應用能譜CT定量壹期塵肺圓形小陰影中SiO2分布規律的研究

謝武桃，金盛輝，畢朝虎，王 威，惠俊蘭

（重慶醫藥高等?？茖W校附屬第一醫院放射科 重慶 400060）

塵肺病是在職業活動中長期吸入生產性礦物性粉塵并在肺內潴留而引起的以肺組織彌漫性纖維化為主的疾病[1]。該病是我國最主要的職業病，不僅患病人數多，而且危害大，是嚴重降低勞動能力、致殘和影響壽命的疾病，也是國家和企業賠償的主要職業病。目前國內外對塵肺病的發病率、病死率也是高度關注[2-3]。根據國家衛健委發布《2019年我國衛生健康事業發展統計公報》顯示，截至2019年底，全國共報告各類職業病新病例19 428例，其中職業性塵肺病15 898例，占81.8%。壹期塵肺患者最常見的影像學征象為小陰影，在X射線高千伏或數字化攝影（DR）后前位胸片上不能對其分布進行定量分析，常規CT和高分辨率CT（HRCT）也只能對塵肺小陰影進行CT值的定量分析[4]。而能譜CT成像在SiO2/Water基物質條件下，可以應用能譜成像分析軟件GSI Viewer對塵肺患者肺組織內SiO2含量進行定量分析[5]。本研究應用GE128排Revolution能譜CT對已確診壹期塵肺患者圓形小陰影和非接塵人員對照組進行SiO2在肺內分布規律的定量分析，為有爭議的早期塵肺病診斷X線分區及鑒別診斷，以及為將來制定CT輔助塵肺病分期診斷原則提供科學客觀的依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院2020年3月—2021年1月經職業病鑒定專家組已確診為壹期煤工塵肺病例30例患者作為塵肺組，年齡42～70歲，中位年齡為58歲，所有研究對象均為男性，每例均進行GE 128排Revolution能譜CT胸部掃描，檢查前均已簽署知情同意書。選取X線胸片無異常改變的非接塵人員30例作為對照組，年齡40～62歲，中位年齡為52歲，所有研究對象均為男性，每例均進行GE 128排Revolution能譜CT胸部掃描，檢查前均已簽署知情同意書。

1.2 儀器與掃描參數

30例壹期塵肺病患者及30例X線胸片無異常改變的非接塵人員，均采用美國GE 128排256層Revolution Es型能譜CT進行胸部掃描，掃描參數：GSI模式，電壓80 kV～140 kV，電流GSI手動模式：200～450 mA，層厚0.625 mm，螺距0.992:1，FOV：30 cm，噪聲指數9；掃描類型：螺旋掃描。轉速：2 r/s，矩陣512×512，探測器覆蓋寬度80 mm。肺窗采用高分辨率算法，縱隔窗采用標準算法。掃描范圍為雙側肺尖至肺底。掃描流程：核對塵肺患者身份證-患者準備-仰臥位-深吸氣并屏氣-曝光-停止掃描。體檢患者采用同樣的流程。

1.3 圖像數據處理

所有掃描圖像重建0.625 mm DATA數據傳入ADW4.7工作站GSI Viewer進行能譜分析，基于SiO2/Water基物質配對，測量感興趣區的SiO2含量。選取主動脈弓，氣管分叉及肺靜脈干層面放ROI區。主動脈弓層面、支氣管分叉層面、肺靜脈干層面雙側肺野靠前、靠后及左右兩側肺野測量每個位置的ROI區域。用圓形或者類圓形ROI進行測量，大小為390～410 mm2，RIO盡量保證雙側對稱，在同一病例中保證每個ROI大小形態一致，盡量避開肺部大血管、除塵肺結節其他以外的病變（如：鈣化、纖維條索、炎癥等）以及呼吸、心臟搏動所致的肺部偽影。一個病例總共為20個ROI區域。壹期塵肺患者30例在相應區域總共選擇600個ROI，X線胸片無異常改變的非接塵人員在相應區域總共選擇600個ROI。所有ROI區域數據均自動保存在Excel文件夾。分別對所有ROI區域的基物質SiO2/Water進行數據分析。

1.4 統計學方法

分別對塵肺組及對照組左右側肺組織以及同一肺組織前后、上下所有數據用Excel表格記錄和整理。應用統計數據軟件SPSS 22.0對測量結果進行統計分析，肺組織數據以（±s）表示，采取正態性檢驗及t檢驗，以P＜0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

此次研究壹期塵肺患者30人，每人選擇主動脈弓層面、支氣管分叉層面及肺靜脈干層面雙側肺野靠前、靠后各測量ROI 10處，共計600處。X線胸片無異常改變的非接塵人員對照組30人，每人選擇主動脈弓層面、支氣管分叉層面及肺靜脈干層面雙側肺野靠前、靠后各測量ROI 10處，共計600處。塵肺組和對照組SiO2（Water）基物質在肺內沉積量如表1～4所示。

表1 塵肺組和對照組SiO2（Water）基物質在肺內含量對比

塵肺組患者肺組織內SiO2（Water）基物質含量均值為（19.14±4.80）mg/cm3，對照組非接塵人員均值為（5.39±3.32）mg/cm3，兩者之間的均值差為（-13.74±6.48）mg/cm3，兩組差異有統計學意義（t=-5.60，P=0.001＜0.05）。

