雙源CT容積灌注成像在孤立性肺結節診斷中的應用研究

余洪 唐志明 劉衡 王勇朋 宋之光 范奇文 曾令雯 駱科進 張體江 李邦國△

(1.遵義醫學院附屬醫院影像科，貴州省醫學影像中心，貴州 遵義 563003；2.貴陽中醫學院第一附屬醫院放射科，

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雙源CT容積灌注成像在孤立性肺結節診斷中的應用研究

余洪1唐志明1劉衡1王勇朋1宋之光2范奇文1曾令雯1駱科進1張體江1李邦國1△

(1.遵義醫學院附屬醫院影像科，貴州省醫學影像中心，貴州 遵義 563003；2.貴陽中醫學院第一附屬醫院放射科，

貴州 貴陽 550001)

孤立性肺結節; 雙源CT; 容積灌注成像; 血流動力學; 定量參數

孤立性肺結節(SPN) 是胸部影像學常見征象，是指肺實質內直徑≤30 mm、單發的、圓形或類圓形、完全被肺實質包圍的致密影，邊界清晰或不清晰，病灶內多數無鈣化、空洞，不伴肺不張、衛星病灶或肺門、縱隔淋巴結腫大[1]。SPN可見于不同性質的病變，是多種良、惡性疾病的共同表現，而其中最為常見者是肺癌[2]。既往SPN的CT灌注研究，大部分只是動態增強掃描，或者是部分容積灌注掃描，并非真正的容積灌注。本研究利用炫速雙源CT對SPN進行容積灌注成像，為SPN定性診斷及鑒別診斷提供客觀、科學的參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集我院2011年12月至2013年3月收治60例SPN患者，其中44例灌注成功且經過手術病理臨床證實取得最終結果并納入統計分析。44例中，男性26例，女性18例，年齡14～82歲，平均(52.6±10.8)歲。肺結節直徑8～30 mm，平均22.4 mm。

1.2 納入標準 (1)常規胸片或CT掃描發現孤立性肺結節，病灶性質不明；(2)能配合CT掃描，無對比劑過敏，無嚴重的心、肝、腎功能障礙等不適合增強掃描的禁忌證；(3)病人進行手術切除或介入穿刺之前未行放療、化療或其它相關治療；(4)CT灌注時間距手術時間不超過2周。

1.3 檢查方法 主要儀器采用炫速雙源CT掃描儀、Ulrich medical REF XD 2060-Touch CT型自動高壓注射器、非離子型對比劑碘海醇(300 mgI/mL)、18 G針頭。患者屏氣訓練，調整呼吸頻率與呼吸動度，同時吸氧10～15 min，1～1.5 L/min，提高病人缺氧耐受力，以便配合完成CT檢查。建立靜脈通道，留置套管針。病人仰臥位，束緊胸腹聯合帶，掃描范圍自胸廓入口到雙側膈面水平。平掃參數：管電壓100 kV，管電流100 mAs，矩陣512×512，螺距0.6，掃描層厚為8 mm。CT灌注掃描：確定灌注掃描靶層面(范圍以結節中心層面上下3.5 cm)。采用SyngoVPCT體部灌注掃描方案，注射對比劑后延遲2～4 s進行灌注掃描，采集時間約38 s，對比劑總量50 mL，注射流率6 mL/s。掃描參數：管電壓100 kV，管電流150 mAs，掃描層厚為5 mm，重建層厚為1 mm。掃描前開啟X-CARE低劑量技術、非對稱屏蔽采集技術(ADS)，集成4D實時調制(CARE Dose 4D)技術。

1.4 數據處理及圖像分析 灌注掃描完成，將圖像重建數據傳到Siemens Syngo Multimodality workplace工作站，用體部灌注軟件進行CT灌注成像分析。感興趣區ROI的選擇應盡可能避免結節內明顯壞死、鈣化灶，選擇結節內或邊緣實性部分，以SPN所在層面的頸總動脈或胸主動脈為流入動脈，計算機自行運算獲得相應的灌注參數及偽彩圖。

2 結 果

2.1 病理結果 經手術切除病理確定者20例，經穿刺活檢或纖維支氣管鏡得到組織、細胞學證明者14例，8例經臨床相關檢查或試驗性治療證實，2例經臨床長期隨診觀察證實。將結果分為惡性、良性、炎性三組。惡性結節28例(其中腺癌16例，鱗癌6例，小細胞癌1例，類癌1例，轉移瘤4例)；良性結節9例(結核球4例，動靜脈畸形AVM 1例，血管瘤1例，肺囊腫1例，肺隔離癥1例，纖維硬結1例)；炎性結節7例。

