CT能谱成像鉴别诊断胰腺癌与肿块型胰腺炎

张 军 ZHANG Jun

邓克学2 DENG Kexue

刘志远1 LIU Zhiyuan

张 敏1 ZHANG Min

CT能谱成像鉴别诊断胰腺癌与肿块型胰腺炎

张 军1ZHANG Jun

邓克学2DENG Kexue

刘志远1LIU Zhiyuan

张 敏1ZHANG Min

作者单位
1. 安徽省宣城市人民医院影像科 安徽宣城242000
2.安徽省立医院影像科 安徽合肥 230001

目的 探讨CT能谱成像在鉴别胰腺癌与肿块型胰腺炎中的价值，提高术前鉴别诊断准确率。资料与方法 回顾性分析经能谱CT检查并经手术病理证实的62例胰腺癌患者（胰腺癌组）和30例肿块型胰腺炎患者（胰腺炎组）的临床资料，在动脉期和门静脉期40～140 keV单能量下（间隔10 keV），分别测量和比较两组病灶的平均CT值、碘浓度以及能谱曲线的差异。结果 在动脉期和门静脉期的40～140 keV单能量下，胰腺炎组的平均CT值均大于胰腺癌组，差异均有统计学意义（t动脉期=－7.349～－4.810，P＜0.05；t门静脉期=－6.760～－5.496，P＜0.05）。胰腺炎组与胰腺癌组的能谱曲线有明显的差别，在40～70 keV低能量之间差异明显。胰腺癌组在动脉期和门静脉期的碘浓度均低于胰腺炎组，差异有统计学意义（t动脉期=－28.577，P＜0.05；t门静脉期=－28.451，P＜0.05）。结论 通过CT能谱成像技术测量不同单能量下CT值、能谱曲线以及碘浓度可以鉴别胰腺癌和肿块型胰腺炎。

胰腺肿瘤；胰腺炎；体层摄影术，X线计算机；图像处理，计算机辅助；病理学，外科；诊断，鉴别

肿块型胰腺炎（mass-forming focal pancreatitis，FP）和胰腺癌的影像表现比较相似，在临床上很难鉴别，而且FP与胰腺癌的治疗方法及预后有明显的差异；因此，提高其鉴别诊断具有十分重要的临床意义。目前仍有许多研究报道对其鉴别诊断价值尚有争议，Wiggermann等[1]利用DWI技术对FP与胰腺癌进行研究发现，FP的表观扩散系数（ADC）值低于胰腺癌；而Wu等[2]认为，胰腺癌的ADC值低于FP。近年来，PET/CT逐渐应用于FP与胰腺癌的鉴别诊断研究，然而Lytras等[3]研究表明，PET/CT在鉴别FP与胰腺癌

论著 Original Research中的作用受限。Kersting等[4]应用超声造影（CEUS）定量研究FP与胰腺癌，发现胰腺癌的造影剂达峰时间（time to peak，TTP）明显大于FP；而范智慧等[5]认为，两者的TTP无明显差异。另外，Tabuchi等[6]研究表明，CT和MRI均不能鉴别FP与胰腺癌。目前CT能谱成像技术是一个具有多参数和物质定量分析的成像模式，可以为鉴别诊断FP和胰腺癌提供一个新方法。因此，本研究应用CT能谱成像对FP与胰腺癌进行对比研究，以提高对两者的鉴别诊断水平。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2011年10月—2014年3月在安徽省立医院行胰腺CT能谱成像扫描，并经手术、病理证实的62例胰腺癌患者（胰腺癌组）和30例肿块型胰腺炎患者（胰腺炎组）的临床资料。胰腺癌组男40例，女22例；年龄42～69岁，平均（55.3±8.2）岁；临床症状：上腹部疼痛19例，上腹部疼痛伴纳差12例，无痛性黄疸27例，腰背部疼痛4例。胰腺炎组男17例，女13例；年龄45～63岁，平均（54.6±6.1）岁；临床症状：上腹部疼痛13例，黄疸12例，上腹部疼痛伴黄疸3例，腹胀2例。

