宝石CT能谱成像在甲状腺良恶性结节方面的研究

苏宇，高思佳，佟晶，王玉蕊

宝石CT能谱成像在甲状腺良恶性结节方面的研究

苏宇，高思佳，佟晶，王玉蕊

作者单位:110001辽宁沈阳，中国医科大学附属第一医院放射科

目的探讨宝石CT能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）检查在鉴别甲状腺良恶性结节上的诊断价值及临床应用。方法收集甲状腺结节患者39例（结节45个），采用能谱CT行GSI单能模式平扫及增强扫描，测量并计算病变组织平扫期、动脉期、静脉期的碘基值及碘基值比率，计算能谱曲线斜率，并与术后病理检查结果作对比。结果45个结节中，20个为乳头状腺癌，25个为结节性甲状腺肿，两组碘基值比率平扫期及静脉期有统计学差异，动脉期乳头状腺癌组碘基值比率低于结节性甲状腺肿组。两组能谱曲线斜率各期均有统计学差异（P＜0.05）。结论联合CT形态学及GSI检查对甲状腺良恶性结节的鉴别诊断有重要帮助。

能谱成像;甲状腺结节;乳头状腺癌;能谱曲线

甲状腺结节是临床上常见的疾病，女性多发，人群中有4%～8%的人触诊可发现甲状腺结节，超声检查可发现人群中40%～50%的人有甲状腺结节。其中，大约7%的甲状腺结节为恶性肿瘤［1-2］。早期发现结节并鉴别其良恶性对临床的治疗、手术方式的选择及预后的判断均有着重要意义［3］。宝石CT能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）可以进行单能量成像和物质分离等，为影像学的诊断和临床术前的选择提供了一个新的成像手段。Zhang等［4］进行了GSI物质密度的定量研究，表明宝石CT能准确反映不同浓度溶液的碘含量，可以用于定量分析，为临床应用GSI来测量甲状腺碘浓度提供了理论依据。本研究探讨GSI在鉴别甲状腺良恶性结节上的诊断价值及临床应用。

1　资料与方法

1.1一般资料收集本院2014年4月至2014年11月行GSI检查的甲状腺结节患者39例，男16例，女23例，年龄27～68岁，中位年龄47岁。经术后病理证实，甲状腺结节共45个，分别是甲状腺乳头状腺癌20个，结节性甲状腺肿25个。

1.2仪器与方法采用GEDiscovery CT 750HD扫描，范围从下颌骨至胸廓入口，先行常规平扫，再以GSI模式行增强扫描，采用高压注射器经肘静脉注射非离子对比剂（碘佛醇，320 mg/mL），注射速率2.0～2.5 mL/s，注射剂量1.0 mL/kg。注药后25 s和40 s行动脉期、静脉期的增强扫描;扫描后采用标准算法分别重建常规混合图像和能谱图像。

1.3后处理分析应用GSI Viewer软件进行处理分析，对得到的平扫期、动脉期及静脉期单能量图像（70 KeV）进行多平面重建。选择显示病变的3个层面，划定病灶的感兴趣区（ROI），大小基本一致，取三者平均碘基值（以碘为基础物质图像计算所得的数值），ROI尽量避开坏死、囊变、气体、液体区及血管影。同时选取同一层面同期颈动脉的ROI，得到颈动脉的平均碘基值。最后病灶平均碘基值比上同层颈动脉平均碘基值，并取三者平均碘基值比率;即碘基值比率=病灶碘基值/同层同期颈动脉碘基值。得出ROI的能谱曲线（40～140 KeV），计算各个ROI能谱曲线的斜率值。斜率值=能谱曲线上两点的CT值差/两点的能量差。本研究选择40、100 KeV两点间的斜率=（HU40 KeV-HU100 KeV）/60。

1.4统计学分析应用SPSS19.0统计软件包，数据采用均数±标准差表示。采用独立样本t检验，比较乳头状腺癌与结节性甲状腺肿两组各期的碘基值比率（平扫期、动脉期、静脉期）。应用单因素方差分析和q检验比较两组各期能谱曲线斜率的差异，P＜0.05认为差异有统计学意义。

2　结果

2.1碘基值比率乳头状腺癌和结节性甲状腺肿的动脉期碘基图见图1、图2，两者的碘基值比率在平扫期、静脉期差异有统计学差异（均P＜0.05），见表1。

表1　乳头状腺癌和结节性甲状腺肿不同期相的碘基值比率比较

2.2能谱曲线斜率能谱衰减曲线斜率随着单能KeV值的升高，病灶对应的CT值减小，而且KeV值越高，CT值减小的幅度越小，曲线为下降型，斜率为负值。但各组的衰减程度不同，尤其低能区差异更明显。乳头状腺癌和结节性甲状腺肿的能谱曲线图（动脉期）见图3、图4。两者平均能谱曲线的斜率见表2，乳头状腺癌和结节性甲状腺肿在平扫期、动脉期、静脉期的能谱曲线斜率比较，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。

