Freedom宝石能谱CT成像早期检测小肝癌及肝转移瘤的应用价值

孙宇飞 胡江 梁鲁 孙凯 包头市中心医院普外科 （内蒙古 包头 014030）

内容提要： 目的：探讨Freedom能谱CT成像对小肝癌及转移性肝癌的早期诊断的临床应用价值。方法：入选30例临床疑诊为小肝癌患者或已确诊为其他部位肿瘤，进行肝脏增强CT扫描检测转移瘤者，行能谱CT扫描并检测肿瘤病灶的CT值、碘含量及病灶检出率等数据。结果：碘基图像下原发性肝癌与转移瘤三期碘浓度均无统计学差异（P＞0.05）。原发性肝癌、肝转移瘤与肝血管瘤的碘浓度在动脉期有明显统计学差异（P＜0.05），在门脉期、延迟期的碘浓度三者无明显统计学差异(P＞0.05)。单能量图像在病灶检出、成像质量等方面与混合能量图像相比，有明显差异，具有统计学意义。结论：Freedom能谱CT成像在小肝癌及转移性肝癌的诊断检出率较常规增强CT扫描高，对临床早期发现小肝癌及肝转移瘤有一定的临床价值。

随着肝脏肿瘤（包括原发性肝癌和转移瘤）发病率逐年增长，及时的明确诊断、尽量在最早的时期给与相应的治疗具有重要临床意义[1]。宝石能谱CT作为一种新型影像设备，通过瞬时双能量切换、新型宝石探测器与先进的图像后处理软件相结合，宝石能谱CT在诊断疾病的过程中，不仅通过形态、大小等形态学角度判断疾病类型，还可以运用自身独有的先进技术进行包括能谱曲线、基物质成像、有效原子序数等功能学指标的测量来判断疾病类型[2]。本研究旨在初步探讨Freedom能谱CT早期诊断小肝癌及肝转移瘤方面的应用价值。

1.资料与方法

1.1 实验标本

入选30例在本院住院的临床疑诊为小肝癌患者（如肿瘤标记物升高者、腹部彩超提示肝脏占位及其他影像学手段提示）或已确诊为其他部位肿瘤，进行肝脏增强CT扫描检测转移瘤者。入组标准为：（1）临床疑诊为小肝癌者（如肿瘤标记物升高者）；（2）已确诊为其他部位肿瘤，进行肝脏增强CT扫描检测转移瘤者。排除标准：碘剂过敏、肝肾功能不全（血清肌酐清除率＞120mmol/L）、失代偿性心功能不全、不能配合屏气等不能接受检查的患者。所有患者均填写知情同意书。

1.2 主要试剂

采用GE能谱CT（DISCOVERY CT750 HD FREEDOM CT，GE Healthcare）、碘海醇。

1.3 检查方法

1.3.1 扫描方法。所有患者均行腹部能谱CT扫描，扫描的范围视具体情况而定。平扫行增强扫描时，使用专用高压注射器进行对比剂的注射，对比剂的浓度为300mg/mL的碘海醇，注射流速为3.0mL/s，注射剂量一般为1.0mL/Kg。扫描完成后重建成层厚/层距为0.625mm的Mono图像。

1.3.2 图像分析与测量

将图像传至AW4.4（GE Health Care，USA）工作站，进入GSI viewer软件能谱分析界面进行图像后处理。（1）使用最佳CNR（optimal CNR）工具测量最佳单能量值；（2）碘基图图像分析：选取肿瘤显示最清晰层面，在肿瘤区域内选取类圆形感兴趣区（ROI）来测量肿瘤的碘含量，感兴趣区的选取应该尽量不包括其他背景组织；（3）图像主观评价：优异5分，图像显示最佳，肝内细小结构边缘显示好；较好4分图像尚清晰，肝内胆管结构显示尚清晰；中等3分，肝内细小结构可显示，边缘不清；较差2分，肝内细小结构显示模糊；极差1分，肝内细小结构显示不清，图像模糊。由两名影像诊断医师进行评分，取二者的平均值作为图像主观评分的最终结果，记录评分；（4）在同一层面观察最佳单能量图像与QC图像，分别计算各自图像的病灶数、对比度（CT值差值）、对比噪声比（CNR），对比噪声比的按照以下方法进行计算：(ROI0-ROId)/SDn，公式中的ROI0为所选取的病灶组织的CT值，ROId为同一层面的正常的肝组织的CT值，SDn为同层面的背景的噪声的标准差，本研究选取同层面腹壁脂肪的CT值作为背景。

