能谱CT曲线对不同分型肝包虫的诊断价值

李伯龙，彭心宇,，王成伟，李 勇，张宏伟，乔 飞，宋 娟

能谱CT曲线对不同分型肝包虫的诊断价值

李伯龙1，彭心宇1,2，王成伟3，李 勇3，张宏伟2，乔 飞3，宋 娟3

目的 探讨能谱计算机X线断层扫描（computed tomography, CT）曲线诊断囊型肝包虫的价值。 方法 收集2015-09至2016-09囊型肝包虫患者36例，共71枚包虫，经宝石能谱成像(gemstone spectral imaging, GSI)扫描，应用能谱软件GSI General进行分析，测肝包虫与皮下脂肪的最佳对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）为65 keV，在65 keV下测量包虫囊液和囊壁的CT值，得到囊液的能谱曲线图像，计算能谱曲线斜率，对结果进行统计学分析。 结果 GSI平扫各型包虫囊液的CT（65 keV）、能谱曲线斜率由小到大变化，各型之间有统计学差异（P＜0.05）；多子囊型包虫母囊的CT（65 keV）值、能谱曲线斜率与子囊之间有统计学差异（P＜0.05）；GSI平扫各型包虫囊壁的CT值（65 keV）、能谱曲线斜率由小到大变化，各型之间有统计学差异（P＜0.05）：单囊型到钙化型包虫的包虫能谱曲线由弓背递增型变为陡然递减型。 结论 能谱曲线对诊断不同分型肝包虫具有独特优势。

包虫病；体层摄影术；宝石能谱成像

包虫病为畜牧业地区的一种流行病，在全世界均有流行，中国以西部的新疆，甘肃、青海和内蒙古等地的畜牧业地区有广泛的流行[1]。感染者由于吞服了含有绦虫卵的食物而致病，绦虫卵进入消化道后孵化为蚴，绝大部分蚴虫穿越肠壁经门静脉入肝[2]，肝包虫病约占到包虫总病例数的75%[3]。包虫与宿主通过机体免疫反应和包虫对周围组织压迫相互作用[4]，而包虫对宿主脏器的损伤及其并发症都可对人体造成严重危害[5]。传统计算机X线断层扫描（computed tomography, CT）可显示囊性包虫不同阶段的影像学改变[6]，按影像学表现分为五型（单囊型、多子囊型、内囊塌陷型、实变型、钙化型），单纯从CT影像学图像判断较难区别单囊型和实变型[7]。不同物质对同一能量的射线衰减曲线不同，衰减曲线也是唯一的[8]。相同的能谱曲线提示相同的结构或病理类型，能谱曲线的表现形式及其能谱曲线斜率差异有助于判定其组织学特异性，对比传统CT具有优势[9]。本研究通过CT能谱曲线，探讨其对肝囊型包虫分型的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2015-09至2016-09于新疆石河子大学医学院第一附属医院接受腹部能谱CT扫描的36例患者，共71枚包虫（单囊型22枚，多子囊型15枚，内囊塌陷型3枚，实变型14枚，钙化型17枚），其中男21例，女15例；年龄18～83岁，平均（48.67±18.43）岁，体重指数（body mass index, BMI）为（22.34±3.32）kg/m2。所有患者均行超声和核磁共振成像（magnetic resonance imaging, MRI）且行Casoni氏试验阳性，由3名高年资肝胆外科医师根据临床资料及病史进行诊断以确保诊断的准确性。本研究经我院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：（1）经临床及各项辅助检查均高度怀疑为细粒棘球蚴感染者；（2）无其他器质性病变。排除标准：（1）甲亢、哮喘、心衰患者，对碘造影剂过敏者；（2）全身功能衰竭者，以及肾功能失代偿者；（3）扫描后数据不完整及图像质量欠佳者。

