雙層探測(cè)器光譜CT鑒別診斷孤立性肺結(jié)節(jié)良惡性的價(jià)值

楊一春 陳美銀 江鋒 福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院健康管理中心 （福建 福州 350001）

內(nèi)容提要： 目的：探討雙層探測(cè)器光譜CT對(duì)孤立性肺結(jié)節(jié)（Solitary Pulmonary Nodule，SPN）良惡性的鑒別診斷價(jià)值。方法：回顧性分析2020年11月～2021年12月福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院的45例（28個(gè)惡性結(jié)節(jié)和17個(gè)良性結(jié)節(jié)）SPN患者的臨床及光譜CT資料?；颊呔M(jìn)行了動(dòng)脈期和靜脈期的胸部增強(qiáng)掃描。測(cè)量并統(tǒng)計(jì)出SPN兩期的碘密度（Iodine Concentration，IC）、有效原子序數(shù)（Z-effective，Zeff）和標(biāo)準(zhǔn)化IC（Normalized Iodine Concentrations，NIC）。用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)的光譜參數(shù)之間的差異。結(jié)果：惡性與良性SPN光譜CT參數(shù)比較，惡性SPN靜脈期CT值、IC值、Zeff值、NIC值（分別為75.70±13.53、1.96±0.66、0.39±0.05、8.33±0.38）低于良性SPN（89.78±14.98、2.42±0.68、0.43±0.04、8.64±0.46），二者之間統(tǒng)計(jì)比較有顯著差異（P＜0.05），其余參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析無(wú)顯著差異（P＞0.05）。結(jié)論：雙層探測(cè)器光譜CT能夠提供IC值、Zeff值等定量參數(shù)，對(duì)鑒別診斷良惡性SPN有重要臨床價(jià)值。

孤立性肺結(jié)節(jié)（Solitary Pulmonary Nodules，SPN）是指肺內(nèi)≤3cm的圓形或類(lèi)圓形的高密度影[1]。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，肺癌早期發(fā)現(xiàn)并且術(shù)后5年生存率達(dá)80%以上，故肺癌的“三早”（早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療）可以顯著提高本病生存率，降低病死率[2]。常規(guī)CT在評(píng)估SPN的形態(tài)和特征方面起著重要作用，然而部分良性結(jié)節(jié)與惡性結(jié)節(jié)在形態(tài)與強(qiáng)化方式上高度相似，臨床與影像對(duì)SPN的準(zhǔn)確診斷仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。因此需要一種非侵入性功能成像技術(shù)對(duì)肺結(jié)節(jié)進(jìn)行定性診斷。

雙層探測(cè)器光譜CT（Dual-Layer Spectral Detector CT，SDCT）常規(guī)掃描即可獲得空間、時(shí)間上完全匹配的常規(guī)CT圖像以及多種能譜影像，包括碘密度（Iodine Concentration，IC）圖和以及有效原子序數(shù)（Z-effective，Zeff）圖等[3]。為了通過(guò)光譜CT圖像來(lái)辨識(shí)肺結(jié)節(jié)，有些學(xué)者通過(guò)IC等參數(shù)來(lái)鑒別炎性、肉芽腫、良性結(jié)節(jié)和惡性腫瘤[4-6]。這些研究表明，光譜CT是最有潛力的成像技術(shù)之一，具有潛在的臨床應(yīng)用價(jià)值。目前，國(guó)內(nèi)鮮見(jiàn)關(guān)于SDCT在良惡性SPN鑒別診斷中的研究，本研究的目的是探討光譜CT多項(xiàng)參數(shù)如IC值、Zeff值等在良性與惡性SPN鑒別診斷中所承擔(dān)的作用。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

納入2020年11月～2021年12月在某綜合三甲醫(yī)院就診發(fā)現(xiàn)SPN而接受胸部雙期掃描的患者45例為觀察對(duì)象，包括男性28例，女性17例，年齡41～88歲，平均（55±9）歲。本次研究通過(guò)本醫(yī)院倫理委員會(huì)審批并且同意（倫理編號(hào)：SPHFJP-K2021002-02），本次研究也充分告知患者并取得患者同意且簽署知情同意書(shū)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者臨床與CT掃描資料完整；②CT圖像上SPN直徑為8～30mm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①圖像質(zhì)量不佳，存在明顯偽影；②胸部CT掃描前進(jìn)行過(guò)放化療。

1.2 方法

本次納入研究的患者均通過(guò)雙層探測(cè)器光譜CT（IQon Spectral CT，Philips Healthcare，Cleveland，OH，USA）來(lái)雙期增強(qiáng)掃描。分別于注射造影劑后30s（動(dòng)脈期）、60s（靜脈期）獲得光譜成像。經(jīng)手背靜脈以3.5mL/s的速度注射非離子造影劑碘帕醇注射液（370mg I/mL）50mL。掃描參數(shù)：管電壓：120kV；自動(dòng)電流；層間距、層厚為1mm；轉(zhuǎn)速：0.4s/r；圖像重建矩陣：512×512。