2.2 惡性、良性與炎性SPN強化方式情況 惡性結節以均勻強化為主，炎性結節多表現為周邊強化，良性組出現了多種強化方式，以輕度強化方式較多。

2.3 惡性、良性與炎性SPN平掃值與增強峰值結果 惡性結節組平掃值(27.96±9.92)HU，PH(105.68±45.71)HU；炎性結節組平掃值(26.88±10.72)HU，PH(87.45±39.07)HU；良性結節組平掃值(15.42±6.39)HU，PH(26.57±6.92)HU。CT平掃值：惡性組與良性組、炎性組與良性組、惡性組與炎性組比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；增強峰值PH：惡性組與良性組、炎性組與良性組間比較，差異有統計學意義(P<0.01)，惡性組與炎性組間差異無統計學意義(P>0.05)。見表1，如果設定PH值>30 HU為診斷惡性結節的閾值，則敏感度為97%，特異度為56%，準確率為82%。

表1 各參數組間比較統計結果

2.4 SPN時間密度曲線 不同性質肺結節出現多種形態的TDC曲線，大致歸納為四種類型：Ⅰ型呈速升速降型，下降幅度較緩且降支可能出現平臺期；Ⅱ型呈速升緩降型，下降期可能有緩升高趨勢；Ⅲ型曲線：整體形態走向平緩，只在一定范圍內有小幅度波動。不典型曲線：曲線形態沒有規律。本實驗中惡性組以Ⅰ型曲線為主；炎性組以Ⅱ型曲線為主；良性組以Ⅲ型曲線為主(4例結核球、1例纖維硬結、1例肺囊腫)，另有1例AVM、1例血管瘤、1例隔離癥出現了Ⅱ型曲線。

2.5 SPN容積灌注參數結果及統計分析 惡性、炎性結節組的BF、BV和PS值明顯高于良性結節組，組間比較差異有顯著統計學意義(P<0.01)，惡性組與炎性組間BF、BV與PS比較差異無統計學意義(P>0.05)；良性組的TTP、MTT值低于惡性、炎性結節組，組間比較差異有統計學意義(P<0.01)，而惡性組與炎性組比較無統計學意義(P>0.05)。本實驗結果中，設定BV值≥15 mL/100 g為判定惡性組的閾值，則28例惡性結節里，26例正確，2例錯誤；9例良性結節判斷完全正確。炎性組7例中，5例正確，2例錯誤。以BV值≥15 mL/100 g為判定惡性結節的閾值，敏感度為92.8%，特異度85.7%，陽性預測值為94.2%，陰性預測值為83.3%。BF(I)值是BF值的優化算法，該參數與BF值保持很好的一致性。RSQ：相關系數的平方，描述測量值和理論值的線性相關程度，數值在0～1之間，單位為%；RSD：殘差指數，反映測量值樣本集的離散程度大小。見表2，3。

表2 孤立性肺結節雙源CT灌注參數表

表3 惡性、炎性、良性肺結節各灌注參數統計學分析

2.6 X線輻射劑量 本研究利用雙源CT掃描儀及CT水模對X-Care技術在開啟和關閉兩種狀態下的X線輻射劑量進行了比較。在未開啟X-Care技術掃描水模體時，劑量長度乘積(DLP)為74.9 mGy.cm。開啟X-Care技術掃描同一水模體，DLP為43.4 mGy.cm，明顯低于前者。有效劑量(ED)=DLP×k(權重因子)。對同一掃描部位而言，因K值為同一常數，DLP與ED成正比。

3 討 論

CT灌注軟件推導數學方法僅兩種：非去卷積算法和去卷積算法。非去卷積法相對簡單、容易理解，但卻容易低估BF值。去卷積法更加真實反映組織器官的灌注情況，是目前CT灌注成像研究應用最多的數學方法[3]，本實驗應用去卷積算法。作者嘗試將兩種數學方法做比較，但根據體部灌注軟件自帶的Patlak 分析(屬于非去卷積法)計算44例SPN患者，有8例不能得出Patlak BV、PS，同時不能得到灌注彩圖，這樣的病例數占總數的22.7%。目前業界專家對于兩種算法計算得出的結果存在的差異，沒有給出很好的解釋[4]，因此，建立一套標準的分析方法非常有必要。

