能譜CT單能量圖像在診斷中央型肺癌與阻塞性肺實變中的價值

陜西中醫藥大學附屬醫院CT室(咸陽712000)

段海峰　賈永軍　于　勇　楊創勃　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變中的價值

陜西中醫藥大學附屬醫院CT室(咸陽712000)

段海峰賈永軍于勇楊創勃田騫田欣賀太平▲

摘要目的：探討能譜CT單能量對鑒別中央型肺癌與繼發阻塞性肺實變的診斷價值。方法：對30例術后經病理確診為中央型肺癌并阻塞性肺實變(阻塞性肺炎和阻塞性肺不張)的患者行寶石能譜常規CT平掃和能譜成像模式(GSI)雙期增強掃描，增強掃描數據經GSI viewer生成各期常規CT圖像和能譜單能量圖像，由兩位高年資胸部組CT診斷醫師參照術后標本圖片觀察評價增強掃描所得到的4種圖像對癌組織與阻塞性肺實變組織空間解剖關系分界的正確辨別率。結果：平掃圖像上腫瘤與阻塞性肺實變邊界不清，增強掃描后腫瘤均呈輕、中度強化，而阻塞性肺實變組織多呈持續強化。增強掃描4種圖像能夠分辨腫瘤與實變肺組織邊界的例數分別為：肺動脈期CT圖像11例(40%)，支氣管動脈期CT圖像18例(64%)，肺動脈期單能量圖像20例(76%)，支氣管動脈期單能量圖像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，支氣管動脈期單能量圖可判斷腫瘤范圍的比率最高，優于其他三種圖像(χ2=12.83、χ2=4.20、χ2=1.34，P<0.05)；肺動脈期單能量圖與支氣管動脈期CT圖像之間無顯著性差異(χ2=0.86，P>0.05)，但卻優于肺動脈期CT圖像(χ2=6.65，P<0.05)。結論：對于中央型肺癌并發支氣管阻塞者，利用能譜CT單能量圖，特別是支氣管動脈期單能量圖，可很好地顯示腫瘤和阻塞性實變組織的部位、大小、分界等解剖關系，為臨床分期及治療提供更加精確的信息。

主題詞肺腫瘤/放射攝影術體層攝影術，X線計算機肺不張/放射攝影術診斷，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生長即可引起支氣管狹窄，導致阻塞性肺不張或肺炎(阻塞性肺實變)。在常規混合能量CT平掃及增強時，由于腫瘤組織與肺實變的密度較為接近，常難以區分其邊界，從而導致對腫瘤位置、體積的評估存在差異[1]。能譜CT成像使醫學影像學進入了一個嶄新的、前沿的時代，使 CT 由宏觀研究轉變到微觀研究，進一步拓寬了CT 科學研究的應用平臺[2]。CT能譜成像單能量圖能優化組織對比，更好地顯示解剖結構[3]。本研究旨在探討能譜CT單能量圖對鑒別中央型肺癌與繼發阻塞性肺實變的診斷價值。

資料與方法

1臨床資料選擇我院2013年7月至2014年12月期間經術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，部分同時合并阻塞性肺炎。病理分型為鱗狀細胞癌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，雙臂舉過頭頂，掃描前練習呼吸并交待說明掃描的過程及注意事項。均按掃描流程采用螺旋CT容積掃描模式完成寶石能譜CT常規混合能量平掃和能譜成像模式(Gemstone spectral imaging，GSI)雙期增強掃描。掃描范圍為胸廓入口到膈肌水平，包括整個肺野，平掃：120kV，mA因人而異，層厚5mm，層距5mm，螺距1.375。GSI增強使用非離子型對比劑碘海醇(300mg I/ml)，劑量1.5ml/kg體重，用高壓注射器(德國Urich)經肘前靜脈以4.0 ml/s流速注射，造影劑注射結束后用30ml生理鹽水沖管。管電壓為80和140kVp的瞬時(0.5ms)切換，層厚 5.0mm，間隔5.0mm，螺距0.984。“兩期”掃描包括肺動脈期、支氣管動脈期。于肺動脈干平面取感興區(ROI)，采用實時對比劑追蹤系統，CT值到100Hu時觸發開始曝光，肺動脈期延遲時間為10～15s，支氣管動脈期延遲時間為22～30s。

3圖像測量與分析掃描完成后采用標準算法重建成層厚和層間距為1.25mm單能量(70keV)圖像；將GSI掃描后增強圖像傳至ADW4.6工作站的能譜圖像分析軟件GSI viewer上自動生成肺動脈期、支氣管動脈期CT圖像和動脈期、支氣管動脈期單能量圖4種圖像，由兩位CT室影像醫師(分別從事CT影像診斷15年及6年)參照術后標本圖片觀察評價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、偽彩圖等對癌組織與阻塞性肺實變組織空間解剖關系分界的正確辨別率，意見分歧時經協商達成一致。

4統計學處理采用SPSS17.0 統計分析肺動脈期、支氣管動脈期CT圖像和動脈期、支氣管動脈期單能量圖4種圖像鑒別中央型肺癌與繼發阻塞性肺實變分界的正確辨別率，采用χ2檢驗方法，以P<0.05為有顯著性差異，P<0.01為有極顯著性差異。

結果

1常規CT表現本組30例均為中央型肺癌并發支氣管阻塞后肺實變。平掃CT圖像示腫瘤所在支氣管閉塞或狹窄，相應部位肺葉、肺段體積減小，腫瘤與肺實變區域都表現為片狀實性密度增高影，不能區分。增強掃描后CT圖像上瘤組織呈輕、中度強化，實變的肺組織一般呈漸進性持續明顯強化。典型阻塞性肺不張、肺炎征象為其內見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張影(即“黏液支氣管征”[4])，但本組病例在肺動脈期有60%(15例)，支氣管動脈期有36%(9例)無法分辨兩者界線(見圖1A，圖2A～B)。

