能谱CT物质分离技术克服肾囊肿伪强化的临床评估

刘 宏，万泰虎，王永亮，赵 卓，柳 林，乔 月，张孟超*

(1.吉林大学中日联谊医院放射科，2.手术室，吉林 长春 130031)

能谱CT物质分离技术克服肾囊肿伪强化的临床评估

刘 宏1，万泰虎1，王永亮1，赵 卓2，柳 林1，乔 月1，张孟超1*

(1.吉林大学中日联谊医院放射科，2.手术室，吉林 长春 130031)

目的 评估能谱CT物质分离技术克服肾囊肿伪强化的价值。方法 80例肾囊肿患者接受能谱GSI模式平扫及双期增强扫描，共入组75个囊肿，按囊肿大小分为3组，A组(n=25)肾囊肿直径0.5～<1.5 cm、B组(n=25)直径1.5～<2.5 cm、C组(n=25)直径2.5～<3.5 cm。采用GSI Viewer分析软件生成碘、水基图，记录单能谱70 keV图像上各期肾囊肿的CT值及碘水基值，比较各组肾囊肿平扫和增强双期CT值、碘水基值、CT值和碘水基值差值的差异。结果 3组间实质期与平扫CT值差值总体差异有统计学意义(F=204.128，P<0.001)，且两两比较差异均有统计学意义(P均<0.001)。增强后A、B组实质期CT值增加均超过10 HU，出现了伪强化现象，C组CT值增加小于10HU，无伪强化现象。各组肾囊肿平扫、皮质期及实质期间碘基值差异有统计学意义(P均<0.001)。3组平扫和增强双期之间碘基值的差值均在10(100 μg/cm3)内，且差值平均值A组>B组>C组(P均<0.05)。A组肾囊肿皮质期及实质期水基值低于平扫(P均<0.05)，但差值均在10 mg/cm3以内。结论 能谱CT物质分离技术测定肾囊肿各期碘、水基值时同样会发生碘水基值的“漂移”，肾囊肿越小其发生“漂移”的程度越大，碘基值发生漂移的程度受肾囊肿大小的影响较水基值更明显。

体层摄影术，X线计算机；物质分离技术；肾囊肿；伪强化

Clinical assessment of spectrum CT with material decomposition technique in overcoming renal cyst pseudoenhancement

肾囊肿是成人肾脏最常见的结构异常，随年龄增长发病率逐年增高。有研究[1-2]显示，50岁以上的成年人单纯肾囊肿的发生率>50%。多数单纯性肾囊肿容易诊断，表现为肾内边缘锐利的圆形水样密度灶，囊壁菲薄，增强检查病变无强化，CT值范围-10～ 20 HU[2]。但部分单纯肾囊肿增强扫描后CT值出现不同程度增加，部分肾囊肿增强后CT值增加超过 10 HU以上，甚至可达40 HU以上，即伪强化现象，特别是体积较小的肾内囊肿(直径≤2 cm)[3-5]，使肾囊肿和乏血供的肾脏肿瘤鉴别困难，导致不必要的影像检查或长期随访[6]。囊肿伪强化产生的原因较多，最广泛认可的原因是部分容积效应和硬射线效应[7-9]，能谱成像可进行物质分离，生成新的基础物质密度图像，理论上可敏感地识别病灶中的含碘对比剂，从而提供有无强化的确切信息。本文对能谱CT物质分离技术克服肾囊肿伪强化的效果进行评估。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2014年9月—2015年3月于我院接受能谱宝石能谱成像(GSI)模式平扫及双期增强扫描(皮质期、实质期)的80例肾囊肿患者，男43例，女37例，年龄24～70岁，平均(52.4±12.4)岁；体质量指数(body mass index, BMI)18.5～23.9 kg/m2，平均(25.21±3.83)kg/m2；腹围70～90 cm，平均(84.73±3.14)cm。纳入标准：①超声随访半年以上(3个月1次)，B超表现为囊肿轮廓清楚，类圆形，囊内无回声，囊壁光滑，边界清晰；②囊肿直径≤3.5 cm；③肾囊肿均部位于肾实质内。排除标准：①患者失访；②随访过程中肾囊肿直径增大或回声增强；③对比剂过敏及其他增强CT检查禁忌证。

1.2仪器与方法 采用GE Discovery HD 750能谱CT机，能谱扫描模式，探测器宽度4 cm，螺旋扫描速度0.6秒/周；电压为高低能量(140、80 kVp)瞬时(0.5 ms)切换，管电流约550 mA。平扫后采用高压注射器于左肘静脉注射碘对比剂(欧乃派克，320 mgI/ml)，剂量1 ml/kg体质量，流率3.5 ml/s。皮质期为注药后30 s开始扫描，实质期为皮质期后再延迟30 s，层厚5 mm，层间隔5 mm，重建层厚1.25 mm，重建层间隔1.25 mm。重建图像均采用标准算法。