1.2 仪器与方法 采用宝石能谱CT机（Discovery CT750）常规平扫上腹部，确定胰腺的位置，采用CT能谱成像模式行CT增强扫描。扫描参数：螺旋扫描速度0.8 s/周，螺距1.375，探测器宽度0.625 mm×64，管电压140 kVp和80 kVp瞬间切换，切换1次时间为0.5 ms，管电流550 mA。增强扫描为双期动态扫描，采用高压注射器于肘静脉注射非离子型碘对比剂（碘海醇，300 mgI/ml），造影剂总量为1.5 ml/kg，注射速度为3 ml/s，动脉期为注射造影剂后30 s扫描，门静脉期为65 s。采用标准算法重建图像，第一组重建为QC图像，层厚与层间距为5 mm；第二组重建为单能量图像（70 keV），层厚与层间距均为1.25 mm。

1.3 图像后处理 第二组图像重建完成后，70 keV单能量图像传输至AW 4.5工作站，使用宝石CT能谱成像浏览器软件（GSI，viewer）观察和处理图像。由2名影像诊断主治医师协商后选择病灶的最大层面，然后在最大层面上分别选择感兴趣区，尽量避开血管及钙化，每次测量面积为（50±2）mm2。在动脉期及门静脉期40～140 keV单能量下（间隔10 keV），由2名影像诊断主治医师在同一层面分别测量病灶的CT值，在碘（水）基图上测量病灶的碘（水）浓度；测量数据相同或者相近，取两者的平均值，如果差距较大则由2名医师共同协商解决。

1.4 统计学方法 使用SPSS 19.0软件，两组数据行正态性检验，符合或近似正态分布采用两独立样本t检验，非正态分布采用非参数检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CT表现 ①病灶部位：胰腺癌胰头部38例，胰颈-体部8例，胰体部12例，胰尾部4例；肿块型胰腺炎胰头部27例，胰头-颈部3例。②病灶体积：体积增大，胰腺癌49例，肿块型胰腺炎28例；体积萎缩，胰腺癌13例，肿块型胰腺炎2例。③边界：边界不清，胰腺癌52例，肿块型胰腺炎7例；边界尚清，胰腺癌10例，肿块型胰腺炎23例。④密度：低或稍低密度，胰腺癌59例，肿块型胰腺炎19例；等密度，胰腺癌3例，肿块型胰腺炎11例。⑤胰胆管扩张：胰腺癌54例，肿块型胰腺炎28例。⑥钙化：胰腺癌7例，肿块型胰腺炎18例。见图1、2。

图1 男，54岁，胰腺导管上皮细胞癌。动脉期碘（水）基图碘浓度为6.13 g/L，动脉期40～140 keV（间隔10 keV）平均CT值分别为93.48 HU、65.22 HU、57.19 HU、45.76 HU、36.41 HU、35.08 HU、24.35 HU、22.53 HU、21.46 HU、20.74 HU、20.02 HU（箭，A）；门静脉期碘（水）基图碘浓度为6.52 g/L，门静脉期40～140 keV（间隔10 keV）平均CT值分别为96.38 HU、77.95 HU、58.79 HU、47.96 HU、41.68 HU、38.59 HU、34.74 HU、31.16 HU、29.95 HU、27.91 HU、25.45 HU（箭，B）

图2 男，49岁，肿块型慢性胰腺炎。动脉期碘（水）基图碘浓度为15.32g/L，动脉期40～140 keV（间隔10 keV）平均CT值分别为195.11 HU、133.04 HU、105.29 HU、82.97 HU、66.41 HU、61.27 HU、54.34 HU、49.58 HU、46.24 HU、43.52 HU、41.35 HU（箭，A）；门静脉期碘（水）基图碘浓度为19.57 g/L，门静脉期40～140 keV（间隔10 keV）平均CT值分别为218.82 HU、172.41 HU、134.69 HU、105.24 HU、84.81 HU、72.56 HU、65.15 HU、61.27 HU、59.39 HU、56.03 HU、53.99 HU（箭，B）

