宝石能谱CT在鉴别良恶性胸腔积液中的初步研究

练伟 姚立正

摘要：目的：初步探讨宝石能谱CT在鉴别胸腔积液良恶性中的应用价值。方法：回顾性选取经临床或病理证实的胸腔积液患者共52例，均用宝石能谱CT进行能谱模式扫描，提取混合能量、40-140kev各单能量水平的CT值，所得的数据采用独立样本t检验的方法进行比较，P<0.05表示差异具有统计学意义。结果：低能量图像（40～50kev）及高能量图像（90～140kev）的CT 值在良恶性积液的鉴别中起到重要作用。

关键词： 宝石能谱CT，能谱成像，胸腔积液，良恶性

导致胸腔积液的病因复杂，明确胸腔积液的性质对于临床治疗有重大的指导意义。目前X线、超声、普通CT、MR对其进行检出、定量较易，但难以进一步对其定性良恶性。随着宝石能谱CT的出现，目前临床已开始使用宝石能谱CT对胸腔积液进行性质的鉴别 [1]。本文旨在通过对52例胸腔积液患者的能谱分析，初步探讨宝石能谱CT在鉴别胸腔积液良恶性中的应用价值。

1材料与方法

1.1一般资料

选择2014年9月～2015年6月期间我院进行宝石能谱CT扫描并经临床或病理证实的胸腔积液患者52例，男32例，女20例，年龄26～84岁。并根据临床、实验室检查及影像学表现，将其分为30例良性胸腔积液（肝硬化12例，心衰肾衰3例、炎性病变10例、结核5例）和22例恶性胸腔积液（均为肺癌伴胸腔积液）。

1.2仪器与方法

所有检查均采用GE宝石能谱CT机（HD CT750 Discovery）扫描，采用GSI模式：螺旋扫描速度为0.6s/r，探测器宽度为4cm；电压为高低能量（80kvp至140kvp）瞬时切换，管电流为自动毫安。图像重建：第一组为常规混合能量图像，即QC图像，用于检查过程中实时观察，层厚/层间隔为5mm；第二组为单能量图像，层厚/层间隔为2.5mm。图像重建算法均采用标准算法。

1.3图像分析与测量

将图像导入工作站GE AW4.6上进行。对混合能量图像进行CT值的测量，选取图像中积液最明显的层面进行测量，ROI圈取尽可能多的积液，避开钙化、实性成分、血管的结果。将单能量图像载入能谱分析软件GSI Viewr中进行分析，同一病例对照其混合能量的相应层面选取同样大小的ROI进行测量，保存ROI数据文件，从中提取混合能量CT值（HU）、40-140kev各单能量水平（以10kev为间隔）的CT值（HU）。

1.4统计学分析

采用SPSS 20.0统计分析软件。比较良性、恶性胸腔积液的混合能量下CT值平均值、40-140kev（以10kev为间隔）各能量水平CT值的平均数的差异，结果进行独立样本t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

两组混合能量及各单能量水平下的CT值对比结果，见下表。结果显示混合能量CT值：两组之间差别无统计学意义。单kev下CT值：两组在低kev（40～50kev）的CT值差异有统计学意义，在高Kev（90～140kev）的CT值差异有统计学意义，在60～70kev差异无统计学意义。

两组混合能量及各单能量水平下的CT值对比结

3讨论

正常情况下，胸腔内只会有少量液体，起润滑保护作用。病理情况下，胸腔内多量液体潴留，称为胸腔积液。根据Light标准[2]，胸腔积液可分为漏出液和渗出液。根据病因，胸腔积液可以分为良性和恶性胸腔积液，引起良性胸腔积液的病因很多，最常见的是肝硬化失代偿、心功能不全、肾功能衰竭、非特异性炎症、结核等；而恶性胸腔积液见于各种胸部恶性肿瘤的晚期，是由于恶性肿瘤累及血管、淋巴管或淋巴结转移使胸腔积液的回流吸收受阻，或是因为肿瘤细胞直接侵犯毛细血管，使其通透性增加所致。

