低劑量能譜CT結合ASIR重建鑒別孤立性肺結節的應用研究

肖慧娟　譚紅娜　梁盼　高劍波　劉杰　侯平　王素雅　王博

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·論著·

低劑量能譜CT結合ASIR重建鑒別孤立性肺結節的應用研究

肖慧娟譚紅娜梁盼高劍波劉杰侯平王素雅王博

目的探討低劑量能譜CT結合自適應迭代重建技術(ASIR)在肺結節定性診斷中的價值。方法應用低劑量能譜CT對56例患者肺結節進行雙期掃描，所有肺結節均經病理證實。利用附帶能譜分析軟件，分別測量雙期基物質密度圖像上病灶和同層面主動脈的碘基值、水基值，并計算兩期病灶相對于主動脈的標準化碘濃度值、標準化水濃度、兩期標準化碘含量之差及標準化水含量之差；并計算雙期能譜曲線斜率。采用獨立樣本t檢驗比較良、惡性肺結節之間兩期碘基值、水基值、標準化碘水濃度及能譜曲線斜率的差異。結果入組患者肺結節中惡性結節36例，良性結節20例。惡性結節的兩期碘基值、標準化碘濃度及標準化碘濃度之差均高于良性結節，差異有統計學意義(t=5.460,2.236,4.501,2.030,3.457,P<0.05)；兩期水基值、標準化水濃度及標準化水濃度之差良惡性結節間無統計學差異(t=0.688,0.412,0.179,0.546,0.828,P>0.05)。惡性結節雙期斜率分別為2.371±0.841、2.525±0.838，良性結節雙期斜率分別為1.489±0.598、1.662±0.502，兩組比較差異有統計學意義(t=4.138,4.196,P<0.05)。結論低劑量能譜CT兩期碘基值、標準化碘含量、標準化碘含量之差及能譜曲線斜率有助于良惡性肺結節的鑒別，具有較高的臨床應用價值。

能譜CT;肺結節;體層攝影術;X線計算機；自適應性統計迭代重建

能譜CT通過能譜掃描的技術可得到單能量圖像、物質分離圖像、能譜曲線和有效原子序數等多個掃描參數[1-2]。自適應迭代重建技術(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)可降低圖像噪聲，提高圖像質量[3-5]，第二代能譜結合ASIR 重建技術可在低劑量的前提下實現能譜掃描。肺癌為致死率最高的惡性腫瘤之一[6]，對肺癌的早期診斷一直是影像診斷探索的熱點。本研究采用低劑量能譜成像對肺良惡結節行雙期掃描，測量碘水基值，并得到相應能量衰減曲線，計算標準化碘水濃度及能譜曲線斜率，用以比較肺良惡結節的差異，旨在探討低劑量能譜成像所得各參數在肺良惡性結節鑒別診斷中的價值。

材料與方法

一、研究對象

本研究獲得醫院倫理委員會的批準，檢查前所有患者均簽署了知情同意書。收集我院2014年1月至2014年11月間，經X線或CT平掃發現的孤立性肺結節的患者58例，行低劑量能譜雙期增強掃描。其中1例未閉氣，1例實性成分太少被剔除，列入本研究的患者共56例。其中男性32例，女性24例，年齡42～83歲，平均62歲。所有病例均經手術、支氣管鏡活檢或CT引導下穿刺病理證實，部分炎性結節經抗炎治療后復查好轉并經臨床證實。惡性結節36例(其中腺癌23例，鱗癌10例，小細胞癌1例，細支氣管肺泡癌1例，轉移1例)，良性結節20例(其中炎性8例，結核球8例，錯構瘤2例，硬化性血管瘤2例)。

二、檢查方法

患者取仰臥位，用GE寶石能譜CT機(GE Discovery CT750HD)胸部增強低劑量GSI掃描模式于對比劑注射后30 s及60 s分別行雙期增強掃描，ASIR設定為40%，自動調制管電流 ，最高260 mA，管電壓 80/140 kVp 瞬時切換，螺距1.375︰1，X線球管轉速 0.8 s/r，重建層厚及層間距為1.25 mm。使用非離子型造影劑碘克沙醇(威視派克，270 mg I/ml)80～100 ml，劑量為1.5 ml/kg，流率3.5 ml/s。

