低剂量能谱CT结合ASIR重建鉴别孤立性肺结节的应用研究

肖慧娟　谭红娜　梁盼　高剑波　刘杰　侯平　王素雅　王博



·论著·

低剂量能谱CT结合ASIR重建鉴别孤立性肺结节的应用研究

肖慧娟谭红娜梁盼高剑波刘杰侯平王素雅王博

目的探讨低剂量能谱CT结合自适应迭代重建技术(ASIR)在肺结节定性诊断中的价值。方法应用低剂量能谱CT对56例患者肺结节进行双期扫描，所有肺结节均经病理证实。利用附带能谱分析软件，分别测量双期基物质密度图像上病灶和同层面主动脉的碘基值、水基值，并计算两期病灶相对于主动脉的标准化碘浓度值、标准化水浓度、两期标准化碘含量之差及标准化水含量之差；并计算双期能谱曲线斜率。采用独立样本t检验比较良、恶性肺结节之间两期碘基值、水基值、标准化碘水浓度及能谱曲线斜率的差异。结果入组患者肺结节中恶性结节36例，良性结节20例。恶性结节的两期碘基值、标准化碘浓度及标准化碘浓度之差均高于良性结节，差异有统计学意义(t=5.460,2.236,4.501,2.030,3.457,P<0.05)；两期水基值、标准化水浓度及标准化水浓度之差良恶性结节间无统计学差异(t=0.688,0.412,0.179,0.546,0.828,P>0.05)。恶性结节双期斜率分别为2.371±0.841、2.525±0.838，良性结节双期斜率分别为1.489±0.598、1.662±0.502，两组比较差异有统计学意义(t=4.138,4.196,P<0.05)。结论低剂量能谱CT两期碘基值、标准化碘含量、标准化碘含量之差及能谱曲线斜率有助于良恶性肺结节的鉴别，具有较高的临床应用价值。

能谱CT;肺结节;体层摄影术;X线计算机；自适应性统计迭代重建

能谱CT通过能谱扫描的技术可得到单能量图像、物质分离图像、能谱曲线和有效原子序数等多个扫描参数[1-2]。自适应迭代重建技术(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)可降低图像噪声，提高图像质量[3-5]，第二代能谱结合ASIR 重建技术可在低剂量的前提下实现能谱扫描。肺癌为致死率最高的恶性肿瘤之一[6]，对肺癌的早期诊断一直是影像诊断探索的热点。本研究采用低剂量能谱成像对肺良恶结节行双期扫描，测量碘水基值，并得到相应能量衰减曲线，计算标准化碘水浓度及能谱曲线斜率，用以比较肺良恶结节的差异，旨在探讨低剂量能谱成像所得各参数在肺良恶性结节鉴别诊断中的价值。

材料与方法

一、研究对象

本研究获得医院伦理委员会的批准，检查前所有患者均签署了知情同意书。收集我院2014年1月至2014年11月间，经X线或CT平扫发现的孤立性肺结节的患者58例，行低剂量能谱双期增强扫描。其中1例未闭气，1例实性成分太少被剔除，列入本研究的患者共56例。其中男性32例，女性24例，年龄42～83岁，平均62岁。所有病例均经手术、支气管镜活检或CT引导下穿刺病理证实，部分炎性结节经抗炎治疗后复查好转并经临床证实。恶性结节36例(其中腺癌23例，鳞癌10例，小细胞癌1例，细支气管肺泡癌1例，转移1例)，良性结节20例(其中炎性8例，结核球8例，错构瘤2例，硬化性血管瘤2例)。

二、检查方法

患者取仰卧位，用GE宝石能谱CT机(GE Discovery CT750HD)胸部增强低剂量GSI扫描模式于对比剂注射后30 s及60 s分别行双期增强扫描，ASIR设定为40%，自动调制管电流 ，最高260 mA，管电压 80/140 kVp 瞬时切换，螺距1.375︰1，X线球管转速 0.8 s/r，重建层厚及层间距为1.25 mm。使用非离子型造影剂碘克沙醇(威视派克，270 mg I/ml)80～100 ml，剂量为1.5 ml/kg，流率3.5 ml/s。

