能谱CT体外鉴别渗出性与漏出性浆膜腔积液的价值＊

.汕头大学医学院第一附属医院放射科.汕头潮南民生医院放射科(广东 汕头 55000)郭仕涛 周 实, 黄钟杰马兴灿 林珏慧 林顺发

能谱CT体外鉴别渗出性与漏出性浆膜腔积液的价值＊

1.汕头大学医学院第一附属医院放射科
2.汕头潮南民生医院放射科(广东 汕头 515000)
郭仕涛1周 实1,2黄钟杰1马兴灿2林珏慧1林顺发1

目的 探讨宝石能谱CT在体外鉴别浆膜腔渗出性与漏出性积液的价值。材料与方法 收集42例胸腔积液或腹腔积液体外样本，根据Light's标准将其分为渗出液组(n=32)和漏出液组(n=10)。对积液进行体外能谱CT扫描，应用宝石能谱成像软件，测量样本的有效原子序数、水(碘)浓度、碘(水)浓度、40-140KeV(间隔5KeV)单能量CT值和混合能量CT值、计算能谱曲线斜率。比较两组各指标的差别，组间计量比较采用独立样本t检验。结果 渗出液组的有效原子序数、混合能量CT值及能谱曲线斜率(7.26±0.24、13.16±7.64HU和0.25±0.12)与漏出液组的(7.32±0.09、8.56±4.89HU和0.23±0.09)无差别(p＞0.05)。渗出液组水(碘)浓度(1024.87±5.44mg/ ml)高于漏出液组(1017.60±4.45mg/ ml)(p＜0.05)；而碘(水)浓度渗出液组(-3.24±1.51mg/ml)与漏出液组(-3.04±1.10mg/ml)无差别(p＞0.05)。在40-50KeV单能量区间两组CT值无差别(p＞0.05)；在55-140KeV单能量区间渗出液组CT值高于漏出液组(p＜0.05)。结论能谱CT体外测定浆膜腔积液的水(碘)浓度和55-140KeV单能量区间CT值可能对鉴别渗出液与漏出液有帮助，其临床应用价值需待进一步研究。

能谱CT；浆膜腔积液；渗出液；漏出液

鉴别浆膜腔渗出性或漏出性积液对病因的诊断和疾病治疗有重要临床意义。目前临床对其鉴别主要依靠抽取积液进行实验室检查。这项检查具有创伤性；而且当积液量较少时，其操作困难，容易出现并发症。传统影像学检查普通放射、普通CT、MRI以及超声可有效检出浆膜腔积液并对其定量，但未能有效鉴别积液是渗出性或漏出性。研究显示对普通CT显示为等密度泌尿系结石，宝石CT能谱成像可通过多参数分析其化学成分的不同，从而鉴别结石性质的不同[1]。渗出液和渗出液虽然在普通CT上呈等密度而无法鉴别，但其所含物质成份不同，推测其CT能谱成像可能有区别。本研究通过抽取42例患者浆膜腔积液进行体外CT能谱成像分析，并以实验室检查为对照，探讨宝石能谱CT对渗出液和漏出液的鉴别价值，现予报道。

1 材料与方法

1.1 一般材料 42例胸腔积液或腹腔积液患者，抽液后将液体置于非玻璃试管内行能谱CT扫描。患者年龄16～85岁，男23例，女19例。其中尿毒症10例，尿毒症合并腹膜炎5例，尿毒症伴肺炎2例，肺癌6例，肺结核6例，肺炎4例，肝癌2例，肝硬化1例，腹膜炎2例，淋巴瘤1例，转移瘤2例，肾病综合征并低蛋白1例。积液同时行常规和生化检查，部分行细菌培养、真菌培养、CEA等检查。

1.2 能谱CT扫描 将装有浆膜腔积液的试管竖立置于试管架上，使用GE能谱CT Discovery CT750 HD(HDCT)扫描，采用GSI-LUNG(GSI-16)扫描模式，电压为高低能量(140KVp和80KVp)，0.5ms瞬时切换，管电流为640mA，螺距0.984，扫描层厚5mm，层距5mm。将所得图像行混合能量重建(QC)和单能量重建(MONO)，重建层厚为0.625mm。

1.3 图像测量、记录 在工作站AW4.4上用能谱分析软件GSIViewer打开薄层单能量图像，用冠状面图像(试管横截面)取ROI，于试管内液体上、中、下3个位置层面，各取1次ROI，直径统一为5mm，面积为24.61mm2，下述各参数取上、中、下3个ROI平均值。分别测量、记录有效原子序数(EFF-Z)，水(碘)浓度，碘(水)浓度，各单能量(40～140KeV，间隔5KeV，共21个)CT值。薄层混合能量图像同样载入GSI Viewer，于相同位置测量、记录各ROI CT值。

