CT 雙能量成像在診斷肺結(jié)節(jié)不同病變中的診斷價(jià)值

陳延帆 吳 海

溫州市人民醫(yī)院放射科，浙江溫州 325000

肺癌、結(jié)核及炎性結(jié)節(jié)是肺結(jié)節(jié)最常見(jiàn)的病理類(lèi)型。目前肺結(jié)節(jié)診斷與鑒別診斷的首選方法依舊是傳統(tǒng)CT 平掃及增強(qiáng)檢查。肺結(jié)節(jié)病變?cè)谟跋駥W(xué)上常呈多樣性及復(fù)雜性，良惡性病變?cè)趶?qiáng)化程度與形態(tài)學(xué)上有一定重疊，存在“同影異病”或“同病異影”的不確定性，易造成漏診或錯(cuò)診，導(dǎo)致誤診或延遲治療，常規(guī)CT 在診斷上具有一定的限制。CT雙能量掃描（dual energy CT，DSCT）是基于常規(guī)CT 的技術(shù)升級(jí)，利用不同組織的能量特性提取組織中的碘，借助彩色編碼技術(shù)顯示碘分布，反映血管分布，進(jìn)而判斷病灶的大小及性質(zhì)。本研究旨在探討CT 雙能量成像對(duì)非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核及炎癥三種肺結(jié)節(jié)病變的診斷價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集2017 年12 月至2020 年10 月溫州市人民醫(yī)院經(jīng)常規(guī)體檢或CT 檢查收治的疑似肺內(nèi)實(shí)性結(jié)節(jié)患者95 例，其中男65 例，女30 例；年齡33～81 歲，平均（60.12±12.25）歲；所有患者均為單發(fā)病灶，根據(jù)病理結(jié)果將其分為非小細(xì)胞肺癌組（=42）、結(jié)核組（=33）、炎性結(jié)節(jié)組（=20）。三組患者的性別、年齡等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），具有可比性，見(jiàn)表1。本研究經(jīng)溫州市人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（倫理審批號(hào)：2018–51），所有患者均簽署知情同意書(shū)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病灶為1～3cm 的實(shí)性結(jié)節(jié)，行CT 雙能量檢查前未接受肺結(jié)節(jié)相關(guān)治療；②所有患者無(wú)對(duì)比劑過(guò)敏；③所有患者均經(jīng)活檢或手術(shù)切除組織的病理學(xué)檢查確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：①當(dāng)前或既往有惡性腫瘤史；②合并心、腎、肝、腦等臟器功能障礙；③肺部存在彌漫性病變；④既往有肺部手術(shù)、射頻消融及放化療史；⑤妊娠期或哺乳期女性。

