雙源CT雙能量技術(shù)在孤立性肺結(jié)節(jié)患者胸腔鏡術(shù)前診治中的應(yīng)用

東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院秦淮醫(yī)療區(qū)醫(yī)學(xué)影像中心 (江蘇 南京 210002)

張 艷

孤立性肺結(jié)節(jié)是胸部影像學(xué)檢查中常見的一種征象，可為良性或惡性[1]，對(duì)于惡性孤立性肺結(jié)節(jié)應(yīng)盡早行胸腔鏡手術(shù)進(jìn)行切除，以防延誤治療時(shí)機(jī)，而對(duì)于良性結(jié)節(jié)，則應(yīng)盡量避免不必要的手術(shù)，因此術(shù)前明確孤立性肺結(jié)節(jié)性質(zhì)對(duì)于患者來說具有重要意義[2]。CT檢查是診斷和鑒別診斷孤立性肺結(jié)節(jié)最實(shí)用的無創(chuàng)檢查方法之一，但常規(guī)CT增強(qiáng)掃描輻射劑量較大，近年來隨著CT以及后處理軟件的不斷發(fā)展，雙源CT雙能量技術(shù)作為一種新的功能成像技術(shù)，具有掃描速度快，時(shí)間和空間分辨率高的特點(diǎn)，可通過獨(dú)特算法反映病變內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)情況，從而有助于孤立性肺結(jié)節(jié)的良惡性鑒別[3]。本研究通過研究分析40例孤立性肺結(jié)節(jié)患者雙源CT雙能量掃描影像特征，旨在探討雙源CT雙能量技術(shù)在孤立性肺結(jié)節(jié)患者胸腔鏡術(shù)前診治中的應(yīng)用價(jià)值，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取本院2017年3月至2018年2月收治的孤立性肺結(jié)節(jié)患者40例，其中男性33例，女性7例；年齡32-82歲，平均(59.80±7.85)歲；經(jīng)病理診斷或介入手術(shù)經(jīng)皮肺穿刺活檢組織、細(xì)胞學(xué)證明40例孤立性肺結(jié)節(jié)包括惡性29例(其中鱗癌9例，腺癌15例，小細(xì)胞癌2例，類癌1例，轉(zhuǎn)移瘤2例)，良性11例(其中結(jié)核球4例，血管瘤1例，肺囊腫1例，炎性結(jié)節(jié)5例)。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn) (1)經(jīng)常規(guī)X胸片或CT掃描發(fā)現(xiàn)孤立性肺結(jié)節(jié)；(2)患者進(jìn)行手術(shù)切除病理檢查或CT定位穿刺活檢前未進(jìn)行過放療或化療等相關(guān)治療；(3)雙源CT雙能量掃描與病理和或穿刺時(shí)間間隔不超過2周；(4)影像學(xué)檢查圖像質(zhì)量佳；(5)臨床資料完整。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn) (1)合并嚴(yán)重心、肝、腎功能障礙；(2)不能配合CT掃描，對(duì)碘對(duì)比劑過敏；(3)掃描圖像中存在明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，影響診斷結(jié)果的判斷；(4)臨床資料不全。

1.4 檢查方法 采用第二代雙源CT(Siemens Somatom Definition Flash)掃描儀進(jìn)行雙能量掃描，具體參數(shù)設(shè)置如下管電壓80/140kV，參考管電流為179/76mAs，螺距1.2，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.28s，準(zhǔn)直器為64×0.6mm。通過Caredose 4D技術(shù)智能調(diào)整電流?；颊呷⊙雠P位，雙臂向上舉，掃描方向?yàn)閺幕颊哝i骨上窩到膈肌水平的頭足方向。采用Ulrich高壓注射器，團(tuán)注30mL碘克沙醇(320mgI/mL)，流率為4mL/s，注射完畢采用等量的生理鹽水沖洗干凈以減少上腔靜脈內(nèi)對(duì)比劑殘留。通過對(duì)比劑跟蹤技術(shù)，將監(jiān)測(cè)區(qū)設(shè)置在上腔靜脈，患者深吸氣屏氣后進(jìn)行掃描，閾值為70HU，延遲時(shí)間為3s。