本實驗中部分肺結節直徑<8 mm，測量結果受到容積效應影響導致不準確、甚至為負值，這說明CT平掃值對于SPN性質的判定沒有意義。若將PH值>30 HU為診斷惡性結節的閾值，則敏感度為97%，特異度為56%，準確率為82%，這與部分報道不一致[5]，推測可能與對比劑注射劑量、流率以及CT機型不同有關。本研究中惡性組TDC大部分表現為Ⅰ型曲線，說明對比劑進入組織中比較容易，腫瘤血管明顯增多、基底膜不完整、通透性高，故強化時間早、峰值出現較早[6]，而下降支后出現平臺期，可能是對比劑在血管或組織間隙中流動比較緩慢形成滯留有關。炎性組TDC大部分表現為Ⅱ型曲線，表明結節內血管同樣豐富，對比劑進入容易，但排空延遲，因為組織水腫引起靜脈回流受阻。良性結節血供少或者沒有明顯血供，因此TDC表現為低平曲線。

本研究表明，惡性、炎性結節的BF、BV、PS均明顯高于良性結節，差異有統計學意義，然而惡性組與炎性組間比較，差異無統計學意義，這與陳南等[7]研究結果一致。炎性結節雖然血管增多，但是基底膜基本完整，而惡性結節除了腫瘤血管明顯增多外、且基底膜不完整，所以能夠解釋炎性結節和惡性結節BF、BV值較高的原因，大部分良性結節乏血供(本實驗中血管瘤、AVM、肺隔離癥除外)，因此灌注參數值均較低，依靠這三個指標鑒別惡性與良性結節、炎性與良性結節幫助較大、是非常可靠而且準確的，但是對于惡性結節與炎性結節則不能鑒別。

本研究組中，良性組TTP、MTT值均低于惡性、炎性組，具有顯著差異，而惡性組與炎性組比較則無明顯差異；良性結節屬乏血供病灶，血管較細且內部結構無異常，對比劑擴散慢，按理說MTT值應該相對較長，但本實驗中良性組MTT卻低于惡性、炎性結節，分析可能是良性組中出現了血管瘤、AVM、肺隔離癥3個富血供病變，導致MTT值變小，進一步提示MTT作為良性結節與惡性、炎性結節鑒別的指標的可信度不高。

綜上，炫速雙源CT容積灌注成像可作為SPN研究的重要方法，對結節性質的鑒別有一定的價值，特別是良、惡性結節，但是對于惡性與炎性結節的鑒別仍然缺乏特異性，需要結合TDC、增強方式以及各種灌注參數、臨床實驗室檢查來進行多方位、綜合性的評價，以期提高SPN的早期定性診斷率。

[1] Winer-Muram HT. The solitary pulmonary nodule[J]. Radiology, 2006, 239(1): 34-49.

[2] National Lung Screening Trial Research Team, Aberle DR, Berg CD, et al. The national lung screening trial: overview and study design[J]. Radiology,2011,258 (1):243-253.

[3] 田興倉, 李文玲, 朱力，等. 多層螺旋CT灌注成像在孤立性肺結節中的診斷價值[J].臨床放射學雜志, 2013,29(5):730-733.

[4] Goh V, Halligan S, Bartram C. Quantitative tumor perfusion assessment with multi-detector CT: are measurements from two commercial software packages interchangeable[J]. Radiology, 2007, 242(3) : 777-782.

[5] Tateishi U. Vascular endothelial growth factor related angiogenesis[J]. Radiology, 2005, 235(3) :1084-1085.

[6] 白榮杰, 程曉光, 申寶忠，等. 64層CT灌注成像對孤立性肺結節微血管結構的評價[J].臨床放射學雜志, 2008, 27(8):1032-1037.

[7] 陳南, 黃政, 楊振剛. 多層螺旋CT肺灌注成像在肺腫瘤診斷中的應用[J].貴州醫藥, 2011,35(8):747-749.

國家自然科學基金資助項目(81460265)；貴州省科學技術基金資助項目[黔科合丁字(2012)2361號]

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1000-744X(2016)09-0981-03

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△通信作者，E-mail:lbg2015@163.com