表1 三組患者的一般資料比較

1.2 影像學(xué)分析

CT 檢查采用德國(guó)Siemens Somatom Definition FlashCT 雙能量掃描。先行平掃，再行雙期雙能量增強(qiáng)掃描。所有圖像上傳影像存儲(chǔ)和傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）后，在CT 平掃及增強(qiáng)上觀(guān)察、記錄病灶的影像學(xué)特征，包括血管受累、病灶鈣化、淋巴結(jié)增大、結(jié)節(jié)邊緣、部位、強(qiáng)化特點(diǎn)。淋巴結(jié)增大是指肺門(mén)或縱隔存在腫大淋巴結(jié)，短徑＞1.0cm。結(jié)節(jié)邊緣包括邊緣光整、邊緣不光整、邊緣毛刺/分葉。強(qiáng)化特點(diǎn)分為均勻強(qiáng)化及不均勻強(qiáng)化。重建后得到1 組80kv 圖像、1 組140kv圖像及1 組融合圖像（M=0.6）。將重建后薄層圖像導(dǎo)入Syngo Dual Energy 工作站中，在“Monoenergetic”模塊，點(diǎn)擊能譜信息，選擇病灶感興趣區(qū)（region of interest，ROI），將ROI 放在病灶及同層面胸主動(dòng)脈，ROI 的圈畫(huà)選取病灶最大以及強(qiáng)化最不均勻的層面，避開(kāi)病灶囊變壞死、空洞、血管、肺不張及鈣化區(qū)域，測(cè)量時(shí)保持各期ROI 的位置、大小、形態(tài)。計(jì)算數(shù)據(jù)包括：①標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC），NIC=IC/ IC，IC為病灶碘濃度，IC主為同層面胸主動(dòng)脈碘濃度，包括動(dòng)脈期NIC（NIC of arterial phase，NICAP）及靜脈期NIC（NIC of venous phase，NICVP）。為確保數(shù)據(jù)一致性，所有ROI 的測(cè)量均在連續(xù)的3 個(gè)層面上測(cè)量，并取平均值。②利用能譜分析軟件，分別獲得動(dòng)、靜脈期相應(yīng)的能量衰減曲線(xiàn)，并計(jì)算能譜曲線(xiàn)斜率K=（CT–CT）/（100–40），CT、CT分別為40、100keV單能量水平下病灶內(nèi)ROI 的CT 值。圖像特征由2名中高級(jí)職稱(chēng)放射科醫(yī)師、影像學(xué)經(jīng)驗(yàn)均＞10 年、盲法情況下對(duì)患者肺結(jié)節(jié)病變圖像進(jìn)行分析，若有分歧，共同商討后達(dá)成共識(shí)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 CT 雙能量掃描影像形態(tài)學(xué)特征比較

三組肺結(jié)節(jié)病變的血管受累、病灶鈣化、淋巴結(jié)增大、結(jié)節(jié)邊緣、部位、強(qiáng)化特點(diǎn)等CT 征象比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05）。非小細(xì)胞肺癌組結(jié)節(jié)多呈血管受累、淋巴結(jié)增大、結(jié)節(jié)邊緣呈毛刺/分葉狀、發(fā)病于兩肺下葉、強(qiáng)化不均勻；結(jié)核組結(jié)節(jié)多呈病灶鈣化、結(jié)節(jié)邊緣不光整，發(fā)病于兩肺上葉、強(qiáng)化不均勻；炎性結(jié)節(jié)組結(jié)節(jié)多呈邊緣不光整、發(fā)病于兩肺下葉、強(qiáng)化均勻，見(jiàn)表2、圖1～6。

表2 非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核、炎性結(jié)節(jié)CT 雙能量掃描影像形態(tài)學(xué)特征比較[n（%）]

圖1 非小細(xì)胞肺癌CT 雙能量平掃

圖2 非小細(xì)胞肺癌CT 雙能量增強(qiáng)掃描

圖3 非小細(xì)胞肺癌CT 雙能量碘分布圖

圖4 肺結(jié)核CT 雙能量平掃

圖5 肺結(jié)核CT 雙能量增強(qiáng)掃描

圖6 肺結(jié)核CT 雙能量碘分布圖

2.2 CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)比較

三組肺結(jié)節(jié)病變的NICAP、NICVP、K、K比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），均呈炎性結(jié)節(jié)組＞非小細(xì)胞肺癌組＞結(jié)核組的順序降低（＜0.05）。見(jiàn)表3。

表3 非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核、炎性結(jié)節(jié)CT 雙能量定量參數(shù)比較（）

2.3 CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核ROC 曲線(xiàn)

NICAP、NICVP、K、K均可用于鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核（＜0.05），NICAP+NICVP+K+K鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核的ROC 的AUC、敏感度及特異性等診斷效能指標(biāo)均較高，見(jiàn)表4 和圖7。

圖7 CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核的ROC 曲線(xiàn)