表2 塵肺組患者SiO2（Water）基物質在左右肺分布情況對比

塵肺組患者SiO2（Water）基物質含量在右肺均值為（17.66±5.93）mg/cm3，在左肺均值為（17.92±6.24）mg/cm3，兩者之間的均值差為（-0.25±4.32）mg/cm3，兩組差異沒有統計學意義（t=-0.32，P=0.74＞0.05）。

表3 塵肺組患者SiO2（Water）基物質在上下肺野分布情況對比

塵肺組患者SiO2（Water）基物質含量在上肺野均值為（18.81±10.26）mg/cm3，在下肺野均值為（19.30±5.27）mg/cm3，兩者之間的均值差為（0.48±11.68）mg/cm3，兩組差異沒有統計學意義（t=-0.228，P=0.821＞0.05）。

表4 塵肺組患者SiO2（Water）基物質在肺野前后部分布情況對比

塵肺組患者SiO2（Water）基物質含量在肺野前部均值為（15.06±5.40）mg/cm3，在左肺均值為（19.86±7.95）mg/cm3，兩者之間的均值差為（-4.79±9.05）mg/cm3，兩組差異有統計學意義（t=-2.90，P=0.007＜0.05）。

3 討論

目前，我國塵肺病的診斷原則是根據GBZ 70—2015《職業性塵肺病的診斷》，以可靠的生產性粉塵接觸史和X線高仟伏后前位胸片為主要依據，對照塵肺診斷標準片小陰影總體密集度至少達到1級，分布范圍至少達到兩個肺區，方可做出塵肺病診斷。技術合格的Ⅹ射線高千伏后前位胸片能有效觀察疾病的病變分布、范圍以及分級。但胸片存在著胸部不同組織相互重疊及密度分辨力低等方面的局限性，對有爭議的早期塵肺病診斷也有一定困難。在GBZ 70-2015《職業性塵肺病的診斷》附錄E中明確提出“以后前位胸片為常規檢查，為診斷和鑒別診斷的需要可加做側位、斜位、體層攝影或CT檢查等”[1]?！秹m肺病胸部CT規范化檢查技術專家共識》（2020年版）也推薦使用CT的MPR和MIP技術，有利于檢出微小結節與早期肺間質改變，但傳統CT尚不能確定微小結節是否含有SiO2成分[6]。

傳統CT對臨床CT圖像的評價主要基于鄰近組織的不同X線衰減所產生的形態信息。相關的病理狀態可通過異常的形態或者紋理表現出來，而可疑區域通常只能定性的評估其相對于周圍物質的低密度、高密度或者等密度，無法給出定量的參數[7]。隨著能譜CT的出現，不僅在常規CT所具備的高空間分辨率和時間分辨率的基礎上，能譜CT又增加了能量分辨率及理化性質分辨率這兩項參數，實現了多參數的成像：如碘基物質成像、單能量成像及有效原子序數測定等，使組織CT值內部的差異得到完全展現，更有利于物質成分的分析與鑒別。經過高低的兩組電壓掃描的X射線衰減的圖像可以表達為兩種基物質的密度，物質分離圖像中的每一個體素反映了相應的物質密度信息，雖然基物質圖像反應的物質并不一定是組織真實所含有的物質，但是當基物質是組織中所含有的兩種主要成分時，對組織的鑒別就有一定的敏感性和特異性[8-9]。

劉榮榮等[10]研究通過對70～140 keV單能量圖、有效原子序數及基物質對進行分析診斷，結果證明三種分析工具均能夠區分矽肺結節與對照組結節，能夠證明結節內含有SiO2成分，從而診斷矽肺，但未能對矽肺結節在肺內的分布規律進行相關性研究。

本次研究顯示，塵肺組患者肺內SiO2（Water）基物質在肺內含量（19.14±4.80）mg/cm3顯高于正常組的（5.39±3.32）mg/cm3，差異有統計學意義（P＜0.05）。塵肺組患者SiO2（Water）基物質在右肺均值為（17.66±5.93）mg/cm3，在左肺均值為（17.92±6.24）mg/cm3，兩者之間的均值差為（-0.25±4.32）mg/cm3，兩組差異沒有統計學意義（P＞0.05）；塵肺組患者SiO2（Water）基物質在上肺野均值為（18.81±10.26）mg/cm3，在下肺野均值為（19.30±5.27）mg/cm3，兩者之間的均值差為（0.48±11.68）mg/cm3，兩組差異沒有統計學意義（P＞0.05）；塵肺組患者SiO2（Water）基物質在肺野前部均值為（15.06±5.40）mg/cm3，在左肺均值為（19.86±7.95）mg/cm3，兩者之間的均值差為（-4.79±9.05）mg/cm3，兩組差異有統計學意義（P＜0.05）。

與傳統的相對CT值的混合能量（KVP）成像不同，能譜CT可以實現基物質測量和定性、定量分析，我們研究發現通過能譜CT來測量壹期塵肺患者肺內SiO2（Water）基物質含量的分布規律是可行的，為有爭議的早期塵肺病診斷X線分區以及將來制定CT輔助塵肺病分期診斷原則提供了一種新的研究方法。