三、图像分析

所有数据用AW4.6工作站(GE HealthCare, USA)GSI Volume Viewer软件分析处理。两名有5年和10年工作经验的放射科大夫分别对图像进行分析，在分析过程中可以根据图像显示情况自行调节窗宽和窗位。用最大层面全肿瘤区域法选择感兴趣区。在碘水对物质分离图像的碘基图像上，对所有病灶分别进行动脉期(arterial phase, AP)及静脉期(venous phase ,VP)碘含量(iodine concentrations, IC)及水含量(water concentrations, WC)的测定(WCles)，且同时测量同层面降主动脉或锁骨下动脉的碘含量(ICao)及水含量( WCao)，并计算病灶标准化碘浓度(Normalized iodine concentrations, NIC)，即病灶碘含量/主动脉碘含量(NIC= ICles/ ICao)、病灶标准化水浓度(normlized water concentrations, NWC )，即病灶水含量/主动脉水含量( NWC = WCles/WCao)、标准化碘浓度之差(iodine concentration difference, ICD)(ICD=NICVP-NICAP)及标准化水浓度之差( water concentration difference, WCD )( WCD = NWCVP-NWCAP)。由公式K40-100KeV=(40KeV-100KeV)HU/100-40计算斜率[7]。

四、统计学方法

结　　果

恶性结节的两期碘基值、标准化碘浓度(NIC)及标准化碘浓度之差(ICD)均明显高于良性结节，见表1，差异具有统计学意义(见图1A、B、C，图2A、B、C)。良恶性结节双期水基值、标准化水含量(NWC)及标准化水含量之差(WCD)无统计学差异，见表2。比较动、静脉期良恶性肺结节能量衰减曲线的斜率，得出恶性结节动脉期及静脉期斜率均高于良性结节(图1D、1E，图2D、2E)，两组间比较P值均<0.05，差异有统计学意义。

表1　良、恶性结节两期碘基值、NIC及ICD比较

注：碘基值单位100 μg/ml；结节碘基值AP代表动脉期结节碘基值；结节碘基值VP代表静脉期结节碘基值

表2　良、恶性结节两期水基值、NWC及WCD比较

注：水基值单位mg/ml；结节水基值AP代表动脉期结节水基值；结节水基值VP代表静脉期结节水基值

讨　　论

能谱CT应用短短几年来，在低剂量成像、去金属伪影、微小病灶的检出及一些体模研究方面已取得了一系列成果[8-9]。很多报道显示ASIR重建可明显减降低图像噪声[10-11]。

本研究采用第二代能谱CT结合ASIR重建，将能谱与ASIR相结合，较第一代能谱剂量大大降低。并采用超低浓度等渗对比剂270 mgI/ml，减少了患者的不良反应发生率。

本研究显示恶性结节双期碘基值、标准化碘浓度及标准化碘浓度之差均高于良性结节。分析原因可能为恶性结节内肿瘤细胞的异常增殖造成新生血管壁发育不成熟，管壁通透性增加所致[12-14]。癌性结节大多有丰富新生小血管，血供较为丰富，碘基值相关指标较高，但因其缺乏静脉及淋巴回流系统，对比剂较多弥散至血管外间隙，故恶性结节静脉期碘基值相关指标下降不明显。而良性结节大多血供不丰富，血管基底膜完整，通透性未增加，故良性结节碘基值指标较低。此外，由于良性结节缺乏血管，对比剂填充较慢，相对恶性结节强化时间会延迟，故静脉期碘基值高于动脉期。本组患者中有8例炎性结节，有报道显示活动性炎性结节由于炎性物质的刺激，内亦可有较多血管，故活动性炎性结节亦可有较高碘基值，部分可与恶性结节有交叉。随着活动性炎性结节向慢性炎性结节转化，病灶内的纤维成分逐渐增多而血管成分减少，慢性炎性结节也和其它良性结节一样缺乏血管。本组整体结果显示恶性结节碘基指标高于良性结节，其中少量活动炎性结节并未影响良恶性结节碘含量指标的整体比较。

