能譜CT單能量圖像在診斷中央型肺癌與阻塞性肺實(shí)變中的價(jià)值

陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院CT室(咸陽(yáng)712000)

段海峰　賈永軍　于　勇　楊創(chuàng)勃　田　騫　田　欣　賀太平▲

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能譜CT單能量圖像在診斷中央型肺癌與阻塞性肺實(shí)變中的價(jià)值

陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院CT室(咸陽(yáng)712000)

段海峰賈永軍于勇楊創(chuàng)勃田騫田欣賀太平▲

摘要目的：探討能譜CT單能量對(duì)鑒別中央型肺癌與繼發(fā)阻塞性肺實(shí)變的診斷價(jià)值。方法：對(duì)30例術(shù)后經(jīng)病理確診為中央型肺癌并阻塞性肺實(shí)變(阻塞性肺炎和阻塞性肺不張)的患者行寶石能譜常規(guī)CT平掃和能譜成像模式(GSI)雙期增強(qiáng)掃描，增強(qiáng)掃描數(shù)據(jù)經(jīng)GSI viewer生成各期常規(guī)CT圖像和能譜單能量圖像，由兩位高年資胸部組CT診斷醫(yī)師參照術(shù)后標(biāo)本圖片觀察評(píng)價(jià)增強(qiáng)掃描所得到的4種圖像對(duì)癌組織與阻塞性肺實(shí)變組織空間解剖關(guān)系分界的正確辨別率。結(jié)果：平掃圖像上腫瘤與阻塞性肺實(shí)變邊界不清，增強(qiáng)掃描后腫瘤均呈輕、中度強(qiáng)化，而阻塞性肺實(shí)變組織多呈持續(xù)強(qiáng)化。增強(qiáng)掃描4種圖像能夠分辨腫瘤與實(shí)變肺組織邊界的例數(shù)分別為：肺動(dòng)脈期CT圖像11例(40%)，支氣管動(dòng)脈期CT圖像18例(64%)，肺動(dòng)脈期單能量圖像20例(76%)，支氣管動(dòng)脈期單能量圖像27例(92%)。4種圖像分辨能力存在顯著性差異(χ2=16.54，P<0.05)。兩兩比較，支氣管動(dòng)脈期單能量圖可判斷腫瘤范圍的比率最高，優(yōu)于其他三種圖像(χ2=12.83、χ2=4.20、χ2=1.34，P<0.05)；肺動(dòng)脈期單能量圖與支氣管動(dòng)脈期CT圖像之間無(wú)顯著性差異(χ2=0.86，P>0.05)，但卻優(yōu)于肺動(dòng)脈期CT圖像(χ2=6.65，P<0.05)。結(jié)論：對(duì)于中央型肺癌并發(fā)支氣管阻塞者，利用能譜CT單能量圖，特別是支氣管動(dòng)脈期單能量圖，可很好地顯示腫瘤和阻塞性實(shí)變組織的部位、大小、分界等解剖關(guān)系，為臨床分期及治療提供更加精確的信息。

主題詞肺腫瘤/放射攝影術(shù)體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)肺不張/放射攝影術(shù)診斷，鑒別@能譜成像@單能量圖像

中央型肺癌是指肺段和肺段以上支氣管黏膜上皮的惡性腫瘤，早期病灶向支氣管腔內(nèi)生長(zhǎng)即可引起支氣管狹窄，導(dǎo)致阻塞性肺不張或肺炎(阻塞性肺實(shí)變)。在常規(guī)混合能量CT平掃及增強(qiáng)時(shí)，由于腫瘤組織與肺實(shí)變的密度較為接近，常難以區(qū)分其邊界，從而導(dǎo)致對(duì)腫瘤位置、體積的評(píng)估存在差異[1]。能譜CT成像使醫(yī)學(xué)影像學(xué)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的、前沿的時(shí)代，使 CT 由宏觀研究轉(zhuǎn)變到微觀研究，進(jìn)一步拓寬了CT 科學(xué)研究的應(yīng)用平臺(tái)[2]。CT能譜成像單能量圖能優(yōu)化組織對(duì)比，更好地顯示解剖結(jié)構(gòu)[3]。本研究旨在探討能譜CT單能量圖對(duì)鑒別中央型肺癌與繼發(fā)阻塞性肺實(shí)變的診斷價(jià)值。

