雙能CT碘攝取對良惡性肺結節的鑒別診斷價值

邱琳，徐一銘，仲艷，張騰，袁梅，俞同福

肺癌是目前死亡率最高的惡性腫瘤,肺癌影像學主要表現為結節或腫塊型，其早期診斷對于制定臨床診療路徑及改善預后至關重要[1,2]。目前已有多種影像學方法用于早期鑒別潛在惡性肺結節。

既往多位學者采用CT增強掃描鑒別良惡性肺結節，CT增強掃描可反映病灶內微血管的分布，從而鑒別良惡性，但其準確率僅為71.1%，且易受水、空氣及鈣化的影響[3,4]。雙能CT(dual energy CT，DECT)可行水、脂肪、軟組織及碘等物質分離，采用雙能后處理軟件對掃描圖像進行碘水分離，不僅可以獲得虛擬平掃圖像，還可獲得病灶內碘分布圖[5,6]。碘圖提供了靶器官碘對比劑分布的信息，反映病灶內是否含碘并量化病灶內碘含量，包括碘攝取量及碘濃度，從而直接反映腫瘤血供的信息，可用于評估肺結節的性質[7]，但是關于雙能CT碘攝取(iodine uptake，IU)鑒別良惡性肺結節價值的研究報道尚少。本研究通過分析應用DECT檢測肺結節的碘攝取圖，旨在探討DECT在鑒別良惡性肺結節中的臨床應用價值。

材料與方法

1.病例資料

回顧性搜集2018年1月-2018年9月在我院行雙能CT增強掃描的200例實性肺結節患者。經本院倫理委員會批準，檢查前所有患者均簽署了知情同意書。病例納入標準：無鈣化且直徑≤3 cm的實性肺結節患者；行DECT前經至少3個月隨訪病灶無變化或稍有增大者(最大層面長徑較前增大<20%)；所有結節均經手術或穿刺病理證實；術前未接受放、化療。病例排除標準：圖像偽影明顯，影響測量(n=32)；掃描前行CT引導下穿刺活檢(n=45)；病灶內存在大量壞死及空洞(n=15)。最終本研究共納入108例患者(共計112個實性肺結節)，其中男54例，女54例,年齡 22～77歲。

2.檢查方法

采用第三代西門子雙能CT(Siemens Somatom Force CT)掃描儀行胸部雙能CT增強掃描。掃描參數：層厚5 mm，準直0.6 mm×192i，0.5 s/r，螺距0.6，雙球管雙能量(球管A采用90 kV、240 mA,球管B采用Sn150 kV、165 mA)掃描。以4 mL/s的流率注射對比劑(Ultravist,370 mg I/mL，Bayer，Germany)，于對比劑注射后40 s及100 s行雙能CT掃描，得到90 kV、Sn150kV及融合能量圖像。

3.圖像分割及參數提取

將動脈期90 kV/Sn150kV雙能量圖像行1.5 mm薄層重建后調入Siemens Dual-Energy軟件，利用Liver VNC算法重建得到虛擬平掃圖像和碘分布圖。利用lungCAD軟件自動分割動脈期融合圖像中每個結節的全體積感興趣區(volume of interest，VOI)，然后由兩位胸部放射科醫師(醫師1和醫師2，分別具有3年和6年的胸部影像診斷經驗)分別手動調整。In-house軟件自動在虛擬平掃圖和碘分布圖上復制相同位置和大小的VOI，分段的VOI被傳送到西門子內部軟件中，分別計算出全體積強化程度及碘攝取參數，包括總碘攝取量、總碘濃度(碘濃度mg/ccm=碘攝取量mg/肺結節體積ccm)、重要區(即避開結節內壞死及空洞區域)碘攝取量及重要區碘濃度。最后在病灶同層面測量主動脈的碘濃度，得到肺結節的標準化碘濃度(標準化碘濃度=病灶碘濃度/主動脈碘濃度)。

4.統計學分析

采用SPSS 20.0軟件(SPSS Inc，Chicago，IL，USA)進行統計學分析。定量資料的組間比較采用獨立樣本t檢驗，定性資料的組間比較采用卡方檢驗，以分析良惡性肺結節的臨床及病理特征。采用t檢驗分析良、惡性肺結節的全體積強化程度及碘攝取參數是否存在差異。采用受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線分析全體積強化程度及碘攝取參數在鑒別良、惡性肺結節中的診斷效能。采用單因素及多因素回歸分析鑒別良、惡性肺結節的獨立預測因子。對兩位影像診斷醫師分別提取的影像特征采用組內相關系數(intraclass correlation coefficient，ICC)評估觀察者間的一致性。以P<0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.臨床表現

本研究共納入108例患者(112個結節)，其中良性結節患者58例(61個結節，占54.5%，其中肺結核35個，炎性結節13個，錯構瘤5個，硬化性肺泡細胞瘤4個，結節病4個)，惡性結節患者50例(51個結節，占44.8%，其中腺癌44個，鱗癌3個，轉移瘤4個)。112個結節中通過手術確診44個，通過穿刺確診68個。

良、惡性結節患者的年齡、性別、吸煙史、肺葉發生部位、最大直徑和體積差異均無統計學意義(P>0.05，表1)。兩位醫師影像參數測量具有較高的觀察者間一致性(ICC為0.842～0.983)。

表1 112個結節的臨床和病理特征

2.單變量分析與ROC曲線

與良性結節相比，惡性結節的全體積強化程度及碘攝取參數顯著增高，兩者差異均有統計學意義(P<0.05，表2)。ROC曲線分析結果顯示，總碘攝取量及重要區碘攝取量的診斷準確度及敏感度最高(表3、圖1)，但碘攝取量與病灶大小存在相關性，而全體積強化程度及碘濃度為非參數依賴性參數，故納入進一步回歸分析。