表1 渗出液与漏出液不同单能量CT值比较

表1 渗出液与漏出液不同单能量CT值比较

积液性质 例数 40KeV 45KeV 50KeV 55KeV 60KeV渗出液 32 -2.27±12.43 2.87±10.29 5.47±8.52 7.83±7.33 10.05±6.55漏出液 10 -7.43±9.03 -2.90±7.29 0.04±6.29 2.47±5.47 4.64±4.97 t值 1.214 1.643 1.856 2.127 2.395 P值 0.232 0.108 0.071 0.040 0.021积液性质 65KeV 70KeV 75KeV 80KeV 85KeV 90KeV渗出液 12.52±6.06 14.63±5.75 16.38±5.59 17.77±5.50 19.24±5.51 20.12±5.49漏出液 6.69±4.55 8.36±4.24 9.75±4.09 10.83±3.95 12.07±4.00 12.84±3.98 t值 3.249 3.726 4.073 4.380 4.495 4.581 P值 0.004 0.001 0.001 0.000 0.000 0.000积液性质 95KeV 100KeV 105KeV 110KeV 115KeV 120KeV渗出液 20.76±5.45 21.34±5.42 21.70±5.44 21.92±5.42 22.34±5.43 22.49±5.45漏出液 13.43±3.98 13.83±3.96 14.30±4.00 14.44±3.94 14.89±4.00 14.94±3.94 t值 4.622 4.698 4.658 4.758 4.690 4.791 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000积液性质 125KeV 130KeV 135KeV 140KeV渗出液 22.74±5.48 22.84±5.45 23.09±5.47 23.18±5.47漏出液 15.28±4.00 15.27±3.96 15.56±4.02 15.59±3.96 t值 4.684 4.055 4.010 4.056 P值 0.000 0.000 0.000 0.000

能谱曲线斜率公式为K=y1-y2/x，y1、y2分别对应取140KeV及40KeV的CT值，x取100。

根据Light's标准[2]：符合以下1项或1项以上者为渗出液：(1)积液蛋白/血清蛋白＞0.5；(2)积液LDH/血清LDH＞0.6；(3)积液LDH＞2/3正常血清LDH上限。将浆膜腔液分为渗出液与漏出液，其中渗出液32例，漏出液10例。图1左图为试管内积液能谱曲线图，右图为测量图，由左至右依次为肝硬化(漏出液)，肺癌(渗出液)及肺炎(渗出液)。

1.4 统计分析 使用SPSS18.0统计分析软件，两组间各参数比较采用两个独立样本t检验，P＜0.05为差别有统计学意义。

2 结 果

2.1 渗出液与漏出液有效原子序数比较 32例渗出组EFF-Z为7.26±0.24，10例漏出组EFF-Z为7.32±0.09，两组EFF-Z差别无统计学意义(t=0.673，P=0.505)。

2.2 两组水(碘)浓度、碘(水)浓度比较 渗出组水(碘)浓度均值为1024.87±5.44mg/ ml，漏出组为1017.60±4.45mg/ ml，两组差别有统计学意义(t=3.836，P=0.000)，渗出组水(碘)浓度高于漏出组。

渗出组碘(水)浓度均值为-3.24±1.51mg/ml，漏出组为-3.04±1.10mg/ml，两组差别无统计学意义(t=0.374，P=0.711)。

2.3 渗出液与漏出液各单能量CT比较及混合能量CT比较 两组各单能量CT值比较，40～50KeV时，CT值差别无统计学意义；55～140KeV时，CT值差别有统计学意义，渗出液高于漏出液(表1)。渗出液与漏出液混合能量CT值分别为13.16±7.64与8.56±4.89，两组差别无统计学意义(t=1.783，P=0.082)。

2.4 渗出液与漏出液能谱曲线斜率比较 两组的斜率分别为0.25±0.12与0.23±0.09，差别无统计学意义(t=0.594，P=0.556)。两组能谱曲线斜率均为正值，且为弓背向上，即弓背向上递增型曲线。两组能谱曲线拟合曲线如图(图2)。

3 讨 论

浆膜腔积液病因复杂，包括渗出液如炎症、结核等，漏出液如心衰、肝硬化、肾衰、低蛋白、腹膜透析浆膜腔积液等，而恶性积液则可为漏出液或渗出液。临床上鉴别积液为渗出液或漏出液主要依据Light's标准，传统影像学检查如X线、常规CT、超声、MRI能确定是否积液并行定量。也有学者[3-4]据CT值等鉴别渗出液与漏出液，或根据CT征象鉴别良恶性积液[5-6]，但多有重叠。能谱CT的出现，实现了从混合能量成像到单能量成像的飞跃，多参数也使鉴别积液性质变成可能，已有少许文献应用能谱CT对积液性质进行鉴别。辛小燕等[7]认为低能量KeV在渗出液与漏出液的鉴别中起重要作用。鞠烨等[8-9]研究结果显示低能量图像(40～50KeV)在鉴别良恶性浆膜腔积液中起重要作用。鉴于此，本文再次对能谱CT在渗出液与漏出液中的鉴别价值进行验证。