1.4 随访

包括：（1）穿刺取得病理结果；（2）PET-CT或MRI等其他资料证实。通过以上随访结果，计算灵敏度、特异度。

1.5 统计学分析

所有数据均采用SPSSl7.0软件包进行统计分析。所有定量资料采用（±s）表示，差异性比较采用方差分析，检验水准：P＜0.05表示有统计学差异，P＜0.01表示差异显著。

2.结果

2.1 一般资料

收集30例患者中，男性18例，女性12例，男女比例3:2，年龄40～70岁，平均年龄55岁。30例患者，原发性肝癌14例，转移性肝癌11例，另外5例肝血管瘤患者。

2.2 应用optimal CNR工具测量，单能量图像的最佳keV值在70keV左右，在此单能量图像下，正常肝组织与病灶间的对比度最佳，图像显示细腻，无明显噪声，组织结构较清晰。适于对图像进行分析、观察，因此，以最佳单能量70keV观察图像。

2.3 所有患者在动脉期、门脉期、延迟期下的碘浓度

原发性肝癌图像动脉期、门脉期、延迟期碘含量分别为（0.80±0.04）mg/mL，（1.85±0.23），（1.47±0.04），转移性肝癌图像患者动脉期、门脉期、延迟期碘含量分别为（0.62±0.46），（2.40±0.99），（1.69±0.68）。采用独立样本T检验，碘基图像下原发性肝癌与转移瘤三期碘浓度均无统计学差异（P＞0.05）。肝血管瘤三期碘浓度分别为（3.23±1.87），（3.63±1.81），（2.84±1.14）。采用独立样本t检验，原发性肝癌、肝转移瘤与肝血管瘤的碘浓度在动脉期有明显统计学差异（P＜0.05），在门脉期、延迟期的碘浓度三者无明显统计学差异（P＞0.05），见表1、表2、表3。

表1. 原发性肝癌与转移癌三期碘浓度比较(M±SD)

表2. 原发性肝癌与肝血管瘤病变三期碘浓度比较(M±SD)

表3. 肝转移瘤与肝血管瘤病变三期碘浓度比较(M±SD)

2.4 单能量图像与混合能量图像各指标对比结果2.4.1单能量图像与混合能量图像病灶检出数目，单能量图病灶的检出数目为（1.70±1.21），混合能量图像为（0.87±0.57），单能量图像检出病灶数与混合能量检出病灶数相比，有明显差异（P＜0.05），具有统计学意义。

表4. 30例患者CT单能量与混合能量图像比较(M±SD)

2.4.2 单能量图像与混合能量图像主观评分。单能量图像主观评分（4.20±0.71），混合能量图像主观评分（3.13±0.68），两种成像方式的主观评分具有明显差异（P＜0.05），具有统计学意义。

2.4.3 单能量图像与混合能量图像的图像对比度。单能量图像的图像对比度为（22.23±10.33），混合能量图像的图像对比度为（8.35±3.97），具有统计学差异（P＜0.05）。

2.4.4 单能量图像与混合能量图像对比噪声比。单能量图像对比噪声比为（1.57±0.89），混合能量图像对比噪声比为（0.63±0.30）。

2.4.5 灵敏度、特异度。能谱CT诊断阳性患者数为24例，阴性患者为6例，后期随访患者确诊病例为25例，阴性患者为5例，混和能量图像诊断阳性患者23例，阴性病例数7例，随访结果确诊患者数25例，阴性5例。单能量图像的灵敏度和特异度分别为92%、80%，混合能量图像诊断的灵敏度为88%、80%。