1.3 仪器与方法 使用 GE Discovery 750 HD 64排宝石CT机，嘱患者检查前10 min饮水600～1000 ml充盈胃腔，确定病灶扫描范围，采用宝石能谱成像（gemstone spectral imaging, GSI）模式平扫，扫描参数为∶GSI扫描，球管旋转速度0.8 s/周，层厚5 mm，螺距系数∶0.983∶1，自动毫安技术，高低能量（140 kVp和 80 kVp）瞬间切换，30%适应性统计迭代算法（adaptivestatisticaliterative reconstruction，ASIR），显示视野（display field of view，DFOV）直径35 cm。扫描后先产生混合能量120 keV的质量控制（quality control QC）图像，层厚和层间距均为5.00 mm；然后使用影像重组标准算法，重组出40～140 keV单能量图像，层厚和层间距均为1.25 mm。应用能谱软件GSI General进行分析，测得肝包虫与皮下脂肪的最佳对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）在65 keV左右（图1）。

1.4 图像处理与测量 采用GSI模式行平扫，在ADW 4.6工作站进行数据处理，扫描后先产生混合能量120 keV的QC图像；然后使用影像重组标准算法，重组出40～140 keV单能量图像，层厚和层间距均为1.25 mm。应用能谱软件GSI General进行分析，测得肝包虫与皮下脂肪的CNR在65 keV。将病灶平均分为10个层面，每份重复测量三次，放置圆形感兴趣区（region of interest, ROI）尽可能大的包括囊液，尽量避开囊壁和子囊，对实变型和钙化型选择整体测量并避开囊壁；由于囊壁较薄ROI面积较小误差较大，最大值对同一包虫变化不大，遂选取最大值为其平均值，放置ROI面积为25 mm2测量囊壁，测量65 keV下包虫囊液和囊壁的CT值，得到包虫囊液的能谱曲线图，并计算能谱曲线的斜率（病灶特异性的曲线），曲线斜率＝CT（40 keV）－CT（100 keV）/60 keV；CT（40 keV）和CT（100 keV）分别表示40 keV和100 keV下的CT值。

图1 肝包虫与皮下脂肪的最佳对比噪声比（CNR）为65 keV

1.5 统计学处理 采用 SPSS 17.0统计分析软件，对数据进行正态检验，符合正态分布的计量资料（CT值、能谱曲线斜率）以表示，采用单因素方差分析，两两比较比较采用SNK-q检验，母囊与子囊比较采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 GSI平扫各型包虫的能谱曲线 五种类型包虫的GSI平扫能谱曲线分别对应列出，随着包虫分型变化囊液的能谱曲线由逐渐弓背递增型，变为陡然递减型。单囊型包虫能谱曲线由－30 HU到3 HU递增变化（图2A）；多子囊型能谱曲线浮动在20 HU呈一条水平线（图2B）；内囊塌陷型由19 HU到3 HU递减变化（图2C）；实变型包虫由60 HU到25 HU递减变化（图2D）；钙化型包虫由370 HU到100 HU迅速递减变化（图2E）。不是所有包虫能谱曲线由此数值递减，能谱曲线斜率可统一反映能谱曲线变化幅度。包虫能谱曲线从40 keV到140 keV，纵向幅度由宽到窄逐渐变化，能谱曲线形成头宽尾窄的对称分布。

图2 五种类型包虫的GSI平扫能谱图像

2.2 GSI平扫包虫的能谱曲线斜率与CT（65 keV）值

2.2.1 四型包虫囊液的能谱曲线斜率与CT（65 keV）值 在GSI平扫四型包虫囊液的能谱曲线斜率值和CT（65 keV）值，单因素方差分析，四型包虫囊液的能谱曲线斜率值，差异具有统计学意义（F=66.37，P＜0.01）；四型包虫囊液的CT（65 keV）值，差异具有统计学意义（F=2497.35，P＜0.01）。进一步两两比较结果显示，除单囊型与多子囊型之间能谱曲线斜率值与CT（65 keV）值比较差异无统计学意义外；其余两两比较差异均具有统计学意义（P＜0.05，表1）。

