(jù)[34]。王靜等[35]在對18個肝包蟲病灶的研究中發(fā)現(xiàn)，門脈期病灶I(lǐng)C與PET/CT18F-FDG攝取間高度相關(guān)(r=0.874)，PET/CT上的“熱結(jié)節(jié)”病灶，在門脈期碘圖上同樣表現(xiàn)為連續(xù)或不連續(xù)的高色階環(huán)，研究者認(rèn)為PET/CT費用昂貴不易普及，雙能碘圖成本效益比較高，更適合肝泡性包蟲病的療效評價。

4.雙能CT碘圖在急腹癥中的臨床應(yīng)用

多數(shù)可疑急腹癥通過平掃CT可得到確診，如膽道、泌尿系陽性結(jié)石、胃腸道穿孔、肝脾破裂等。但相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)雙能CT在部分急腹癥中可早期提供平掃甚至增強CT所無法提供的信息。錢蓉等[36]認(rèn)為雙源CT 120 kV門脈期圖像+碘圖對急性胰腺炎早期壞死灶的診斷敏感度達(dá)100%，準(zhǔn)確率達(dá)94.1%。Spanier等[37]報道起病96h內(nèi)的18例急性重癥胰腺炎患者行增強CT均未發(fā)現(xiàn)早期壞死灶，但最終11例進(jìn)展為胰腺壞死。碘圖不僅可顯示灌注良好的正常胰腺實質(zhì)和無灌注的胰腺壞死灶，還可敏感顯示處于兩者之間的半暗帶[38]。另有文獻(xiàn)報道雙能CT虛擬平掃聯(lián)合碘圖血管造影對急性消化道出血的診斷準(zhǔn)確率稍高于傳統(tǒng)CT平掃+CTA，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義[39]。

5.雙能CT碘圖在腹部血管性病變中的應(yīng)用

有文獻(xiàn)報道虛擬平掃圖像結(jié)合靜脈期圖像、碘圖對腹主動脈瘤腔內(nèi)修補術(shù)后內(nèi)漏形成檢出的敏感、特異度、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值均為100%[40]。高立等[41]研究發(fā)現(xiàn)CTA所示腹主動脈病變累及腎動脈者與碘圖顯示腎臟低灌注區(qū)相吻合，在不增加患者輻射劑量的前提下，雙腎碘圖可準(zhǔn)確反映腹主動脈病變對腎實質(zhì)的累及情況。另有學(xué)者認(rèn)為動脈晚期碘圖以0.9 mg/mL IC為閾值時，鑒別肝癌門脈瘤栓與血栓的準(zhǔn)確率為97%，較傳統(tǒng)增強CT的88.2%有所提高[42]。

展望

雙能CT成像作為一種新的功能學(xué)成像技術(shù)，可對病變碘攝取量進(jìn)行準(zhǔn)確客觀評價，同時具有低輻射劑量的優(yōu)勢，隨著雙能CT的應(yīng)用與推廣，相信包括碘圖在內(nèi)的雙能技術(shù)將為臨床提供更多有價值的信息。

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