X线片、超声、常规CT、MRI检查可以检测出胸腔积液的存在，并能对其进行定量。常规CT可通过测量CT值检出胸腔积液，有学者[3-4]据CT值等对渗出液与漏出液进行鉴别，也有学者根据CT征象鉴别良恶性积液[5-6]。

宝石能谱CT成像是一种新型的成像技术，它改变了传统的混合能量成像模式（ kilovolts peak，kVp），将其转变为单能量成像模式（ kevmagic，kev），能够提供除传统图像外的单能量图像、基物质图像、能谱曲线以及有效原子序数等多种参数，并能够进行物质分解及组织定性，为能谱成像更广阔的临床应用和研究创造可能[7]。能谱成像的原理是通过高低电压（80kVp和140kVp）瞬时技术，同时实现2组数据采样，根据已知物质的质量吸收系数随能量变化的关系，计算出感兴趣物质在各个能量点中对X 线的吸收，从而实现单能量成像。能谱模式扫描一次扫描能够可获得40～140keV共101个不同能量的单能量图像，从而满足了不同能量水平下进行疾病诊断的需要。混合能量图像值相当于常规CT的图像，混合能量掃描产生的X线具有一定的能量范围，X线中会包括多种能量的光子，采用混合能量扫描时会产生CT值的飘移，且常规混合能量受到X线硬化效应、X线散射、部分容积效应等因素的影响，得到的CT值与单能量图像上测得的CT值相比不够准确[8]。因此混合能量图像中胸腔积液良恶性质不能完全区分。本组研究也证明良恶性胸腔积液之间混合能量CT值比较无差异。

单能量图像是指处于某一能量水平的X线穿过物质后所产生的衰减图像，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，从而保证同一物质得衰减系数的恒定，避免了硬化效应的影响，能得到更加准确的CT值[9]。在本研究中，良恶性胸腔积液在低能量图像（40～50kev）的CT值有差异，提示低能量图像可以在良、恶性积液的鉴别中起到重要的作用。本组资料证明在60～80kev（接近于普通CT的混合能量）时恶性与良性的CT值无差别，进一步证明了常规CT值不能区分这两种性质的积液。而本次试验两组积液在高能量图像（90～140kev）的CT值差异有统计学意义，证明了良恶性积液在组织分辨较差的高能量图像上亦可以区分，提示这两种性质积液成分存在有很大的不同。

綜上所述，低能量图像（40～50kev）及高能量图像（90～140kev）的CT 值在良恶性积液的鉴别中起到重要作用。宝石能谱CT为临床鉴别良恶性胸腔积液的性质提供了一种全新的分析方法，具有很好的应用前景。

参考文献：

1辛小燕，朱斌，陈君坤，等.CT能谱成像在胸腔渗出液与漏出液定性鉴别中的作用[J].中华放射学杂志，2011，45：723-728.

2 Light RW，Macgregor MI，Luchsinger PC， et al. Pleural effusions： the diagnostic separation of transudates ans exudates[J]. Ann Intern Med.1972， 77（4）：507一513.

3 Nandalur KR，Hardie AH，Bollampally SR，et al.Accuracy of computed tomography attenuation values in the characterizeation of pleural fluid：An ROC study .Acad Radion，2005，12（8）：987-[1] 991.

4 Aquino SL，Webb WR， Gushiken BJ. Pleural exudates and transudates： diagnosis with contrast一enhanced CT[J]. Radiology. 1994，192 （3）：803-808.

5 Arenas-Jimenez J， Alonso-Chartrina S， Sanchez-paya J， et al. Evaluation of CT findings for diagnosis of Pleural effusions. Eur Radiol [J].2000， 10： 681一690.

6 李坚，胡胜利，陈国强.CT对恶性和良性胸腔积液鉴别诊断价值.实用肿瘤学杂志[J].1999，19：282-284.

7 李小虎，刘斌，余永强，等.能谱CT的原理与临床应用价值[J].中国医疗器械信息，2011，17（10）：1-5.

8 Musturay K， Aykut A.Dual-energy CT revisited with multidetector CT：review of principles and clinical application [J].Diagnostic and Interventional Radiology，2011，17：181-194.

9 Kang MJ，Park CM，Lee CH，et al.Dual-energy CT：clinical application in various pulmonary diseases[J].Radiographics，2010，30：685-698.