表1 GSI平扫包虫囊液的CT值和能谱曲线斜率

2.2.2 多子囊型包虫母囊与子囊的CT（65 keV）值与能谱曲线斜率 多子囊型包虫母囊（15枚）、子囊（42枚），母囊的CT（65 keV）值（15.54±4.30）与子囊（5.40±1.36）比较，差异具有统计学意义（t=8.80，P=0.001）；多子囊型包虫母囊能谱曲线斜率（0.12±0.17）与子囊（-0.04±0.01）比较，差异具有统计学意义（t=3.92，P=0.01）。

2.2.3 四型包虫外囊壁的能谱曲线斜率与CT（65 keV）值 在GSI平扫四型包虫囊壁的能谱曲线斜率值和CT（65 keV）值，单因素方差分析，四型包虫囊液的能谱曲线斜率值，差异具有统计学意义（F=3379.55，P＜0.01）；四型包虫囊液的CT（65 keV）值，差异具有统计学意义（F=5602.36，P＜0.01）。进一步两两比较结果显示，四型包虫囊壁的能谱曲线斜率值与CT（65 keV）值比较，差异均有统计学意义（P＜0.05，表2）。

表1 GSI平扫包虫囊液的CT值和能谱曲线斜率

3 讨 论

世界卫生组织根据超声影像将肝包虫分为六种类型[10]，其中CL型和CE1型、CE2型、CE3型、CE4型、CE5型分别对应CT表现为单囊型、多子囊型、内囊塌陷型、实变型、钙化型。传统CT可显示肝包虫的位置、形态、大小及与周围重要组织器官的比邻关系[11]，以及肝包虫不同阶段的影像学改变，对包虫的微小钙化及囊内结构的诊断优于超声[12]，宝石能谱CT不仅可提供65 keV的单能量图像，较超声更清晰的包虫微小钙化及囊内结构[13]，还能够提供感兴趣区的能谱曲线对应的成分分析[14]。自2009年宝石能谱CT应用于临床后，可对肝病灶内物质进行分析，病灶来源不同产生的能谱曲线也不同[15]，有研究将能谱曲线形态和斜率的变化的运用于探索组织病变的同源性[16]。李江等[17]研究表明包虫囊内容物中的随着包虫分型的变化，囊液中的物质也发生不断的变化，牛少雄等[18]提出CT值与包虫活性存在一定的关系，CL、CE1和CE2型包虫具有活性，CE3型包虫处于过渡期，包虫活力下降，CE4型和CE5型包虫已死亡。

本研究通过宝石能谱CT能谱曲线来分析诊断不同分型的肝包虫。单囊型的包虫内囊生物学活性高，半透膜活性好，囊内环境以液性为主，囊液渗透压低，CT值（65 keV）为（14.00±3.00），能谱曲线斜率为（－0.11±0.20），呈弓背样上升，由于胆瘘、感染等因素影响包虫囊内环境发生变化，使内囊的生发层变性坏死，随着囊内环境的恶化，囊液中的蛋白质变性，水份丢失，囊液浓缩，无机盐浓度改变，到钙化型时囊内物质发生较大变化能谱曲线呈陡然递增形态，囊液的CT值（65 keV）、能谱曲线斜率由小到大变化，能谱曲线和CT值的这一变化主要和囊内水份丢失，无机盐成分增多，蛋白质变性凝固有关。多子囊型由于母囊的内囊生物学活性降低，内囊对物质交换的控制力下降，使母囊内环境发生变化。子囊的活性较高，子囊的内囊是具有生物活性独立个体，可保持囊内物质浓度基本不变，保护其脱离恶劣的外部环境，子囊并会受到母囊中大环境的影响，在未超过其环境要求的极限值时不会死亡，因此多子囊型CT值（65 keV），能谱曲线斜率为较单囊型高，呈水平型，但子囊内环境较好，水含量较高，囊内物质浓度较母囊低，CT值和能谱曲线斜率均较母囊低。根据笔者团队术后解剖观察，实变型和钙化型的包囊内为豆腐渣样黄色物质，其囊内钙浓度成倍增高[19]，可能是包虫死亡，导致内囊的生物学活性减低，对钙、磷、水等交换的控制力下降，包囊内水份逐渐减少，钙、磷等物质逐渐增多，包虫失去活性，最终形成一个团缩实变的包囊，实变型包虫囊液和囊壁的CT（65 keV），能谱曲线斜率，较单囊型和多子囊型都成倍变化，能谱曲线均呈陡然递减型，说明包虫活性降低后包虫内物质变化较快，包虫死亡后囊内物质变化较大。各型包虫的能谱曲线差别较明显，不同分型的包虫活性不同，具有不同的能谱曲线斜率和形态，多子囊型的母囊与子囊及各子囊间的活性有差异，其之间的能谱曲线差别较大。本研究发现肝包虫的能谱曲线斜率和形态随着包虫分型变化不断变化，由此可与肝囊肿、肾上腺囊肿、卵巢肿瘤（肝包虫误诊病例）进行区别，给临床鉴别诊断带来突破。