三、圖像分析

所有數據用AW4.6工作站(GE HealthCare, USA)GSI Volume Viewer軟件分析處理。兩名有5年和10年工作經驗的放射科大夫分別對圖像進行分析，在分析過程中可以根據圖像顯示情況自行調節窗寬和窗位。用最大層面全腫瘤區域法選擇感興趣區。在碘水對物質分離圖像的碘基圖像上，對所有病灶分別進行動脈期(arterial phase, AP)及靜脈期(venous phase ,VP)碘含量(iodine concentrations, IC)及水含量(water concentrations, WC)的測定(WCles)，且同時測量同層面降主動脈或鎖骨下動脈的碘含量(ICao)及水含量( WCao)，并計算病灶標準化碘濃度(Normalized iodine concentrations, NIC)，即病灶碘含量/主動脈碘含量(NIC= ICles/ ICao)、病灶標準化水濃度(normlized water concentrations, NWC )，即病灶水含量/主動脈水含量( NWC = WCles/WCao)、標準化碘濃度之差(iodine concentration difference, ICD)(ICD=NICVP-NICAP)及標準化水濃度之差( water concentration difference, WCD )( WCD = NWCVP-NWCAP)。由公式K40-100KeV=(40KeV-100KeV)HU/100-40計算斜率[7]。

四、統計學方法

結　　果

惡性結節的兩期碘基值、標準化碘濃度(NIC)及標準化碘濃度之差(ICD)均明顯高于良性結節，見表1，差異具有統計學意義(見圖1A、B、C，圖2A、B、C)。良惡性結節雙期水基值、標準化水含量(NWC)及標準化水含量之差(WCD)無統計學差異，見表2。比較動、靜脈期良惡性肺結節能量衰減曲線的斜率，得出惡性結節動脈期及靜脈期斜率均高于良性結節(圖1D、1E，圖2D、2E)，兩組間比較P值均<0.05，差異有統計學意義。

表1　良、惡性結節兩期碘基值、NIC及ICD比較

注：碘基值單位100 μg/ml；結節碘基值AP代表動脈期結節碘基值；結節碘基值VP代表靜脈期結節碘基值

表2　良、惡性結節兩期水基值、NWC及WCD比較

注：水基值單位mg/ml；結節水基值AP代表動脈期結節水基值；結節水基值VP代表靜脈期結節水基值

討　　論

能譜CT應用短短幾年來，在低劑量成像、去金屬偽影、微小病灶的檢出及一些體模研究方面已取得了一系列成果[8-9]。很多報道顯示ASIR重建可明顯減降低圖像噪聲[10-11]。

本研究采用第二代能譜CT結合ASIR重建，將能譜與ASIR相結合，較第一代能譜劑量大大降低。并采用超低濃度等滲對比劑270 mgI/ml，減少了患者的不良反應發生率。

本研究顯示惡性結節雙期碘基值、標準化碘濃度及標準化碘濃度之差均高于良性結節。分析原因可能為惡性結節內腫瘤細胞的異常增殖造成新生血管壁發育不成熟，管壁通透性增加所致[12-14]。癌性結節大多有豐富新生小血管，血供較為豐富，碘基值相關指標較高，但因其缺乏靜脈及淋巴回流系統，對比劑較多彌散至血管外間隙，故惡性結節靜脈期碘基值相關指標下降不明顯。而良性結節大多血供不豐富，血管基底膜完整，通透性未增加，故良性結節碘基值指標較低。此外，由于良性結節缺乏血管，對比劑填充較慢，相對惡性結節強化時間會延遲，故靜脈期碘基值高于動脈期。本組患者中有8例炎性結節，有報道顯示活動性炎性結節由于炎性物質的刺激，內亦可有較多血管，故活動性炎性結節亦可有較高碘基值，部分可與惡性結節有交叉。隨著活動性炎性結節向慢性炎性結節轉化，病灶內的纖維成分逐漸增多而血管成分減少，慢性炎性結節也和其它良性結節一樣缺乏血管。本組整體結果顯示惡性結節碘基指標高于良性結節，其中少量活動炎性結節并未影響良惡性結節碘含量指標的整體比較。