1.5 圖像處理方法 所有圖像均由2名具有中級(jí)職稱以上的影像科醫(yī)生根據(jù)單盲法處理，將掃描結(jié)果傳入西門子Syngo 2012A MultiModality Workplace工作站將靜脈期雙能量Sn40kV和140kV圖像數(shù)據(jù)調(diào)入Dual-Energy軟件中，通過Liver VNC程序處理得到虛擬平掃(VNC)以及碘分布圖，在病灶中心層面放置面積為0.4-1.5cm2的圓形感興趣區(qū)(ROI)，盡量避開肉眼可見的血管、壞死囊變區(qū)以及鈣化灶，而選擇實(shí)性軟組織區(qū)域，自動(dòng)顯示病變平均CT值與標(biāo)準(zhǔn)差，并保存虛擬平掃序列。將經(jīng)Mononergetic程序處理的單能量圖像，以同層同面積ROI生成CT值能量衰減曲線圖，記錄各能量水平CT值，生成能量衰減曲線。將平掃圖像、靜脈期圖像以及虛擬平掃圖像導(dǎo)入Viewer界面，選擇基本相同層面連動(dòng)，測(cè)定肺結(jié)節(jié)CT值和噪聲值，ROI面積同樣為0.4-1.5cm2，于常規(guī)平掃上確定ROI，軟件自動(dòng)于虛擬平掃圖和混合能量圖上圈出同樣大小和位置的ROI，顯示病灶CT值和SD值，得出增強(qiáng)強(qiáng)化值，分別測(cè)量常規(guī)平掃以及虛擬平掃中結(jié)節(jié)直徑。

1.6 觀察指標(biāo)

1.6.1 抗干擾能力：通過比較圖像噪聲和信噪比，評(píng)估雙源CT掃描抗干擾能力。

1.6.2 診斷準(zhǔn)確性評(píng)估：對(duì)比常規(guī)CT掃描與雙能量CT掃描診斷結(jié)節(jié)大小的差異，與穿刺或手術(shù)病理結(jié)果金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，判定常規(guī)CT掃描與雙能量CT掃描良惡性結(jié)節(jié)診斷效能。

1.6.3 碘基值比率量化分析：選取病灶同一層面主動(dòng)脈的碘基值為參考，計(jì)算碘基值比率(病灶碘基值與主動(dòng)脈碘基值比值)反映患者病灶碘分布情況，對(duì)碘基值比率進(jìn)行分析。

1.6.4 能量衰減曲線量化分析：按照能量衰減曲線斜率公式k=y/x，其中y為單能量80kV與140kv對(duì)應(yīng)的CT值差，x為固定70kv對(duì)應(yīng)的CT值，對(duì)能量衰減曲線斜率進(jìn)行對(duì)比分析。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析，計(jì)量資料采用(±s)描述，常規(guī)平掃與虛擬平掃的抗干擾能力、輻射劑量、結(jié)節(jié)直徑判斷以及良惡性結(jié)節(jié)能量衰減曲線斜率與碘比值結(jié)果比較采用t檢驗(yàn)，診斷效能比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表1 虛擬平掃圖像與常規(guī)平掃圖像CT值、圖像噪聲和信噪比比較(

表1 虛擬平掃圖像與常規(guī)平掃圖像CT值、圖像噪聲和信噪比比較(

常規(guī)平掃 5.72±1.05 3.06±1.85 9.59±3.70虛擬平掃 4.83±1.07 2.77±2.41 9.84±2.87 t 3.755 0.604 0.338 P ＜0.01 0.548 0.737images/BZ_62_886_1914_2240_1973.png

表2 不同基線增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值診斷與病理診斷結(jié)果比較

表3 不同基線增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值診斷效能比較

表4 良惡性結(jié)節(jié)能量衰減曲線斜率與碘比值結(jié)果比較(s，%)

表4 良惡性結(jié)節(jié)能量衰減曲線斜率與碘比值結(jié)果比較(s，%)

images/BZ_63_325_269_1504_328.png良性結(jié)節(jié) 0.85±0.41 0.28±0.10惡性結(jié)節(jié) 1.06±0.82 0.26±0.14 t 1.449 0.735 P 0.151 0.464

圖1 為常規(guī)CT增強(qiáng)掃描圖像，CT值為70.8HU；圖2 為碘基圖CT值為74.5HU，病灶碘含量為1.3mg/ml；圖3 為虛擬平掃CT值48.8HU，碘圖CT值較虛擬平掃CT值增加25.7HU。

2 結(jié) 果

2.1 虛擬平掃與常規(guī)平掃單次輻射劑量以及圖像噪聲和信噪比比較 虛擬平掃圖像與常規(guī)平掃圖像掃描CT值、圖像噪聲以及信噪比比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。虛擬平掃單次輻射劑量小于常規(guī)平掃，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表1。