表4 CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核的效能

3 討論

肺位于人的胸腔內(nèi)，分為左右兩肺，左肺二葉，肺部病變較多，但存在類(lèi)似的臨床癥狀及病變特點(diǎn)，如何準(zhǔn)確診斷病變類(lèi)型對(duì)后期的治療及療效評(píng)價(jià)具有顯著的臨床意義。相較于X 線(xiàn)，胸部CT 因具有較高的密度分辨率，因而在顯示病變侵犯組織及病變內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面具有較大的優(yōu)勢(shì)，尤其是CT 雙能量掃描不僅可獲得不同組織的病變數(shù)據(jù)，還可獲得組織的血流數(shù)據(jù)，因而成為肺部病理確診的重要輔助手段。

3.1 肺結(jié)節(jié)不同病理類(lèi)型的CT 影像形態(tài)學(xué)特征

血管受累、淋巴結(jié)增大為非小細(xì)胞肺癌的常見(jiàn)表現(xiàn)。本研究結(jié)果顯示，42 例非小細(xì)胞肺癌中血管受累15 例（35.71%），淋巴結(jié)增大17 例（40.48%）；結(jié)核組及炎性結(jié)節(jié)組也存在血管受累、淋巴結(jié)增大，但例數(shù)較少，可用于鑒別非小細(xì)胞肺癌與結(jié)核、炎性結(jié)節(jié)。另一方面，血管受累、淋巴結(jié)增大是肺結(jié)節(jié)不同病理類(lèi)型的共同CT 影像形態(tài)學(xué)征象，這也是臨床診斷存在誤診的可能原因。

邊緣光整常為良性肺結(jié)節(jié)病變，包括炎性假瘤、錯(cuò)構(gòu)瘤、硬化性血管瘤等，而邊緣不光整的病灶則包括非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核及部分炎性結(jié)節(jié)等。本研究中非小細(xì)胞肺癌組邊緣多為毛刺/分葉征（59.52%，25/42），多發(fā)病于兩肺下葉；結(jié)核組的病灶多不光整（57.58%，19/33），多發(fā)病于兩肺下葉；炎性結(jié)節(jié)多為邊緣光整（40.00%，8/20），多發(fā)病于兩肺下葉，與既往的研究結(jié)果相符合。

強(qiáng)化特點(diǎn)方面，炎性結(jié)節(jié)組多呈強(qiáng)化均勻（60.00%，12/20），非小細(xì)胞肺癌組（76.19%，32/42）與結(jié)核組（66.67%，22/33）多呈強(qiáng)化不均勻，三組肺結(jié)節(jié)病變的強(qiáng)化特點(diǎn)比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），提示病灶的強(qiáng)化特點(diǎn)與結(jié)節(jié)狀病理組織有關(guān)。

由此可見(jiàn)，CT 影像學(xué)特征對(duì)鑒別肺內(nèi)實(shí)性結(jié)節(jié)具有一定的診斷效能，但不乏一些形態(tài)學(xué)上不典型的肺內(nèi)結(jié)節(jié)，使非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核及炎性結(jié)節(jié)在影像學(xué)特征上存在CT 影像學(xué)特征重疊，且形態(tài)學(xué)評(píng)價(jià)為主觀(guān)評(píng)估，在診斷上會(huì)存在一定差異。

3.2 CT雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)鑒別診斷肺結(jié)節(jié)病變

CT 雙能量一次掃描能夠提供多參數(shù)信息，比如虛擬平掃、碘圖、虛擬單能譜圖、能譜曲線(xiàn)等。其中碘圖是反映結(jié)節(jié)雙能量參數(shù)信息最基礎(chǔ)、最重要的指標(biāo)。結(jié)節(jié)內(nèi)的雙能量參數(shù)分析與所選ROI 區(qū)域內(nèi)的碘含量呈正相關(guān)，所測(cè)的碘濃度直接反映其血供，碘濃度越高表明病灶血供越豐富。另外，為排除自身心肺輸出量及心肺功能對(duì)數(shù)據(jù)的影響，本組設(shè)計(jì)計(jì)算NIC，以盡可能減低患者的個(gè)體差異對(duì)研究結(jié)果的影響。