2低keV單能量圖能很好的分辨瘤組織邊界(見圖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)，支氣管動脈期單能量圖可判斷腫瘤范圍的比率最高，優于其他三種圖像(χ2=12.83、χ2=4.20、χ2=1.34，P<0.05)；肺動脈期單能量圖與支氣管動脈期CT圖像之間無顯著性差異(χ2=0.86，P>0.05)，但卻優于肺動脈期CT圖像

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

圖2高分化鱗癌患者肺部CT圖[A:肺動脈期常規CT圖像；B:支氣管動脈期常規CT圖像;A、B圖均不能明確分辨癌組織與阻塞性肺實變的交界線；C:肺動脈期單能量圖，D:支氣管動脈期單能量圖;C圖顯示在肺動脈期相對于不張肺組織(碘含量為22.13(100μg/cm3))癌組織(碘含量為13.32(100μg/cm3))成低碘特點，單能量圖能明確分辨癌組織與阻塞性肺實變的交界線(紅色三角箭頭)；D圖顯示在支氣管動脈期相對于不張肺組織(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，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)。增強掃描，肺動脈期CT圖像能夠分辨腫瘤與實變肺組織邊界10例，占40%；支氣管動脈期CT圖像能夠分辨腫瘤與實變肺組織邊界16例，占64%；肺動脈期單能量圖能夠分辨腫瘤與實變肺組織邊界19例，占76%；支氣管動脈期單能量圖能夠分辨腫瘤與實變肺組織邊界23例，占92%。

討論

當前，鑒別中央型肺癌腫瘤組織與阻塞性肺實變的影像方法有CT、MRI、核醫學等。PET-CT可很好區分腫瘤邊界[5]，但價格昂貴普及率較低。MRI鑒別癌腫與阻塞性實變區研究較多，一般認為T2WI可較好顯示分界[6]，DWI是T2WI的有效補充[7]，使其準確性進一步提高，但MRI成像同樣在胸部病變診斷中應用不普遍。CT是診斷肺癌首選的檢查方法，然而CT常規平掃及增強掃描時，由于腫瘤組織與阻塞實變的肺組織密度常較為接近，影像學改變有較大的重疊性，要確定腫瘤的范圍會存在一定困難[8]，最終將影響腫瘤分期的準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用價值。能譜CT只需一次GSI掃描就能到常規混合能量圖像(kVp)和單能量的圖像、基物質對圖像，可在一定程度上實現了物質定性分離和定量測定[9]，基物質對常用X線衰減高低不同的兩個物質組成，醫學成像常用的基物質對是碘和水。通過物質分離技術得到單能量圖、水基圖，可使CT由宏觀研究轉變到微觀研究。單能量圖像是以碘為基物質的CT能譜圖像，它對隨血流分布于受監測組織內的碘對比劑灌注十分敏感，并可準確測量出該組織成分的碘含量值。王明亮等[10]體模研究發現碘基圖能準確定量測定出不同濃度碘溶液的碘含量，具有很高的準確性及可信度。碘基圖的臨床應用使得能譜成像對被檢測體素內物質進行定量分析、鑒別成為可能[11]，故它不僅能有效反映肺實質血流動力學的變化，還能同時提供解剖和功能信息。當前，碘基圖在胸部主要應用于肺栓塞的診斷[12]和治療后評估[13]、鑒別肺結節性質[14]、定量檢測塵肺[15]等。

本研究探討能譜CT單能量物質圖對鑒別中央型肺癌與繼發阻塞性肺實變的診斷價值。所有平掃圖像上腫瘤與阻塞性肺實變邊界不清，都表現為片狀實性病灶，難以區分，增強掃描時由于肺癌幾乎全部由支氣管動脈供血，肺動脈不參與肺癌的血供，而肺炎，特別是不張肺組織，肺動脈供血比例較高，這種血供特點是常規CT動態增強分辨腫瘤與肺實變的理論基礎，本研究中肺動脈期CT圖像、支氣管動脈期CT圖像可分辨近半數或半數以上(分別為40%、64%)的邊界。筆者分析常規CT圖像不能分辨邊界的原因是兩種病變密度增強后密度仍較為接近，且CT值受容積效應、碘劑分布不均勻等影響較明顯，細微的灰度改變常不能被肉眼所分辨，從而導致較多病例增強后仍難以確定腫瘤與實變肺組織的范圍。本組支氣管動脈期CT圖像相對于肺動脈期CT圖像有更大的鑒別率，分析原因為支氣管動脈期時，肺癌已強化，且其微血管數量多、血管分布紊亂、基底膜不完整、通透性高等導致大部分患者腫瘤密度相對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的反映碘的分布，因此相對傳統CT，能譜 CT對強化后感興趣區密度變化敏感度提高[16]。②根據能譜CT原理，單能量圖為雙能量數據投影數據解析重建所得基物質分布圖，其可避免混合能量CT成像過程中由于硬化效應導致的CT值誤差。

本研究尚有以下不足：①本研究樣本例數少，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，對于單能量圖能否穩定、高效應用于臨床尚需增加樣本以進一步證實。②寶石能譜CT為后64排CT，當前國內外裝機數量少，影響臨床推廣。

總之，對于中央型肺癌伴發阻塞性肺實變的患者，GSI動態增強掃描后得到的單能量圖，特別是支氣管動脈期單能量圖，可更好地顯示腫瘤和阻塞性實變組織的部位、大小、分界等解剖關系，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】R734.2

【文獻標識碼】A

doi：10.3969/j.issn.1000-7377.2016.01.006

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