2.2 两组动脉期及门静脉期单能量CT值及能谱曲线的比较 在动脉期及门静脉期40～140 keV单能量下（间隔10 keV），胰腺炎组病灶的平均CT值均大于胰腺癌组，差异均有统计学意义（t动脉期=－7.349、－6.024、－5.738、－5.721、－5.303、－5.240、－5.170、－5.105、－4.903、－4.826、－4.810，P＜0.05；t门静脉期=－6.760、－6.102、－6.091、－5.707、－5.489、－5.339、－5.243、－5.376、－5.381、－5.425、－5.496，P＜0.05），见表1、2。胰腺炎组的能谱曲线高于胰腺癌组，尤其在40～70 keV低能量下差异更明显，见图3。

表1 两组动脉期40～140 keV单能量的平均CT值比较（HU）

表2 两组门静脉期40～140 keV单能量的平均CT值比较（HU）

图3 胰腺癌组与胰腺炎组在动脉期（A）和门静脉期（B）能谱曲线比较

2.3 两组动脉期及门静脉期碘浓度的比较 胰腺癌组病灶在动脉期的平均碘浓度低于胰腺炎组[（6.04±0.28）g/L与（15.39±0.48） g/L]，差异有统计学意义（t=－28.577，P＜0.01）。胰腺炎组病灶在门静脉期的碘浓度高于胰腺癌组[（19.64±0.74）g/L 与（6.72±0.32）g/L]，差异有统计学意义（t=－28.451，P＜0.01）。

3 讨论

FP是慢性胰腺炎的一种特殊类型，病理上表现为胰腺不同程度的纤维化和腺体萎缩[7]，其影像学特征为病变部位肿大或者局部肿块形成，与胰腺癌的影像学表现相似。由于两者的临床表现缺乏特征性，临床上将良性肿块误诊为恶性肿瘤行手术切除的发生率高达10%[8]。因此，提高FP和胰腺癌的鉴别诊断具有重要的临床价值。

目前尚无理想的方法鉴别FP和胰腺癌[9]。超声、CT和MRI等影像方法对两者的鉴别诊断误诊率较高[10]。近年出现的CT能谱成像技术是在高、低双能量（140 kVp和80 kVp）快速切换（0.5 ms）的基础上实现的CT功能成像，不仅可以通过物质分离技术获得不同的基物质图，而且还可以获得40～140 keV单能量图像。CT能谱成像技术是具有多参数、定量分析的新成像模式[11]，为鉴别FP和胰腺癌提供了一种新的方法。

CT能谱成像可以显示组织和病变随着X线能量水平的变化而导致其X线衰减系数的改变，表现为不同人体组织和病变对X线吸收的特征性能谱曲线；而物质的CT值衰减曲线反映X线穿过某种物质后的衰减情况，可用该物质在不同单能量条件下相应的平均CT值表示。本研究分别测量FP和胰腺癌病灶在40～140 keV（间隔10 keV）间不同单能量下的平均CT值和能谱曲线。结果发现，胰腺炎组和胰腺癌组在低能量下的平均CT值高，高能量下的平均CT值低；且胰腺炎组在不同单能量下的平均CT值均大于胰腺癌组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。能谱CT可以使同一物质在不同能量X线下表现出不同的密度特征，也可以使不同物质在相同能量X线下表现出更大的差别[12]。两组的能谱曲线亦有明显的区别，胰腺炎组的能谱曲线高于胰腺癌组。胰腺癌组与胰腺炎组的能谱曲线在40～70 keV均呈明显的下降趋势，尤其以胰腺炎组更明显；而两组能谱曲线在80～140 keV的下降趋势均呈现平缓。胰腺癌组与胰腺炎组的能谱曲线在40～70 keV存在明显差异，提示在低能量下鉴别两者的价值更大，这是由病灶的化学成分、代谢产物和病理类型不同所致[13]。物质的CT值衰减曲线由组成物质的化学分子结构决定，每种物质都有其特定的能谱曲线，而不同的能谱曲线代表不同的组织结构和病理类型[14]，因此可以用CT值衰减曲线的差异来区分物质的不同化学组成[15]。