本研究中，三組肺結(jié)節(jié)病變的NICAP、NICVP比較，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＜0.05），與以往的研究結(jié)果相似，可能與不同病變的結(jié)節(jié)內(nèi)部的供血不同相關(guān)，如炎性結(jié)節(jié)病灶主要的病理結(jié)構(gòu)為肉芽組織，存在肺動(dòng)脈及支氣管動(dòng)脈的雙重供血，加之炎癥刺激導(dǎo)致病灶內(nèi)血管增多、血管通透性增加，故碘含量增加明顯。非小細(xì)胞肺癌常浸潤(rùn)血管壁，易造成管腔狹窄及癌細(xì)胞堆積導(dǎo)致中小動(dòng)脈管腔閉塞，其增強(qiáng)后碘含量相較于炎性結(jié)節(jié)減低。結(jié)核本身為肉芽結(jié)締組織增生，存在內(nèi)膜纖維化，血供較低。上述結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，相較于傳統(tǒng)增強(qiáng)CT，CT 雙能量掃描參數(shù)可通過(guò)量化的指標(biāo)反映肺內(nèi)結(jié)節(jié)病灶的不同血供情況。

物質(zhì)的能譜曲線(xiàn)是物質(zhì)的CT 值隨X 線(xiàn)能量的變化而形成的曲線(xiàn)，不同物質(zhì)的能譜曲線(xiàn)不同，因此，能譜曲線(xiàn)有助于反映物質(zhì)的能量衰減特性。本研究結(jié)果顯示，動(dòng)、靜脈期能譜曲線(xiàn)斜率K在三種肺結(jié)節(jié)病變中差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，呈炎性結(jié)節(jié)組＞非小細(xì)胞肺癌組＞結(jié)核組的順序降低，此結(jié)果與李明英等對(duì)肺部結(jié)節(jié)對(duì)比研究的結(jié)論相符。本研究結(jié)果顯示，在動(dòng)靜脈期，炎性結(jié)節(jié)組、非小細(xì)胞肺癌組及結(jié)核組在40～100keV 段不平行也不重合，反映三組病灶物質(zhì)結(jié)構(gòu)不同。動(dòng)脈期、靜脈期的三組肺結(jié)節(jié)病變能譜曲線(xiàn)斜率不同，炎性結(jié)節(jié)的強(qiáng)化程度要高于非小細(xì)胞肺癌及結(jié)核，這一差異在低keV 水平段明顯。

采用ROC 分析進(jìn)一步證實(shí)，CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)均可用于鑒別診斷炎性結(jié)節(jié)和非小細(xì)胞肺癌、非小細(xì)胞肺癌和結(jié)核，AUC 均＞0.639，敏感度均＞72.73%，且CT 雙能量掃描相關(guān)定量參數(shù)聯(lián)合診斷的效能較單一參數(shù)更高，AUC 接近1.00，敏感度與特異性均為100.00%。

本研究尚有以下局限性：①樣本量有限；②除本研究納入的參數(shù)外，CT 雙能量掃描成像相關(guān)定量參數(shù)還包括碘圖、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度、虛擬單能譜圖、能譜曲線(xiàn)斜率等量化指標(biāo)，未完全將所有指標(biāo)納入分析；③非小細(xì)胞肺癌及炎性結(jié)節(jié)仍包括多種不同病理類(lèi)型，本研究未展開(kāi)進(jìn)一步亞型分組研究。

綜上所述，CT 雙能量成像可清晰地描述非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核及炎性結(jié)節(jié)的形態(tài)學(xué)特征，但三種結(jié)節(jié)的形態(tài)學(xué)特征存在重疊，因此鑒別診斷的價(jià)值有限。分析CT 雙能量成像定量參數(shù)，如NICAP、NICVP、K、K，可為非小細(xì)胞肺癌、結(jié)核及炎性結(jié)節(jié)的診斷提供全新的思路，可提高臨床診斷效能，值得推廣應(yīng)用。