2.2 虛擬與常規(guī)平掃圖像對(duì)結(jié)節(jié)直徑的判斷 本研究中40例患者虛擬平掃圖像結(jié)節(jié)直徑為(21.06±5.07)mm，虛擬平掃圖像直徑為(20.03±6.38)mm，兩種平掃圖像判斷結(jié)節(jié)直徑大小比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

2.3 不同基線增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值診斷與病理診斷結(jié)果比較 常規(guī)平掃為基線增強(qiáng)強(qiáng)化值診斷陽性率為55.00%，虛擬平掃為基線增強(qiáng)強(qiáng)化值診斷陽性率為57.50%，碘圖CT值診斷陽性率為65.00%，三種診斷方式診斷陽性率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表2。

2.4 不同基線增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值診斷效能比較 碘圖CT值診斷敏感度82.76%、特異度81.82%、準(zhǔn)確度82.50%、陽性預(yù)測(cè)值92.31%、陰性預(yù)測(cè)值64.29%均高于常規(guī)平掃敏感度62.07%、特異度63.64%、準(zhǔn)確度62.50%、陰性預(yù)測(cè)值81.82%、陰性預(yù)測(cè)值38.89%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)。見表3。

2.5 良惡性結(jié)節(jié)能量衰減曲線斜率與碘比值結(jié)果比較 良惡性結(jié)節(jié)碘比值比率與能量衰減曲線斜率比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。見表4。

2.6 病例分析 患者某某，男性，61歲，于2017年11月于本院門診就診，患者主訴間斷性氣短、頭暈3月，門診胸部X線片結(jié)果顯示左肺占位性病變?nèi)朐?，?jīng)常規(guī)平掃和雙能增強(qiáng)掃描診斷為左肺上葉惡性腫瘤，手術(shù)病理結(jié)果為左肺上葉腺癌。見圖1-3。

3 討 論

孤立性肺結(jié)節(jié)臨床上將其定義為肺實(shí)質(zhì)內(nèi)直徑≤30mm的圓形或類圓形，完全被肺實(shí)質(zhì)所包圍的致密影，邊界或清晰或不清晰,可有鈣化、空洞，不伴肺不張、衛(wèi)星病灶或者肺門、縱隔淋巴結(jié)腫大[5]。胸腔鏡術(shù)前明確孤立性肺結(jié)節(jié)良惡性診斷對(duì)于患者把握治療時(shí)機(jī)，同時(shí)避免不必要的手術(shù)具有重要意義，孤立性肺結(jié)節(jié)的定性診斷是胸部影像學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)[6]。

臨床上對(duì)于孤立性肺結(jié)節(jié)的診斷和評(píng)價(jià)方法主要包括胸部平片和CT片，由于CT掃描密度與時(shí)間分辨率較高，目前已成為孤立性肺結(jié)節(jié)篩查的主要手段[7]。孤立性肺結(jié)節(jié)的定性診斷往常主要依賴于高分辨CT以及動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，然而動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描增加了X線輻射劑量[8]。雙能量CT包括兩個(gè)相互垂直的管球以及探測(cè)器，可分別以不同的管電壓與管電流運(yùn)行，從而采集到患者組織器官的兩套X線衰減數(shù)據(jù)，不僅能夠得到常規(guī)CT的圖像信息，還能夠根據(jù)不同組織成分對(duì)X線光子能量的衰減情況不同，得到可以體現(xiàn)組織化學(xué)成分的組織特性圖[9]。碘具有較高的原子序數(shù)，于高低千伏時(shí)X線衰減變化更加明顯，空氣和軟組織衰減變化則較小，從而可從雙能掃描中提取到增強(qiáng)掃描中的碘對(duì)比劑信息，通過雙能軟件處理可同時(shí)得到無碘成分的虛擬平掃圖像以及僅有碘成分的碘圖，可有效避免人為因素導(dǎo)致的誤差，最大程度減少感興趣區(qū)在雙期以及多期掃描中出現(xiàn)的位置偏差造成的數(shù)據(jù)誤差[10]。為闡述雙源CT雙能量技術(shù)在孤立性肺結(jié)節(jié)患者胸腔鏡術(shù)前診治中的應(yīng)用價(jià)值，本研究對(duì)比分析雙源CT雙能量掃描與常規(guī)掃描診斷孤立性肺結(jié)節(jié)結(jié)果，并與病理診斷金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，確定兩種掃描方式診斷效能差異。

