能谱CT成像在鉴别肾透明细胞癌和肾乳头状癌的应用

方为 邓克学

在肾脏的原发肿瘤里，肾透明细胞癌和乳头状癌是最常见的亚型，约占成人肾脏恶性肿瘤的90%左右。不同的肾癌亚型具有不同的生物学行为及预后。例如肾乳头状癌预后较好，则可选择肿瘤剜除术及腹腔镜下部分肾切除术等保留肾单位的手术方式，也可行射频消融等非传统手术的保留肾单位的治疗方式[1-2]。在选择治疗方式之前能明确肾癌的亚型，对于判断肾癌的治疗范围及预后具有重要的作用。本研究通过对比2011年10月-2013年3月本院45例肾癌术前能谱CT图像和术后病理结果，探讨能谱CT在肾透明细胞癌和乳头状癌的鉴别诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 搜集本院2011年10月-2013年3月肾癌45例，年龄32～79岁，平均57岁；男36例，女9例；每位患者均检出1处病灶，其中肾透明细胞癌35例，肾乳头状癌10例。

1.2 扫描技术与图像后处理 使用美国GE宝石能谱CT（Discovery CT750 HD）扫描，扫描范围从肝脏上缘至髂前上棘。所有受检者先采用常规平扫，再采用能谱成像模式进行双期增强扫描。增强扫描采用80 kVp和140 kVp瞬间高速切换，最大为600 mAs的自动电流，螺距0.984：1，转速为0.6 s/转，层厚5.0 mm，层距5.0 mm，然后将图像重建为层厚0.625 mm、间距0.625 mm的单能量图像（间隔为10 keV，从40～140 keV），将重建图像和原始数据传送到AdvancedWorkstation （AW4.5）工作站进行图像后处理分析。通过高压注射器经肘静脉注入浓度为300 mgI/mL的非离子型造影剂碘海醇，剂量为1.0～1.2 mL/kg，注入速率为3.0～3.5 mL/s，分别在注射后25～30 s，60～70 s后进行皮质期和髓质期两期扫描。

经过40～140 keV的单能量重建算法后，将皮质期及髓质期的图像及原始数据重建为层厚0.625 mm的图像后，传至GEAW4.5后处理工作站，将重建的数据图像后处理软件分析，于皮质期、髓质期在肿瘤的最大截面选定感兴趣区（ROI）。ROI的大小为30～40 mm2，尽量选取肿瘤的实性区域，尽量避开肾脏的大血管区、钙化出血及液化坏死，测量感兴趣区的碘-水浓度、水-碘浓度及从40～140 keV下的单能量CT值，并计算相应能谱曲线的斜率：斜率=[CT（40 keV）-CT（100 keV）]/|40 keV-100 keV|。

1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0统计学软件对数据进行处理，计量资料以（±s）表示，比较采用t检验，以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

在皮质期及髓质期肾透明细胞癌的能谱曲线的斜率、40～140 keV下的CT值的平均值及碘-水浓度平均值均大于乳头状细胞癌（P<0.05），但两组的水-碘浓度的平均值无统计学意义。两种肿瘤分型的能谱参数比较见表1、表2。

表1 两种肿瘤分型能谱曲线的斜率及CT值比较（±s）

表1 两种肿瘤分型能谱曲线的斜率及CT值比较（±s）

*与透明细胞癌比较，P<0.05

单能量（keV）40 50 60 70 80 90透明细胞癌（n=35） 皮质期 320.60±35.12 223.73±23.68 164.06±17.01 127.26±12.58 103.69±10.62 88.52±9.87髓质期 280.89±41.34 189.76±30.67 139.00±18.37 108.03±12.91 85.44±10.53 72.27±9.05乳头状细胞癌（n=10） 皮质期 208.74±18.72* 114.29±11.68* 104.50±8.01* 81.46±6.20* 66.89±5.77* 57.42±5.38*髓质期 205.85±15.42* 150.51±7.88* 103.98±7.19* 81.31±4.02* 66.22±2.87* 56.79±2.17*分型 分期

续表1

表2 两种肿瘤分型碘-水浓度及水-碘浓度平均值的比较分型（±s） mg/cm3

表2 两种肿瘤分型碘-水浓度及水-碘浓度平均值的比较分型（±s） mg/cm3

*与透明细胞癌比较，P<0.05

分期 碘-水浓度 水-碘浓度透明细胞癌（n=35） 皮质期 34.07±4.43 1039.03±9.63髓质期 30.50±5.12 1037.30±7.89乳头状细胞癌（n=10） 皮质期 22.32±2.16* 1025.03±4.27髓质期 22.35±2.44* 1024.93±1.63