在碘—水基物质分离的水基图上，对水含量相关指标进行比较分析得出良恶性结节间水基值、标准化水含量及标准化水含量之差均无统计学意义。理论上讲恶性结节不仅肿瘤细胞多，血管容量亦较大，细胞内外间隙水分均较多；而良性结节中炎性结节充血期血流量增大，细胞内外水分均增加，两者间水含量指标可有交叉。结核球是由纤维组织包裹干酪样坏死物而成，干酪样坏死区镜下表现为无结构的的颗粒状红染物，呈凝固性坏死，内富含脂质，状似干酪，而水分含量很少；本组病例中炎性结节较高的含水量可能是致使两组间水含量相关指标无统计学差异的原因。

结节的血供情况与感兴趣区内的碘浓度关系密切[15]，本研究显示恶性结节的碘含量均高于良性结节，因此增强引入对比剂后能谱曲线的差异与病灶内的碘浓度有关。故本研究中良恶性结节能量衰减曲线与碘浓度指标一致，而恶性结节能谱曲线斜率高于良性结节。

本研究尚存在以下几个方面的不足：①患者数量有限；②未对不同病理类型的肺癌及良性结节进行分类研究，尤其是良性结节中的活动性炎性结节与恶性结节间指标有交叉，需扩大病例数量进一步分类比较。综上所述，低剂量能谱CT结合ASIR重建技术在更低剂量的前提下所得各参数值有助于良恶性肺结节的鉴别，具有较高的临床应用价值。

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(本文编辑：王亚南)

肖慧娟，谭红娜，梁盼，等. 低剂量能谱CT结合ASIR重建鉴别孤立性肺结节的应用研究[J/CD]. 中华肺部疾病杂志： 电子版， 2016， 9(4)： 396-399.

The application research of low-dose spectral CT imaging combined with ASIR reconstruction in differenting the solitary pulmonary nodules

XiaoHuijuan,TanHongna,LiangPan,GaoJianbo,LiuJie,HouPing,WangSuya,WangBo.

DepartmentofRadiology,theFistAffiliatedHospitalofZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China

GaoJianbo,Email：cjr.gaojianbo@vip.163.com

ObjectiveTo evaluate the value of low-dose spectral CT imaging combined with ASIR reconstruction in differenting the solitary pulmonary nodules. MethodsFifty-six nodules were all underwent dual-phase enhanced scan using the second generation of low-dose spectral CT and confirmed by pathology. The water concentration, iodine concentration, normalized iodine/water concentration, iodine/water concentration difference and the slope curve in dual-phase of spectral imaging were analized. Independent sample test was used for the statistic analysis between the two groups. ResultsThere were 36 patients of malignant, 26 patients of benign. The iodine concentration, normalized iodine concentration and iodine concentration difference in dual phase of the malignant nodules were higher than benign nodules. The differences were statistically significant(t=5.460,2.236,4.501,2.030,3.457,P<0.05); There were no statistical differences among water concentration、normalized water concentration and the water concentration difference of dual phase between benign and malignant nodules(t=0.688,0.412,0.179,0.546,0.828,P>0.05).The slope curve of malignant nodules in dual-phase were 2.371±0.841, 2.525±0.838;the slope curve of benign nodules in dual-phase were1.489±0.598, 1.662±0.502. The differences of the slope curve in dual-phase were statistically significant between the two groups(t=4.138, 4.196,P<0.05). ConclusionsThe iodine concentration, normalized iodine concentration, iodine concentration difference and the slope curve of nodules in dual phase using the low-dose spectral CT imaging is helpful for differenting benign and malignant nodules and has high clinical value.

Spectral CT imaging;Pulmonary nodule;Tomography;X-ray computed;Adaptive statistical iterative reconstruction

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.04.009

河南省杰出人才基金资助项目(144200510008)

450052 郑州，郑州大学第一附属医院CT室

高剑波，Email：cjr.gaojianbo@vip.163.com

R563

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2015-07-01)