1.3图像分析 将重建薄层单能量图像传入GE AW4.5工作站，采用GSI Viewer分析软件生成碘水基图，由1名高年资的诊断医师进行数据测量。在肾囊肿的最大层面选取ROI，ROI小于肾囊肿面积的1/2，避开囊肿边缘，记录单能谱70 keV图像肾囊肿的CT值、碘基值、水基值，每个层面测量3次取平均值。计算平扫、皮质期、实质期CT值、碘基值、水基值的差值，差值取其绝对值。伪强化定义为肾囊肿实质期与平扫的CT值差值大于10 HU[4]。

2 结果

排除5例患者，其中2例随访过程中肾囊肿直径增大、回声增高，3例失访。75例患者入组，Bosniak Ⅰ型肾囊肿75个(多发患者选取平扫及增强双期均显示清楚的最小直径肾囊肿)，直径0.5～3.5 cm，平均(2.03±1.45)cm。按囊肿大小分为3组，A组 (n=25)肾囊肿直径0.5～<1.5 cm，B组(n=25)直径1.5～<2.5 cm、C组(n=25)直径2.5～<3.5 cm。3组肾囊肿患者BMI、腹围差异无统计学意义(P均>0.05，表1)。

表1 3组肾囊肿患者临床资料比较

表2 3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期CT值及实质期与 平扫CT值差值

注：*：与A组比较，P<0.05；#：与B组比较，P<0.05

表3 3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期碘基值

注：*：与皮质期比较，P<0.05；#：与实质期比较，P<0.05

表4 3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期碘基值差值

组别皮质期与平扫差值实质期与平扫差值实质期与皮质期差值A组4.21±2.21*#6.94±2.22*#2.73±2.11*#B组1.69±0.752.81±1.061.12±0.95C组1.29±0.75*1.62±0.84*0.33±0.83*F值40.14787.15219.365P值<0.001<0.001<0.001

注：*：与B组比较，P<0.05；#：与C组比较，P<0.05

表5 3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期水基值

注：*：与皮质期比较，P<0.05；#：与实质期比较，P<0.05

3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期CT值及实质期与平扫CT值差值见表2。3组间实质期与平扫CT差值总体差异有统计学意义(F=204.128，P<0.001)，且两两比较差异均有统计学意义(P均<0.001)。增强后A、B组实质期CT值增加均超过10 HU，出现伪强化现象(图1A、1B)，C组CT值增加小于10 HU，无伪强化现象。

3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期碘基值及差值见表3、4。3组间肾囊肿平扫、皮质期及实质期碘基值差异有统计学意义(P均<0.001，图1C～1E)。3组平扫和增强双期之间碘基值的差值均在10 (100 μg/cm3)以内，3组间总体差异有统计学意义(P均<0.001)，且差值平均值A组>B组>C组，两两比较差异均有统计学意义(P均<0.05)。

3组肾囊肿平扫、皮质期、实质期水基值见表5，A组肾囊肿皮质期及实质期水基值均低于平扫，差异有统计学意义(P均<0.05；图1F～1H)，但差值在10 mg/cm3以内；皮质期及实质期水基值的变化差异无统计学意义(P均>0.05)。B组和C组平扫、皮质期、实质期水基值差异无统计学意义(P均>0.05)。3组肾囊肿皮质期和平扫CT值、碘基值的差值比较见图2。

3 讨论

能谱成像过程中实现物质分离的原理：任何物质的X线吸收系数可由任意2个基物质的X线吸收系数决定，因此可将1种物质的衰减转化为产生同样衰减的2种物质的密度，可实现物质组成分析和物质的分离[10-11]。因单纯肾囊肿(BosniakⅠ型)无血供，理论上平扫和增强各期的碘、水基值的测定值间应相同，或至少测定值间差异无统计学意义。Silva等[12]在能谱CT腹部扫描中指出碘基图可鉴别直径较小的肾囊肿与肾脏肿瘤性病变，但仅通过肉眼观察病变是否摄取碘，并无具体的定量测量其碘含量值，本研究定量分析肾囊肿在平扫和增强双期碘、水基值的变化，3组碘基值和A组中水基值平扫和增强双期差异均有统计学意义(P均<0.001)，提示肾囊肿碘水基值在各期同样存在“漂移”现象。3组增强双期和平扫碘基值的差值总体差异有统计学意义(P均<0.001)，且差值平均值A组>B组>C组(P均<0.05)，提示各期碘基值发生“漂移”的程度与肾囊肿的大小有关，肾囊肿越小，“漂移”程度越大，与相应CT值的变化趋势一致。本研究选取的肾囊肿均位于肾实质，囊肿受硬化效应干扰大，更易出现伪强化现象，实质期肾实质强化程度最高且均匀，故也是肾囊肿伪强化发生概率最高、程度最重的时期，选取实质期与平扫期各组肾囊肿的CT值、碘基值的差值进行比较，可更直观地反映各期发生“漂移”的程度与肾囊肿的大小的相关性。C组平扫和增强双期水基值之间的差异无统计学意义(P>0.05)，提示碘基值发生“漂移”的程度较水含量更明显。