3.讨论

3.1 原发性肝癌及转移性肝癌的诊断研究现状

多层螺旋CT作为临床上常用的影像学诊断设备在诊断肝脏肿瘤方面有一定的优势，但对于小肝癌及转移性肝癌的早期诊断方面仍显不足，因此肝脏肿瘤的早期检出，早期定性就成为影响疾病预后的关键因素之一。宝石能谱CT具有较高的时间和密度分辨率，而且又避免了硬化伪影和容积效应对检测结果的影响，此外，它还能够提供出对比噪声比最佳的单能量图像，因此能够更好的检查肝脏的肿瘤病灶，减少了误诊和漏诊的比例[2]。

3.2 宝石能谱CT的原理及优势

从分类上看，宝石能谱CT属于“后64排CT”，但是又不同于“后64排CT”。首先，宝石能谱CT的球管是新型探测器，通过非常短的时间内的双能量切换，得到单能量图像，从而实现数字空间能谱的解析。而传统的球管同时是采用两个大小不同的焦点设计，因此在临床上的部分需求不能够很好的满足。其次，作为CT系统的关键部件之一的高压发生器，宝石能谱CT也有其特点，能够在0.5ms的时间内完成40～140keV能量之间的切换，而且在切换能量的同时仍然能够维持稳定的输出电压波，因此能够很好的维持X射线能量特征的一致性，以此保证准确的能量分析，这是其他CT所不能达到的。再次，在探测器方法，宝石能谱CT的稳定性和通透性都非常优秀，据研究发现，该种CT的空间分辨率能够达到1mm的冠脉以及7级肝血管的显示，而探测器的组轴能够覆盖的范围更是达到了40mm。最后，宝石能谱CT采样速度快，且稳定，这有效的提高了能谱数据的采集和分析的能力。其重建技术是采用迭代重建技术，使图像质量明显提高，同时也将全身的平均扫描剂量降低至原本的一半左右。因为上述重要硬件的革新，使宝石能谱CT具有了四个特色：高清扫描、低剂量控制、能谱扫描、动态500排。这为其在肝脏肿瘤的诊断应用中提供了重要的硬件支持[3]。

图4. 结肠癌术后患者能谱图像

3.3 宝石能谱CT在肝脏肿瘤病变的定性和鉴别中的应用

宝石能谱CT的后处理分析平台包含多种分析技术，包括物质分离技术、能谱曲线、有效原子序数。其物质成像是通过水基图像、碘基图像来判断病灶中基物质含量情况，能够有效的分析组织的成分来源，并且进行有效鉴别，以此判断肿物的性质。既往普通的肝脏CT平扫所得到的原始图像为低密度图像，对其进行增强处理以后，原始的影像表现就出现一定的重叠，因而对鉴别造成困难，但是宝石能谱CT很好的弥补了这一缺陷。Qian等[4]经过研究后发现，以门脉期栓子的碘浓度1.12mg/mL作为阈值，对癌栓和血栓进行鉴别，其特异性和灵敏度都有了明显的提高，这也为肝癌和肝硬化的鉴别提供了新的思路。随着宝石能谱CT在临床中的应用及更多研究的发表，相信会有更多的成果应用于临床诊断中。

3.4 宝石能谱CT在肝脏肿瘤分期和预后评价中的作用

既往的多层螺旋CT检查只是通过肿瘤的体积、CT值等情况对肿瘤进行分期，但是如果肿瘤周围水肿或者炎症改变会导致肿瘤分界难以判断，为肿瘤的分期和预后判断带来不确定因素。而宝石能谱CT拥有更为丰富的分析工具，单能量图像、能谱曲线以及有效原子序数都为肿瘤分期提供了更加可靠的依据[5]。