資料與方法

1臨床資料選擇我院2013年7月至2014年12月期間經(jīng)術(shù)后病理確診為中央型肺癌患者30例，其中男21例，女9例，年齡39～77歲，均合并阻塞性肺不張，部分同時(shí)合并阻塞性肺炎。病理分型為鱗狀細(xì)胞癌17例，腺癌10例，未分化癌3例。掃描前均取得受檢者知情同意并簽字。

2檢查方法患者取仰臥位體位，雙臂舉過(guò)頭頂，掃描前練習(xí)呼吸并交待說(shuō)明掃描的過(guò)程及注意事項(xiàng)。均按掃描流程采用螺旋CT容積掃描模式完成寶石能譜CT常規(guī)混合能量平掃和能譜成像模式(Gemstone spectral imaging，GSI)雙期增強(qiáng)掃描。掃描范圍為胸廓入口到膈肌水平，包括整個(gè)肺野，平掃：120kV，mA因人而異，層厚5mm，層距5mm，螺距1.375。GSI增強(qiáng)使用非離子型對(duì)比劑碘海醇(300mg I/ml)，劑量1.5ml/kg體重，用高壓注射器(德國(guó)Urich)經(jīng)肘前靜脈以4.0 ml/s流速注射，造影劑注射結(jié)束后用30ml生理鹽水沖管。管電壓為80和140kVp的瞬時(shí)(0.5ms)切換，層厚 5.0mm，間隔5.0mm，螺距0.984?！皟善凇睊呙璋ǚ蝿?dòng)脈期、支氣管動(dòng)脈期。于肺動(dòng)脈干平面取感興區(qū)(ROI)，采用實(shí)時(shí)對(duì)比劑追蹤系統(tǒng)，CT值到100Hu時(shí)觸發(fā)開(kāi)始曝光，肺動(dòng)脈期延遲時(shí)間為10～15s，支氣管動(dòng)脈期延遲時(shí)間為22～30s。

3圖像測(cè)量與分析掃描完成后采用標(biāo)準(zhǔn)算法重建成層厚和層間距為1.25mm單能量(70keV)圖像；將GSI掃描后增強(qiáng)圖像傳至ADW4.6工作站的能譜圖像分析軟件GSI viewer上自動(dòng)生成肺動(dòng)脈期、支氣管動(dòng)脈期CT圖像和動(dòng)脈期、支氣管動(dòng)脈期單能量圖4種圖像，由兩位CT室影像醫(yī)師(分別從事CT影像診斷15年及6年)參照術(shù)后標(biāo)本圖片觀察評(píng)價(jià)4種圖像一般三維圖像(水平位、矢狀位、冠狀位)和最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)、多平面重組(Multiple planar reformation，MPR)圖像、偽彩圖等對(duì)癌組織與阻塞性肺實(shí)變組織空間解剖關(guān)系分界的正確辨別率，意見(jiàn)分歧時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致。

4統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS17.0 統(tǒng)計(jì)分析肺動(dòng)脈期、支氣管動(dòng)脈期CT圖像和動(dòng)脈期、支氣管動(dòng)脈期單能量圖4種圖像鑒別中央型肺癌與繼發(fā)阻塞性肺實(shí)變分界的正確辨別率，采用χ2檢驗(yàn)方法，以P<0.05為有顯著性差異，P<0.01為有極顯著性差異。

結(jié)果

1常規(guī)CT表現(xiàn)本組30例均為中央型肺癌并發(fā)支氣管阻塞后肺實(shí)變。平掃CT圖像示腫瘤所在支氣管閉塞或狹窄，相應(yīng)部位肺葉、肺段體積減小，腫瘤與肺實(shí)變區(qū)域都表現(xiàn)為片狀實(shí)性密度增高影，不能區(qū)分。增強(qiáng)掃描后CT圖像上瘤組織呈輕、中度強(qiáng)化，實(shí)變的肺組織一般呈漸進(jìn)性持續(xù)明顯強(qiáng)化。典型阻塞性肺不張、肺炎征象為其內(nèi)見(jiàn)分枝狀高密度光滑血管影，或低密度的黏液嵌塞性支氣管擴(kuò)張影(即“黏液支氣管征”[4])，但本組病例在肺動(dòng)脈期有60%(15例)，支氣管動(dòng)脈期有36%(9例)無(wú)法分辨兩者界線(見(jiàn)圖1A，圖2A～B)。