图1 患者女，40岁，B组，左肾实质内直径1.5 cm单纯肾囊肿(箭) A.CT平扫; B.增强实质期(单能谱70 keV )，实质期CT值增加23.3 HU，出现伪强化现象; C～E.分别为平扫、皮质期及实质期的碘基图，随肾实质强化程度的增加碘基值发生了“漂移”现象，逐渐升高; F～H.分别为平扫、皮质期及实质期的水基图，水基值逐渐下降

图2 3组肾囊肿皮质期和平扫CT值、碘基值的差值比较柱形图

本研究平扫和增强双期均为能谱模式扫描，以单能谱70 keV图代替120 kVp混合能量图像[13]，A、B 组的单能谱70 keV图均发生了伪强化现象，且肾囊肿越小其发生伪强化程度越大，与Mileto等[14]在体模与临床的对比研究结果一致。本研究结果表明能谱CT物质分离技术应用于临床后，各期碘水基值的“漂移”值得注意，3组中皮质期与平扫、实质期与皮质期碘含量的差值均在10(100 μg/cm3)以内，水含量的差值均在10 mg/cm3以内，提示肾囊肿的碘水基值的测定过程也需确定一个阈值区分伪强化与真强化，Bosniak等[15]提出以10 HU作为有无强化的阈值，笔者提出如以10个单位作为碘、水基值判断病变有无强化的阈值，则本研究中各期碘、水基值的变化则能认为是一个正常范围的波动，可用来诊断肾囊肿。

本研究的局限性：①样本量相对较少，仅初步研究能谱CT物质分离技术对克服肾囊肿伪强化的应用，还需进一步大样本的研究予以证实；②部分病例肾囊肿的最大直径层面在不同期相上有一定偏移，与扫描过程中患者的屏气程度有关，使测量值存在误差；③部分容积效应可能一定程度上影响结果的精确性[16]。

综上所述，采用能谱CT物质分离技术测定肾囊肿各期碘、水基值时同样会发生“漂移”，肾囊肿越小其发生“漂移”的程度越大，其临床价值需进一步研究。

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LIUHong1,WANTaihu1,WANGYongliang1,ZHAOZhuo2,LIULin1,QIAOYue1,ZHANGMengchao1*

(1.DepartmentofRadiology, 2.OperactingRoom,China-JapanUnionHospitalofJilinUniversity,

Changchun130031,China)

Objective To evaluate the value of material decomposition imaging of spectrum CT in overcoming renal cyst pseudoenhancement. Methods Totally 80 patients with renal cysts (total 75 cysts) who underwent CT imaging with GSI mode were collected. The renal cysts were divided into 3 groups according to diameters, group A (diameters 0.5—<1.5 cm,n=25), B (1.5—<2.5 cm,n=25) and C (2.5—<3.5 cm,n=25) respectively. The iodine-water density imaging was reconstructed by using the GSI Viewer analysis software. The CT value and iodine-water concentration of the cysts were recorded. The difference of CT value, iodine-water concentration in unenhanced and enhanced dual phases in each group was compared. Results The difference of CT value between plain scan and parenchyma phase among the 3 groups had statistically significant difference (F=204.128,P<0.001), and the differences comparing any two were statistically significant (allP<0.05). The postcontrast attenuation increased more than 10 HU in group A and B, indicating renal cyst pseudoenhancement, and less than 10 HU in group C, which had no pseudoenhancement. There were statistical difference in iodine concentration of the cysts of the 3 groups in unenhance, cortical and parenchyma phases (allP<0.001), but the difference value in unenhance, cortical and parenchyma phases were less than 10 (100 μg/cm3), and the difference value of the 3 group was group A>group B>group C (allP<0.05). The water concentration of the cysts in group A descend in renal cortical and parenchyma phase with statistical difference (P<0.001), but the difference value was less than 10 mg/cm3. Conclusion The measurements of iodine-water concentration appear to drift as well, the smaller the greater. The degree of the iodine concentration shifting is more obvious than water concentration.

Tomography, X-ray computed; Material decomposition technique; Renal cyst; Pseudoenhancement

吉林省科技发展计划项目(20160101074JC)。

刘宏(1990—)，男，安徽安庆人，在读硕士。研究方向：腹部影像诊断。E-mail： liuhong1219@outlook.com

张孟超，吉林大学中日联谊医院放射科，130031。E-mail： mengchao56@hotmail.com

2016-10-16

2017-03-03

R737.11; R814.42

A

1003-3289(2017)06-0897-05

10.13929/j.1003-3289.201610060