1.3 觀察指標(biāo)與判定標(biāo)準(zhǔn)

將所有數(shù)據(jù)均統(tǒng)一轉(zhuǎn)化成光譜基（Spectral Base Image，SBI）的數(shù)據(jù)，在此之后將采取Philips Intelli Space Portal V9后處理工作站來(lái)研究分析，研究將在CT動(dòng)靜脈期所發(fā)現(xiàn)的SBI數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上重新構(gòu)建出IC圖和Zeff圖。由兩位具有5年以上胸部CT工作經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)生在不了解患者信息的情況下，使用Spectral CT viewer軟件在分別在IC圖和Zeff圖上進(jìn)行ROI的勾畫(huà)。ROI的選取最大限度的避開(kāi)空洞、鈣化、血管，選擇在密度相對(duì)均勻的部位。所有ROI測(cè)量都應(yīng)該三個(gè)連續(xù)水平上反復(fù)測(cè)量求平均，進(jìn)一步復(fù)制粘貼，盡量將兩期ROI的大小、形態(tài)保證類(lèi)似。ROI測(cè)量若存在分歧，經(jīng)協(xié)商一致后解決。測(cè)量ROI的CT值、IC和Zeff，同時(shí)測(cè)量相同層面的胸主動(dòng)脈IC，進(jìn)一步計(jì)算其標(biāo)準(zhǔn)化IC（Normalized Iodine Concentrations，NIC）：NIC=IC（病灶）/IC（胸主動(dòng)脈）。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本次研究運(yùn)用SPSS23.3軟件對(duì)所有的相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，本研究中的正態(tài)分布資料用±s來(lái)統(tǒng)計(jì)分析。用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)來(lái)進(jìn)行良、惡性組之間的光譜參數(shù)的比較。P＜0.05表明差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.結(jié)果

2.1 肺結(jié)節(jié)分類(lèi)

45個(gè)肺結(jié)節(jié)中，28個(gè)肺結(jié)節(jié)經(jīng)病理證實(shí)為惡性結(jié)節(jié)，包括腺癌20個(gè)、鱗癌5個(gè)、小細(xì)胞肺癌1個(gè)、小圓細(xì)胞惡性腫瘤1個(gè)、肺轉(zhuǎn)移瘤1個(gè)，17個(gè)為良性結(jié)節(jié)，包括炎癥10個(gè)、孤立性纖維瘤1個(gè)、炎性肉芽腫1個(gè)、肺結(jié)核1個(gè)，4個(gè)肺結(jié)節(jié)經(jīng)規(guī)則抗炎治療后較前吸收或好轉(zhuǎn)，診斷為炎性結(jié)節(jié)。

2.2 良性與惡性SPN光譜CT參數(shù)比較

惡性SPN靜脈期CT值、IC值、Zeff值、NIC值低于良性SPN，其之間統(tǒng)計(jì)比較有顯著差異（P＜0.05），其余參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析無(wú)顯著差異（P＞0.05）。見(jiàn)表1，見(jiàn)圖1、圖2。

圖1. 肺腺癌患者（男，65歲）常規(guī)CT及光譜CT圖像（注：1a.病灶（白箭頭）CT靜脈期縱隔窗圖像示 CT值為63.1HU；1b.靜脈期碘密度圖像示IC值為0.84mg/mL、NIC值為0.26；1c.靜脈期有效原子序數(shù)圖像示有效原子序數(shù)為7.70）

圖2. 肺孤立性纖維瘤患者（男，67歲）常規(guī)CT及光譜CT圖像（注：2a.病灶（白箭頭）CT靜脈期縱隔窗圖像示CT值為72.0HU；2b.靜脈期碘密度圖像示 IC值為1.88mg/mL、NIC值為0.34；2c.靜脈期有效原子序數(shù)圖像示有效原子序數(shù)為8.32）

表1. 惡性及良性SPN的CT值及光譜CT參數(shù)比較(±s)

表1. 惡性及良性SPN的CT值及光譜CT參數(shù)比較(±s)

注：IC為碘密度，Zeff為有效原子序數(shù)，NIC為標(biāo)準(zhǔn)化碘密度

靜脈期CT(HU) IC(mg/mL) NIC Zeff CT(HU) IC(mg/mL) NIC Zeff良性 60.65±13.22 1.54±0.67 0.12±0.05 8.13±0.27 89.78±14.98 2.42±0.68 0.43±0.04 8.64±0.46惡性 52.68±18.17 1.16±0.60 0.12±0.04 8.00±0.29 75.70±13.53 1.96±0.66 0.39±0.05 8.33±0.38 t-1.697 -1.899 -0.36 -1.474 -3.249 -2.200 -2.368 -2.307 P 0.097 0.067 0.72 0.149 0.002 0.033 0.023 0.029組別 動(dòng)脈期