2低keV單能量圖能很好的分辨瘤組織邊界(見(jiàn)圖1b，圖2c～d)。四組圖像分辨瘤組織邊界能力存在差異(χ2=16.54，P<0.05)，支氣管動(dòng)脈期單能量圖可判斷腫瘤范圍的比率最高，優(yōu)于其他三種圖像(χ2=12.83、χ2=4.20、χ2=1.34，P<0.05)；肺動(dòng)脈期單能量圖與支氣管動(dòng)脈期CT圖像之間無(wú)顯著性差異(χ2=0.86，P>0.05)，但卻優(yōu)于肺動(dòng)脈期CT圖像

圖1未分化小細(xì)胞癌患者肺部CT圖 [A:肺動(dòng)脈期常規(guī)CT軸位圖像，不能分辨腫瘤組織(黃圈)與阻塞性肺實(shí)變(紅圈)；B:肺動(dòng)脈期軸位單能量圖，能明確分辨癌組織(淺藍(lán)圈)與阻塞性肺實(shí)變(深藍(lán)圈)的交界線]

圖2高分化鱗癌患者肺部CT圖[A:肺動(dòng)脈期常規(guī)CT圖像；B:支氣管動(dòng)脈期常規(guī)CT圖像;A、B圖均不能明確分辨癌組織與阻塞性肺實(shí)變的交界線；C:肺動(dòng)脈期單能量圖，D:支氣管動(dòng)脈期單能量圖;C圖顯示在肺動(dòng)脈期相對(duì)于不張肺組織(碘含量為22.13(100μg/cm3))癌組織(碘含量為13.32(100μg/cm3))成低碘特點(diǎn)，單能量圖能明確分辨癌組織與阻塞性肺實(shí)變的交界線(紅色三角箭頭)；D圖顯示在支氣管動(dòng)脈期相對(duì)于不張肺組織(碘含量為23.77(100μg/cm3))癌組織(碘含量為28.23和28.68(100μg/cm3))成高碘特點(diǎn)，單能量圖也能明確分辨兩者的交界線(黑色三角箭頭)]

(χ2=6.65，P<0.05)。增強(qiáng)掃描，肺動(dòng)脈期CT圖像能夠分辨腫瘤與實(shí)變肺組織邊界10例，占40%；支氣管動(dòng)脈期CT圖像能夠分辨腫瘤與實(shí)變肺組織邊界16例，占64%；肺動(dòng)脈期單能量圖能夠分辨腫瘤與實(shí)變肺組織邊界19例，占76%；支氣管動(dòng)脈期單能量圖能夠分辨腫瘤與實(shí)變肺組織邊界23例，占92%。

討論

當(dāng)前，鑒別中央型肺癌腫瘤組織與阻塞性肺實(shí)變的影像方法有CT、MRI、核醫(yī)學(xué)等。PET-CT可很好區(qū)分腫瘤邊界[5]，但價(jià)格昂貴普及率較低。MRI鑒別癌腫與阻塞性實(shí)變區(qū)研究較多，一般認(rèn)為T(mén)2WI可較好顯示分界[6]，DWI是T2WI的有效補(bǔ)充[7]，使其準(zhǔn)確性進(jìn)一步提高，但MRI成像同樣在胸部病變?cè)\斷中應(yīng)用不普遍。CT是診斷肺癌首選的檢查方法，然而CT常規(guī)平掃及增強(qiáng)掃描時(shí)，由于腫瘤組織與阻塞實(shí)變的肺組織密度常較為接近，影像學(xué)改變有較大的重疊性，要確定腫瘤的范圍會(huì)存在一定困難[8]，最終將影響腫瘤分期的準(zhǔn)確性及治療的安全性。