圖1 良、惡性結節強化程度和碘攝取參數的ROC曲線。

表2 良性結節與惡性結節的多參數比較

表3 碘攝取參數和全體積強化程度在良、惡性結節中的鑒別診斷效能

3.多因素回歸分析

單因素回歸分析結果顯示總碘濃度及重要區碘濃度在良、惡性肺結節中差異有統計學意義(P<0.05)，多因素回歸分析結果提示僅重要區碘濃度可作為獨立預測因子，OR值為1.36。良惡性肺結節病例的雙能CT圖像及碘圖見圖2～5。

圖2 右肺下葉低分化腺癌患者，女，66歲。a) 雙能CT動脈期圖像示結節(箭)呈不均勻顯著強化； b) 后處理軟件獲得的碘值圖像偽彩圖，結節(箭)的重要區碘濃度為1.42mg/ccm。 圖3 右肺上葉轉移性腎細胞癌患者，女，48歲。a) 動脈期圖像示結節(箭)環形強化，中央壞死； b) 碘圖示結節(箭)周邊碘攝取度高，中央壞死區域幾乎無碘攝取，重要區碘濃度為1.54mg/ccm。 圖4 右肺上葉結核患者，女，42歲。a) 動脈期圖像示結節(箭)呈輕度強化； b) 碘圖示結節(箭)的重要區碘濃度為0.55mg/ccm。 圖5 右肺中葉硬化性肺泡細胞瘤患者，女，55歲。a) 動脈期圖像示結節(箭)呈輕度強化； b) 碘圖示結節(箭)的重要區碘濃度為1.11mg/ccm。

討 論

以往研究表明，惡性肺結節內部持續性微血管生成，其血管豐富、血流灌注增加，強化程度增加。而多數良性結節新生血管較少，強化程度低于惡性結節[8,9]。炎性結節是一種良性結節，其血管成分比例隨疾病進展而顯著變化，早期主要是血管增生，由于血管豐富，增強掃描呈顯著強化，其程度甚至高于肺癌[10-12]；但隨著疾病的進展，結節內新生血管逐漸閉塞，纖維組織增生，強化程度降低。本研究中病灶至少經3個月隨訪無明顯變化，排除了急性炎性結節，因此良性結節的全體積強化程度低于惡性結節[分別為(17.56±1.99)HU和(31.72±2.14)HU，P<0.001)]。

以往研究以CT強化值>15 HU作為惡性肺結節的診斷指標，其敏感度為98%，特異度僅為58%[13]。本研究采用ROC曲線進行分析，以強化值25 HU為臨界值，預測效能最佳，但準確度、特異度和敏感度分別為77.9%、83.6%和70.6%，且全體積強化程度不能作為獨立預測因子。因此，單純依靠CT強化值來區分良、惡性結節并不可靠。

近年來，雙能CT逐漸開展應用，它可行水、脂肪、軟組織及碘物質分離，獲得碘分布圖并量化病灶內的碘含量[5,6]。許多研究已證實碘含量與腫瘤內血流灌注及血管生成之間存在一定的相關性[14]。惡性結節新生微血管未成熟，基底膜不完整，內皮細胞間隙增大，管壁通透性增加，對比劑更容易進入血管外細胞間隙，碘攝取增加[15,16]。

本研究探討雙能CT碘攝取參數對良惡性肺結節的鑒別診斷價值，通過后處理軟件獲得了碘攝取參數，包括總碘攝取量、重要區碘攝取量、總碘濃度及重要區碘濃度，將測量值由主動脈標準化后獲得了標準化總碘濃度及標準化重要區碘濃度，排除了患者循環等因素的影響。因為惡性結節內部血管生成，血流灌注增加，且新生血管通透性增加，其碘攝取參數均高于良性結節。

通過ROC曲線分析，筆者發現總碘攝取量(0.804)及重要區碘攝取量(0.805)對于鑒別良、惡性肺結節的準確度高于碘濃度(0.764～0.795)，但是碘攝取量與病灶大小相關，本研究中惡性結節體積大于良性結節[(分別為(11.23±18.40) 和( 5.69±10.95)ccm]，對碘攝取量的差異產生一定影響，而碘濃度用于測算單位面積的碘攝取量，量化了病灶內的碘攝取量，排除了病灶大小對碘攝取的影響，因此可以有效反映結節內部的灌注差異。

本研究結果顯示，惡性結節的重要區碘濃度高于良性結節[分別為(1.39±0.09 )和( 0.75±0.09) mg/ccm，P<0.001]，其診斷準確度、敏感度及特異度均高于全體積強化程度。僅重要區碘濃度可作為鑒別良惡性肺結節的獨立預測因子(OR=1.36)，即結節的重要區碘濃度每提升1 mg/ccm，其惡性風險將提升36%。筆者認為惡性腫瘤由于其生長速度超過內部血管，部分區域血流量減少，氧氣輸送減少，繼而形成壞死，因此惡性結節內部發生壞死的比例明顯高于良性結節，當惡性結節內部發生壞死或由于壞死物質流出形成空洞之后，該區域血流減少，灌注減低，碘攝取減低，而實性區域新生血管豐富，血流灌注增加。因此，重要區碘濃度即排除結節內部壞死及空洞區域后，可以更有效地反映結節內部的血管生成及血流灌注。

本研究存在以下局限性：①樣本量相對較少，可能對統計結果有一定影響；②本研究只涉及動脈期，而缺乏靜脈期的測量數據，需進一步研究。

綜上所述，雙能CT成像技術的碘攝取參數在鑒別診斷良、惡性肺結節方面較CT增強值具有更高的應用價值。