本研究通過比較圖像噪聲和信噪比，衡量雙源CT掃描抗干擾能力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)虛擬平掃與常規(guī)平掃圖像噪聲和信噪比無明顯差異，說明利用雙源CT掃描技術(shù)進(jìn)行孤立性肺結(jié)節(jié)強(qiáng)化程度的分析是具有可行性的。鄧東等[11]研究中采用第一代的雙源CT進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)，常規(guī)平掃圖像噪聲明顯低于虛擬平掃，本研究結(jié)果與其不一致，這可能是由于本研究所用二代雙源CT技術(shù)X線管輸出能量較一代得到有效提高且掃描視野擴(kuò)大，并使用能譜純化技術(shù)使圖像質(zhì)量得到有效提高，噪聲明顯降低。本研究比較患者進(jìn)行常規(guī)CT掃描與雙源CT掃描單次輻射劑量發(fā)現(xiàn)雙源CT掃描單次輻射劑量低于常規(guī)CT增強(qiáng)掃描，雙源CT采用的兩個(gè)X線管曝光，管電流設(shè)置較低，并通過Care Dose4D技術(shù)依據(jù)患者解剖結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)整管電流，從而有效降低輻射劑量。

本研究中虛擬與常規(guī)平掃圖像對(duì)結(jié)節(jié)直徑的判斷無明顯差異，陳華等[12]研究結(jié)果支持本結(jié)論，說明了雙源CT技術(shù)在診斷孤立性肺結(jié)節(jié)方面，具有較高的診斷性能。同時(shí)本研究分析雙源CT技術(shù)在判斷結(jié)節(jié)性質(zhì)方面的價(jià)值，將結(jié)節(jié)增強(qiáng)強(qiáng)化值≥20HU判定為惡性病變，結(jié)果發(fā)現(xiàn)碘圖CT值診斷敏感度、特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值均較高，而虛擬平掃為基線增強(qiáng)強(qiáng)化值診斷特異度、準(zhǔn)確度、陽性預(yù)測(cè)值、陰性預(yù)測(cè)值也高于常規(guī)平掃，本研究中碘圖CT值診斷效能略高于宋婷妮等[13]研究結(jié)果，這可能是由于本研究病例組成中良性病變中包括5例炎性結(jié)節(jié)患者，其強(qiáng)化幅度較高且碘圖CT值較大，同時(shí)本研究中惡性結(jié)節(jié)中存在2例轉(zhuǎn)移灶，其強(qiáng)化幅度降低且碘圖CT值較小，病例組成中的突出性增加了其診斷效能研究結(jié)果。綜合分析可見虛擬平掃技術(shù)所得到的碘圖在孤立性肺結(jié)節(jié)良惡性鑒別診斷中的利用價(jià)值。良惡性結(jié)節(jié)的鑒別很大程度上依賴于增強(qiáng)幅度的判斷，雙能技術(shù)可區(qū)分物質(zhì)碘的成分，得到純碘圖，清晰顯示病灶內(nèi)碘的分布情況，本研究選用病灶同一層面主動(dòng)脈碘基值作為對(duì)照，反映病灶碘分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)良惡性病變碘基值比率無明顯差異，蘇剛等[14]研究報(bào)告中認(rèn)為碘基圖像與碘含量定量分析可用于實(shí)性和囊腫腫瘤的鑒別診斷，本研究結(jié)果與其存在的差異可能是由于本研究中炎性結(jié)節(jié)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描時(shí)常常顯示出明顯強(qiáng)化特征，降低了對(duì)比度。張武等[15]研究結(jié)果中CT能譜成像可顯示不同病變以及人體組織隨X線能量水平的變化而變化的X線衰減系數(shù)，顯示病灶特征，本研究中良惡性結(jié)節(jié)能量衰減曲線斜率無明顯差異，惡性結(jié)節(jié)多為明顯下降型，少部分為平坦型；良性結(jié)節(jié)多表現(xiàn)為平坦型或下降型，個(gè)別表現(xiàn)為上升型，良惡性結(jié)節(jié)存在一定的交叉和重疊，有待收集更多的病例進(jìn)行總結(jié)。

綜上所述，雙源CT雙能量技術(shù)圖像質(zhì)量可滿足診斷要求，相對(duì)于以動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描作為基線的常規(guī)CT掃描，其診斷效能更高，且可降低患者CT檢查輻射劑量。