能譜CT基本功能和單能量圖的臨床應(yīng)用價(jià)值。能譜CT只需一次GSI掃描就能到常規(guī)混合能量圖像(kVp)和單能量的圖像、基物質(zhì)對(duì)圖像，可在一定程度上實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)定性分離和定量測(cè)定[9]，基物質(zhì)對(duì)常用X線衰減高低不同的兩個(gè)物質(zhì)組成，醫(yī)學(xué)成像常用的基物質(zhì)對(duì)是碘和水。通過(guò)物質(zhì)分離技術(shù)得到單能量圖、水基圖，可使CT由宏觀研究轉(zhuǎn)變到微觀研究。單能量圖像是以碘為基物質(zhì)的CT能譜圖像，它對(duì)隨血流分布于受監(jiān)測(cè)組織內(nèi)的碘對(duì)比劑灌注十分敏感，并可準(zhǔn)確測(cè)量出該組織成分的碘含量值。王明亮等[10]體模研究發(fā)現(xiàn)碘基圖能準(zhǔn)確定量測(cè)定出不同濃度碘溶液的碘含量，具有很高的準(zhǔn)確性及可信度。碘基圖的臨床應(yīng)用使得能譜成像對(duì)被檢測(cè)體素內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行定量分析、鑒別成為可能[11]，故它不僅能有效反映肺實(shí)質(zhì)血流動(dòng)力學(xué)的變化，還能同時(shí)提供解剖和功能信息。當(dāng)前，碘基圖在胸部主要應(yīng)用于肺栓塞的診斷[12]和治療后評(píng)估[13]、鑒別肺結(jié)節(jié)性質(zhì)[14]、定量檢測(cè)塵肺[15]等。

本研究探討能譜CT單能量物質(zhì)圖對(duì)鑒別中央型肺癌與繼發(fā)阻塞性肺實(shí)變的診斷價(jià)值。所有平掃圖像上腫瘤與阻塞性肺實(shí)變邊界不清，都表現(xiàn)為片狀實(shí)性病灶，難以區(qū)分，增強(qiáng)掃描時(shí)由于肺癌幾乎全部由支氣管動(dòng)脈供血，肺動(dòng)脈不參與肺癌的血供，而肺炎，特別是不張肺組織，肺動(dòng)脈供血比例較高，這種血供特點(diǎn)是常規(guī)CT動(dòng)態(tài)增強(qiáng)分辨腫瘤與肺實(shí)變的理論基礎(chǔ)，本研究中肺動(dòng)脈期CT圖像、支氣管動(dòng)脈期CT圖像可分辨近半數(shù)或半數(shù)以上(分別為40%、64%)的邊界。筆者分析常規(guī)CT圖像不能分辨邊界的原因是兩種病變密度增強(qiáng)后密度仍較為接近，且CT值受容積效應(yīng)、碘劑分布不均勻等影響較明顯，細(xì)微的灰度改變常不能被肉眼所分辨，從而導(dǎo)致較多病例增強(qiáng)后仍難以確定腫瘤與實(shí)變肺組織的范圍。本組支氣管動(dòng)脈期CT圖像相對(duì)于肺動(dòng)脈期CT圖像有更大的鑒別率，分析原因?yàn)橹夤軇?dòng)脈期時(shí)，肺癌已強(qiáng)化，且其微血管數(shù)量多、血管分布紊亂、基底膜不完整、通透性高等導(dǎo)致大部分患者腫瘤密度相對(duì)高于不張的肺組織及炎性病變，該期兩者密度差異較為明顯。支氣管動(dòng)脈期單能量圖可判斷腫瘤范圍的比率最高的原因分析如下：①單能量圖像能夠真實(shí)的反映碘的分布，因此相對(duì)傳統(tǒng)CT，能譜 CT對(duì)強(qiáng)化后感興趣區(qū)密度變化敏感度提高[16]。②根據(jù)能譜CT原理，單能量圖為雙能量數(shù)據(jù)投影數(shù)據(jù)解析重建所得基物質(zhì)分布圖，其可避免混合能量CT成像過(guò)程中由于硬化效應(yīng)導(dǎo)致的CT值誤差。

本研究尚有以下不足：①本研究樣本例數(shù)少，考慮到中央型肺癌不同組織成分、腫瘤分期等均可能影響單能量對(duì)癌組織邊界的分辨，而且本研究中單能量圖仍有小部分病例(8%)不能鑒別。因此，對(duì)于單能量圖能否穩(wěn)定、高效應(yīng)用于臨床尚需增加樣本以進(jìn)一步證實(shí)。②寶石能譜CT為后64排CT，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外裝機(jī)數(shù)量少，影響臨床推廣。

總之，對(duì)于中央型肺癌伴發(fā)阻塞性肺實(shí)變的患者，GSI動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描后得到的單能量圖，特別是支氣管動(dòng)脈期單能量圖，可更好地顯示腫瘤和阻塞性實(shí)變組織的部位、大小、分界等解剖關(guān)系，為臨床分期及治療提供更加精確的信息。

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(收稿：2015-06-08)

【中圖分類號(hào)】R734.2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

doi：10.3969/j.issn.1000-7377.2016.01.006

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