3.討論

目前，大多數(shù)檢測(cè)到的SPN是良性的，但仍有20%～30%的SPN是惡性的，主要發(fā)生在肺癌的早期。肺癌患者的5年存活率只有15%，然而，接受切除治療的早期肺癌可能達(dá)到80%的長(zhǎng)期存活率[7]。因此，對(duì)高度懷疑惡性的肺結(jié)節(jié)進(jìn)行早期診治是十分必要的。然而，由于良惡性結(jié)節(jié)在影像特征上的重疊，鑒別診斷具有一定困難。因此，本研究運(yùn)用光譜CT參數(shù)對(duì)SPN的良惡性進(jìn)行鑒別分析，以期進(jìn)一步提高鑒別診斷效能。

兩期增強(qiáng)CT值是常規(guī)CT鑒別診斷肺惡性結(jié)節(jié)和良性結(jié)節(jié)的重要依據(jù)。本研究中，肺惡性結(jié)節(jié)與良性結(jié)節(jié)的動(dòng)脈期常規(guī)CT值無(wú)顯著差異，而靜脈期常規(guī)CT值同光譜參數(shù)中靜脈期IC在良惡性病變間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。這一結(jié)論與Wu等[8]的研究結(jié)果相似。在本研究中，惡性結(jié)節(jié)的碘濃度低于良性結(jié)節(jié)。其原因可能是良性結(jié)節(jié)中炎性結(jié)節(jié)較多。在先前的研究中，炎癥性結(jié)節(jié)患者的標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值也明顯高于肺癌患者[9]。由于肉芽腫性炎癥和機(jī)化性肺炎是由炎性肉芽組織的增生或急性炎癥的殘留形成的，所以結(jié)節(jié)中的毛細(xì)血管被炎癥所刺激。而碘密度直接反映病灶內(nèi)的血管[10]，且CT光譜成像對(duì)碘極為敏感，因此，通過(guò)SDCT可以準(zhǔn)確、客觀地反映實(shí)際的IC[11]。體外實(shí)驗(yàn)研究將光譜成像測(cè)量的IC與試管中的真實(shí)濃度進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)兩者具有良好的一致性[12]。因此，光譜CT可以通過(guò)IC的角度體現(xiàn)病灶內(nèi)對(duì)比劑的分布范圍，進(jìn)一步間接表達(dá)病灶的供血情況。然而有研究者顯示，惡性SPN的光譜參數(shù)低于良性SPN[6]，其與本次研究結(jié)果不同，考慮可能與SPN的血供有關(guān)。本研究納入的炎性結(jié)節(jié)多為急性或亞急性炎癥為主，血管擴(kuò)張較明顯，可能導(dǎo)致良性結(jié)節(jié)的IC值較惡性結(jié)節(jié)高。

Zeff圖是通過(guò)組織的各種物質(zhì)組成進(jìn)一步得到的彩色編碼圖，在惡性與良性結(jié)節(jié)間碘對(duì)比劑進(jìn)入后有著顯著差異，表明不同病變的組分以及血管不同。在本次研究中，惡性組SPN的Zeff較良性組小，與González-Pérez等的[13]研究結(jié)果相似。另有部分研究者表明[14]，Zeff在判斷非小細(xì)胞肺癌的病理類(lèi)型中有重要意義。當(dāng)前關(guān)于Zeff臨床研究少，值得研究者進(jìn)一步的深入研究。

本研究靜脈期各光譜參數(shù)在良惡性SPN之間具有顯著差異，與既往學(xué)者研究大致相似，顯示靜脈期參數(shù)對(duì)于鑒別良惡性病灶的能力較動(dòng)脈期更具優(yōu)勢(shì)[9]。為臨床上選擇更好地鑒別良惡性SPN的掃描時(shí)間提供參考。

本研究的局限性：①部分病例經(jīng)抗炎治療吸收，無(wú)病理結(jié)果；②傳統(tǒng)上用于確定良惡性結(jié)節(jié)的形態(tài)特征（如結(jié)節(jié)大小、分葉等）沒(méi)有被評(píng)估；③未對(duì)良惡性結(jié)節(jié)進(jìn)行進(jìn)一步分類(lèi)。今后將根據(jù)惡性程度與不同的炎癥階段對(duì)SPN分類(lèi)，進(jìn)一步研究形態(tài)學(xué)與SDCT參數(shù)相結(jié)合的價(jià)值。

綜上所述，SDCT在通常研究的CT的基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性提供多種定量參數(shù)諸如IC值、Zeff值、NIC值等，SDCT多參數(shù)成像對(duì)于鑒別診斷良惡性SPN有重要的臨床價(jià)值。