图3　乳头状腺癌能谱曲线图（动脉期）

图4　结节性甲状腺肿能谱曲线图（动脉期）

表2　乳头状腺癌和结节性甲状腺肿不同期相的能谱曲线斜率比较

3　讨论

GSI是一种新的功能影像学成像CT，突破了以往仅依靠CT值的单参数诊断模式，宝石CT在不同管电压条件下提供多种不同CT值［5］。宝石CT能够瞬时进行高能量与低能量的数据采集，球管在一个旋转周期内实现两种能量的瞬时切换，两组数据瞬时同时采样，采用原始数据投影的模式进行能量减影，用于能谱成像的重建/后处理引擎与GSI浏览器，能够生成新的物质密度图像和单光子能量图像，为CT成像开辟了全新的成像模式［6］。水是常规CT成像的基准物质之一，碘是CT增强对比剂的主要物质成分，GSI正是利用这个特点，把碘水物质分离，可得到水基图、碘基图、最佳图像质量单能量图像及混合能量图像，为影像提供更丰富的诊断信息。本研究采用70Kev，是因为70 keV及以上能量单能X线均能改善图像噪声及减少BHAs［7］。GSI在肿瘤影像诊断中有广泛的前景［8］。甲状腺疾病CT平扫的病理基础是病变内碘含量的改变所导致的相应密度变化［9］。碘含量的差异与病变的性质相关。甲状腺乳头状腺癌的主要病理变化是甲状腺滤泡被呈乳头状排列的癌细胞所取代，因此乳头状癌对滤泡的摄碘能力的破坏相较于结节性甲状腺肿更强。与本研究的结果乳头状癌的碘基值低于结节性甲状腺肿相符。此外，为了排除注射速率、注射剂量及个体循环等因素造成的差异，本研究以颈动脉碘基值为参照计算碘基值比率，结果表明在动脉期两组间的碘基值比率差异无统计学意义。可能与动脉期相对较早、总剂量略少，以及一部分患者对比剂尚未进入甲状腺组织有关。提示动脉期扫描要适度延长，总剂量适度增加，以更好地表现不同甲状腺病变的摄碘能力的差异。

本研究显示:良恶性结节的能谱曲线斜率差异主要在低能量水平较为明显，可能与低能量水平时的X线穿透力低、图像的组织对比度较高有关。这也提示在低能量下对甲状腺病变的显示更为清晰，诊断更为准确。能谱曲线也将成为临床上鉴别良恶性结节的一种新的诊断方法。

综上所述，GSI检查在满足常规CT检查影像诊断的同时，为临床上鉴别甲状腺良恶性结节提供了更多的参考价值。本研究的局限性在于样本量少，有待于将来扩大样本量作进一步深入研究。

［1］Hoang JK，Lee WK，Lee M，et al.US Features of thyroid malignancy:pearls and pitfalls［J］.Radiographics，27（3）:847-860.

［2］Iyer NG，Shaha AR.Management of thyroid nodules and surgery for differentiated thyroid cancer［J］.Clin Oncol（R Coll Radiol），2010，22:405-412.

［3］Elaraj DM，Clark OH.Changing management in patients with papillary thyroid cancer［J］.Curr Treat Options Oncol，2007，8（4）:305-313.

［4］Zhang D，Li X，Liu B.Objective characterization of GE discovery CT750 HD scanner:gemstone spectral imaging mode［J］.Med Phys，2011，38（3）:1178-1188.

［5］徐志荣，徐汀，王振洲，等.CT能谱成像新技术及应用［J］.中国医学装备，2011，8（1）:25-26.

［6］王明亮，林晓珠，缪飞，等.CT能谱成像对物质内碘含量测定的价值:体模研究［J］.中国医学计算机成像杂志，2011，17（2）:172-175.

［7］何磊，周汝明，贾秀川，等.能谱CT单能量成像对甲状腺图像质量的影响［J］.临床放射学杂志，2014，33（4）:596-599.

［8］倪鸣飞，王丽君，董越，等.能谱CT成像鉴别诊断良恶性甲状腺结节［J］.中国医学影像技术，2012，28（9）:1642-1645.

［9］Kabala JE.Computed tomography and magnetic resonance imaging in diseases of the thyroid and parathyroid［J］.Eur J Radiol，2008，66（3）:480-492.

Research of CT gemstone spectral imaging on benign and malignant thyroid nodules

SU Yu，GAO Si-jia，TONG Jing，WANG Yurui.

（Department of Radiology，First Affiliated Hospital of China Medical University，Shenyang 110001，China）

SU Yu，E-mail:yuyi1422@sina.com

ObjectiveTo investigate the value and clinical application of gemstone spectral imaging（GSI）in the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules.MethodsTotally 39 patients with 45 thyroid lesions underwent CT imaging with GSI mode.The Iodine base value ratio and spectral curve were calculated in each phase of the lesions，all results were compared with pathological result.ResultsSurgical pathology results showed that there were 20 cases of papillary thyroid carcinoma and 29 cases of nodular goiter in 49 thyroid nodules.There were significant differences between the two groups on Iodine base value ratio in non-contrast GSI mode and VP.Iodine base value ratios of papillary thyroid carcinoma were lower than that of nodular goiter in AP.There were significant differences between the two groups on slope of spectral curve in each phase of the lesions，（all P＜0.05）.ConclusionsCombined CT morphology and GSI can help the differential diagnosis of benign and malignant thyroid nodules.

papillary thyroid carcinoma;lymphatic metastasis;neck dissection;multivariate analysis of variance;single factor analysis of variance

苏宇，女，主治医师，研究方向:神经系统MRI成像，E-mail:yuyi1422@sina.com

10.3969/j.issn.1674-4136.2015.01.009

1674-4136（2015）01-0033-03

2014-12-18］［本文编辑:李庆］