3 讨论

X射线通过人体产生的衰减量可以客观的反映X射线的能量。以管电流约600 mA能谱CT通过80～140 keV双能量瞬时高速切换同时采样，可获取组织两组能量吸收投影数据，之后通过对投影模式的原始数据进行运算，即可得出各个单能量点（keV）组织对X线的吸收，从而可以获得一条从40～140 keV的能谱曲线，反应了物质在不同keV水平的单能量图像，它显示了不同病理类型和组织随着X线能量水平（keV）的变化而变化的X线衰减系数（HU）。不同来源的病灶和同一来源的不同病理类型的病灶均具有不同的能谱曲线，X射线穿过某种物质的能量衰减情况可由GSI曲线客观的反映，其单能量下的CT值可以反映X射线衰减的量。不同的物质所组成的化学分子结构是不同的，而不同的化学分子又决定了物质的能谱曲线，这就为应用能谱曲线来区别不同的物质奠定了基础。不同病理类型的病变具有不同的细胞组织，化学物质及代谢产物，因此应用能谱曲线可以定性区分两种不同的病理类型。

Wildberger等[4]根据肿块的大小、形态、边界、有无出血机钙化情况来鉴别肾脏肿瘤的亚型，在肾癌的各种亚型中，其肿块中具有出血及钙化的征像并不具有特异性，即使根据肿块的大小也无统计学差异。在皮质期、髓质期肾透明细胞癌比乳头状细胞癌均显示明显的强化，根据Kim[5]及Jinzaki[6]报道，肾透明细胞在皮质期CT值一般均能超过100 Hu以上，而肾乳头状细胞癌很少能超过100 Hu，Herts等[7]也认为强化程度高的肾肿瘤也基本可排除肾乳头状细胞癌。基于这一点，可以发现CT值的大小是鉴别肾透明细胞癌与肾乳头状细胞癌的一项敏感指标。但是一些非典型病灶在混合能量140 keV图像上存在重叠，两者鉴别困难。基于单能量成像的能谱曲线，避免了混合能量CT值的漂移，GSI曲线的斜率和各种基物质的浓度为确定病灶的性质提供了多种参数。笔者比较肾透明细胞癌和肾乳头状细胞癌的能谱曲线发现两者皮质期及髓质期既不平行也不重合，而且在40～100 keV范围的斜率有统计学意义，通过比较40～140 keV单能量下的CT值，发现在皮质期及髓质期两期两者的CT值均有统计学意义。本研究表明，能谱CT扫描的多种参数，例如肾透明细胞癌的基物质中的碘含量、GSI曲线斜率及40～140 keV下的单能量CT值均大于肾乳头状细胞癌，碘含量可以客观反映病灶的血供情况，研究结果也证实了肾透明细胞癌强化程度较肾乳头状细胞瘤更高，反映了肾透明细胞癌的血供更丰富，这与以往文献报道肾透明细胞血供较肾乳头状细胞癌丰富相一致。

肾透明细胞癌起源于肾小管或集合管的上皮细胞，镜下可见肿瘤内血管丰富，肿瘤细胞的胞浆透明，钙化灶可见于分化较好的肿瘤内，并可见囊性结构[8]。Kim[5]用认为肾透明细胞癌强化较明显是因为肿瘤含有丰富的血管和小泡状结构，而非透明细胞癌肿块内的这种结构较少，这为用CT值定量鉴别肾透明细胞癌与非透明细胞癌提供了病理学的基础。肾乳头状细胞癌起源于肾近曲小管和远曲小管的上皮细胞，常由肿瘤细胞构成多少不等的小管和乳头状结构，可见由乳头状生成的囊腔，易出血和坏死。肿瘤内的新生血管越多，其微血管的密度就越高，肿块的血供就越多，强化程度就越高，因此病灶内的碘含量就越多[9]，据文献报道[10-14]，肾透明细胞癌的微血管密度大于肾乳头状细胞癌，微血管密度与CT强化程度有关，后者直接反映含碘量的多少，病灶含碘量越多，CT值就越高，能谱曲线斜率越大。有学者认为乳头状肾细胞癌为乏血供肿瘤，增强时有较少的对比剂进入，在肿瘤内需更长的时间扩散，故强化程度不及肾透明细胞癌[15]。笔者分析肾乳头状细胞癌的恶性程度较肾透明细胞癌小，生长较缓慢，故肿块相对较大，相对体积内造影剂含量少，所以强化程度较透明细胞癌低，含碘量较透明细胞癌细胞癌少。

与传统CT相比，CT能谱成像为临床提供了更多的参数及影像学的信息，利用能谱CT的多种参数如碘浓度、能谱曲线的斜率及40～140 keV下的单能量CT值为鉴别肾透明细胞癌与肾乳头状细胞癌提供了更多的信息。综上所述，笔者认为能谱CT成像的碘浓度、能谱曲线的斜率及40～140 keV下的单能量CT值对于鉴别肾透明细胞癌与肾乳头状细胞癌提供了更多的参数，有利于提高诊断的准确性。

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