本研究因造影剂对包虫无影响[20]，遂未对动脉期、静脉期、延迟期进行研究分析。因内囊塌陷型属过渡阶段[21]，其囊内物质与其他型均有所不同，能谱曲线呈平直，故未与其他四型进行综合分析，希望今后可以在临床收取更多肝包虫病例。综上所述，宝石能谱CT的能谱曲线可诊断不同分型的肝囊性包虫，对囊性肝包虫的诊断有着重要的指导意义，宝石能谱CT较传统CT有独特优势。

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（2017-03-24收稿2017-05-05修回）

（本文编辑 宋宫儒）

The value of spectral computed tomography in diagnosing different types of hepatic hydatid

LI Bolong1, PENG Xinyu1,2, WANG Chengwei3, LI Yong3, ZHANG Hongwei2, QIAO Fei3, and SONG Juan3. 1.Department of Graduate School, 2. Department of Hepatobiliary Surgery, 3. Department of CT Room, The First Affiliated Hospital of the Medical College, Shihezi University, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shihezi 832000, China

PENG Xinyu, E-mail: pengxinyu2000@sina.com

Objective The study objective was to explore the value of the spectral computed tomography (CT) in diagnosing cystic hepatic hydatid. Methods 36 cases of patients with cystic hepatic hydatid were selected from September 2015 to September 2016， which resulted in 71 hydatids. All were scanned by gemstone spectral imaging (GSI) and analysed by GSI General. Contrast to noise ratio (CNR) between hepatic hydatid and subcutaneous fat was 65 keV level. With CNR at 65 keV, the value of CT in hydatid cyst fluid and the capsule wall was measured, and the spectral curve was determined. The slope of the spectral curve was calculated and the results were statistically analyzed. Results GSI scan the CT of hydatid liquid (65 keV) and energy spectrum curve slope changes from small to large, and the differences were statistically significant (P＜0.05). There was significant difference in CT (65 keV) value and the slope of the energy spectrum curve between mother cyst and daughter cyst，and the differences were statistically significant (P＜0.05). The CT values (65 keV) of capsular wall scanned by GSI and the slope of the energy spectrum curve changed from small to large, and the differences were statistically significant (P＜0.05). The energy spectrum curve of the hydatid from single cystic type to the calcification type was changed from increasing camber to precipitous decline. Conclusions Spectral CT of spectral curve has unique advantages in diagnosing different types of hepatic hydatid.

echinococcosis; tomography; gemstone spectral imaging

R445.3；R383.3

10.13919/j.issn.2095-6274.2017.06.009

832000，新疆维吾尔自治区石河子大学医学院第一附属医院：1.研究生院；2.肝胆外科；3.CT室

彭心宇，E-mail: pengxinyu2000@sina.com