目前对于FP和胰腺癌的血供的研究较多，是否可以利用两者的血供特点来鉴别尚有争议。宋彬等[16]认为，FP与胰腺癌的血供特点与相应的强化方式差异无统计学意义，提示单纯依靠血供差异来鉴别FP和胰腺癌可能帮助不大。而D'onofrio等[17]的研究表明，90%以上的FP呈缓慢性增强。Momtahen等[18]的研究表明FP在动态增强扫描后以渐进性强化方式多见。Chandarana等[19]的研究证明胰腺癌的血流灌注明显低于FP。本研究分别测量FP与胰腺癌病灶在动脉期及门静脉期的碘（水）浓度，以此间接地反映病灶的血流灌注状况。研究发现，两者在动脉期及门静脉期的碘浓度差异均有统计学意义（P＜0.01）。胰腺癌在动脉期和门静脉期的碘浓度均低于FP的碘浓度，提示胰腺癌的血流灌注低于FP，与Chandarana等[19]的研究结果一致。胰腺癌在门静脉期的碘浓度与动脉期的碘浓度相比增加不明显，符合胰腺癌的乏血供特点；而FP门静脉期的碘浓度高于动脉期的碘浓度，提示FP具有延迟强化的特点，与D'onofrio等[17]及Momtahen等[18]的研究结果一致。因此，可以利用FP与胰腺癌的碘浓度差异来进行鉴别诊断。胰腺癌一般是乏血供肿瘤，主要由肿瘤细胞和纤维组织构成，并常见坏死，增强扫描后一般不强化或者轻度强化；而FP主要由肉芽组织和纤维结缔组织构成，局部呈充血、水肿状态，导致血流量相对增加，增强扫描后动脉期轻度强化，并且随着时间的延长呈延迟强化的特点。FP和胰腺癌病灶内不同的物质成分和两者血流灌注的差异，均可能导致两者在不同单能量下平均CT值、能谱曲线以及碘浓度存在差异，因此可以利用这种差异鉴别FP和胰腺癌。

本研究的局限性为：①本研究延迟扫描时间以及碘浓度的测量没有标准化，可能引起测量数据的偏移。②本研究仅为回顾性分析，没有前瞻性诊断及随访。

总之，CT能谱成像是一种新的、多参数的成像模式，在FP和胰腺癌的鉴别诊断中具有一定的临床价值。

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（本文编辑 冯 婕）

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Spectral CT Imaging in Differentiating Pancreatic Carcinoma and Mass-forming Focal Pancreatitis

Purpose To explore the value of spectral CT imaging in differentiating pancreatic carcinoma and mass-forming pancreatitis, and to improve the preoperative diagnosis accuracy. Materials and Methods The dual-phase spectral CT imaging data in patients with pathology-proven pancreatic carcinoma (n=62) and mass-forming pancreatitis (n=30) were retrospectively analyzed. At 40-140 keV (with 10 keV increment), the mean CT values, energy spectrum curves and iodine concentrations were measured and compared between pancreatic carcinoma and mass-forming pancreatitis in arterial phase and portal venous phase. Results The mean CT values of mass-forming pancreatitis at 40-140 keV were higher than pancreatic carcinoma in both arterial phase and portal venous phase with significant difference (t=－7.349-－4.810, P＜0.05; t=－6.760-－5.496, P＜0.05). The energy spectrum curves were significantly different between pancreatic carcinoma and mass-forming focal pancreatitis, especially at 40-70 keV. The iodine concentrations of pancreatic carcinoma were lower than mass-forming pancreatitis in arterial phase and portal venous phase with significant difference (t=－28.577, P＜0.05; t=－28.451, P＜0.05). Conclusion Pancreatic carcinoma and mass-forming pancreatitis can be differentiated by measuring the CT value at different energies, energy spectrum curves and iodine concentrations.

Pancreatic neoplasms; Pancreatitis; Tomography, X-ray computed; Image processing, computer-assisted; Pathology, surgical; Diagnosis, differential

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.04.007

张 军

Department of Radiology, the People' Hospital of Xuancheng City in Anhui Province, Xuancheng 242000, China

Address Correspondence to: ZHANG Jun

E-mail: 13866761240@126.com

R445.1 ；R576

2014-09-19

修回日期：2015-03-27

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第4期：268-272

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(4): 268-272