在碘—水基物質分離的水基圖上，對水含量相關指標進行比較分析得出良惡性結節間水基值、標準化水含量及標準化水含量之差均無統計學意義。理論上講惡性結節不僅腫瘤細胞多，血管容量亦較大，細胞內外間隙水分均較多；而良性結節中炎性結節充血期血流量增大，細胞內外水分均增加，兩者間水含量指標可有交叉。結核球是由纖維組織包裹干酪樣壞死物而成，干酪樣壞死區鏡下表現為無結構的的顆粒狀紅染物，呈凝固性壞死，內富含脂質，狀似干酪，而水分含量很少；本組病例中炎性結節較高的含水量可能是致使兩組間水含量相關指標無統計學差異的原因。

結節的血供情況與感興趣區內的碘濃度關系密切[15]，本研究顯示惡性結節的碘含量均高于良性結節，因此增強引入對比劑后能譜曲線的差異與病灶內的碘濃度有關。故本研究中良惡性結節能量衰減曲線與碘濃度指標一致，而惡性結節能譜曲線斜率高于良性結節。

本研究尚存在以下幾個方面的不足：①患者數量有限；②未對不同病理類型的肺癌及良性結節進行分類研究，尤其是良性結節中的活動性炎性結節與惡性結節間指標有交叉，需擴大病例數量進一步分類比較。綜上所述，低劑量能譜CT結合ASIR重建技術在更低劑量的前提下所得各參數值有助于良惡性肺結節的鑒別，具有較高的臨床應用價值。

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(本文編輯：王亞南)

肖慧娟，譚紅娜，梁盼，等. 低劑量能譜CT結合ASIR重建鑒別孤立性肺結節的應用研究[J/CD]. 中華肺部疾病雜志： 電子版， 2016， 9(4)： 396-399.

The application research of low-dose spectral CT imaging combined with ASIR reconstruction in differenting the solitary pulmonary nodules

XiaoHuijuan,TanHongna,LiangPan,GaoJianbo,LiuJie,HouPing,WangSuya,WangBo.

DepartmentofRadiology,theFistAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China

GaoJianbo,Email：cjr.gaojianbo@vip.163.com

ObjectiveTo evaluate the value of low-dose spectral CT imaging combined with ASIR reconstruction in differenting the solitary pulmonary nodules. MethodsFifty-six nodules were all underwent dual-phase enhanced scan using the second generation of low-dose spectral CT and confirmed by pathology. The water concentration, iodine concentration, normalized iodine/water concentration, iodine/water concentration difference and the slope curve in dual-phase of spectral imaging were analized. Independent sample test was used for the statistic analysis between the two groups. ResultsThere were 36 patients of malignant, 26 patients of benign. The iodine concentration, normalized iodine concentration and iodine concentration difference in dual phase of the malignant nodules were higher than benign nodules. The differences were statistically significant(t=5.460,2.236,4.501,2.030,3.457,P<0.05); There were no statistical differences among water concentration、normalized water concentration and the water concentration difference of dual phase between benign and malignant nodules(t=0.688,0.412,0.179,0.546,0.828,P>0.05).The slope curve of malignant nodules in dual-phase were 2.371±0.841, 2.525±0.838;the slope curve of benign nodules in dual-phase were1.489±0.598, 1.662±0.502. The differences of the slope curve in dual-phase were statistically significant between the two groups(t=4.138, 4.196,P<0.05). ConclusionsThe iodine concentration, normalized iodine concentration, iodine concentration difference and the slope curve of nodules in dual phase using the low-dose spectral CT imaging is helpful for differenting benign and malignant nodules and has high clinical value.

Spectral CT imaging;Pulmonary nodule;Tomography;X-ray computed;Adaptive statistical iterative reconstruction

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.04.009

河南省杰出人才基金資助項目(144200510008)

450052 鄭州，鄭州大學第一附屬醫院CT室

高劍波，Email：cjr.gaojianbo@vip.163.com

R563

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2015-07-01)