有效原子序数指某化合物或混合物的质量衰减系数与某元素相同，该元素的原子序数称为某化合物或混合物的有效原子序数。根据有效原子序数的公式[10]，某混合物的有效原子序数决定于各原子在物质中的原子量的比例及各原子的原子序数。本研究结果示渗出液与漏出液的有效原子序数差别无统计学意义。与辛小燕等研究不同。

任何一种物质的衰减系数可以用两种物质(基物质)的衰减系数加权和来表示，这就是基础物质分离原理。对于医学成像来说，水和碘是常用的组合，从而产生水和碘的基础物质密度图像。本研究选取了常用的水基物质图及碘基物质图分析，结果显示，两组水(碘)浓度差别有统计学意义，渗出组高于漏出组；而碘(水)浓度差别无统计学意义。

单能量图像在不同能量水平具有不同的特征，低能量水平的X线穿透力低，具有较好的图像分辨能力，但噪声高。对于同一能量水平的单能量图像，物质的衰减系数取决于其本身密度，保证了同一物质衰减系数的恒定。本研究中，40～50KeV时，两组的CT值差别无统计学意义，可能与图像噪声高有关。55～140KeV的CT值两组差别有统计学意义，说明两组液体密度不同。辛小燕等[7]认为140KeV时，渗出液与漏出液差别无统计学意义，而40～130KeV各组(间隔10KeV)差别有统计学意义，且能量越低差别越大。本研究结果与辛小燕等均显示60～130KeV时差别有统计学意义，但本研究所示差别随能量变化不明显。但也有部分单能量的鉴别价值与辛小燕等不同，本研究结果为低能量时两组差别无统计学意义，而辛小燕等认为140KeV时差别无统计学意义，提示图像的分辨能力及噪声同时影响同一能量水平对两组的鉴别可能。同时，本研究结果两组的混合能量CT值差别无统计学意义。

X线束穿过某种物质的衰减情况，可以用不同单能量下的组织相应的平均CT值表示，这就构成了物质的衰减曲线。本研究所有样本均为弓背向上的递增型曲线，两组斜率差别无统计学意义。辛小燕等认为渗出液与漏出液的走形及形态类似，但起曲线为弓背向下的递减型曲线，与本研究不同。

综上，能谱CT的某些参数能够鉴别渗出液与漏出液，如55～140KeV单能量，但如有效原子序数、碘(水)浓度、斜率等参数则无法鉴别。本研究仍有不足之处：1.离体实验数据是否与在体数据一致，仍有待进一步研究。2.虽然55～140KeV能鉴别渗出液与漏出液，但两者CT值界点尚难确定。3.本研究漏出组样本较少，这一方面与临床上所见积液多为渗出液有关。鉴于此，将本课题应用于人体研究是本研究下一步方向。

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（本文图片见封三）

(本文编辑: 黎永滨)

The Value of Spectral CT in Differentiating Exudative Serous Cavity Effusion from Transudates in Vitro*

Objective To assess the value of spectral CT in differentiating serous cavity effusion.Materials and Methods 42 cases serous cavity effusion samples (32 exudates and 10 transudates) underwent spectral CT imaging. Using gemstone spectral imaging(GSI) viewer, the effective-Z(EFF-Z),CT values of water-iodine concentration, iodinewater concentration, 40-140KeV monochromatic images(interval of 5KeV), 140KVp QC and slope of spectral curve were measured. The difference of the spectral characteristic parameters was evaluated statistically by independent-samples t test.Results The EFF-Z, CT values on 140 KVp QC and slope of spectral curve don't show any statistically significant difference between exudates and transudates. CT values of water-iodine concentration of exudates was higher than that of transudates. But there was no difference on iodine-water concentration between the two groups. There was statistically significant difference on 55-140KeV between the two groups, however, there was no statistically significant difference on 40-50KeV.Conclusion Some spectral CT characteristic parameters especially 55-140KeV monochromatic images and water-iodine concentration maybe can differentiate exudates from transudates in vitro. There may be more search on the topic.

Spectral CT; Serous Cavity Effusion; Transudates; Exudates

R445.3

A

广东省科技计划项目（编号：2012B031800018）

10.3969/j.issn.1672-5131.2014.06.32

2014-08-05

周实