双源CT能量成像对老年结直肠癌周围病灶同源性的研究

苏文蕊,梁其洲，李香营

(中南大学湘雅医学院附属海口医院，海口 海南570208)

结直肠癌好发于老年患者，以往对于周围病灶根据大小、坏死、复查变化，CT无强化及强化方式来判断是否转移，缺乏量化依据，从而影响了早期定性、 分期和治疗计划的制定[1]。西门子双源CT具有双能量成像优势，可通过生成两个不同能量的探测器来实现物质分离，获得反映不同病变化学成分的特征图像[2]。 在这项研究中，双源CT双能量扫描用于检测老年人结直肠癌及其周围多个病灶的CT值，碘(水)组含量，能谱衰减曲线和斜率。 用能谱后处理工具判定病灶是否来源一致，为延长患者的生存时间，评估预后提供依据。

1 材料与方法

1.1 研究对象

收集2016年6月至2017年6月在海口医院经西门子第二代双源CT(Siemens Somatom definition flash)检查通过手术和病理证实66例结直肠癌患者。 男性 34例，女性 32例； 年龄范围为66-87岁，中位年龄为75岁。 在注册之前签署了知情同意书。 临床表现有不同程度的便血、便秘和腹痛等，需要完整的临床资料，心脏正常，肝肾功能正常，无碘过敏史。 CT图像清晰，显示病灶佳。直肠癌32例，结肠癌30例，同时结直肠癌和直肠癌4例;在盆腔和双侧腹股沟区域共发现130个淋巴结，72个淋巴结为转移，58个淋巴结为反应性增生。

1.2 检查方法

1.2.1仪器设备及扫描参数 所有患者在试验前1天清洁肠道。在检查前2 h内患者口服温水，肛门注入1 000-1 500 ml温水作为阴性造影剂以填充肠。然后改变到仰卧位，让受试者保持稳定的心态并避免由情绪压力引起的运动伪影。 移除患者扫描部位的金属物体，并根据需要吸气和呼气。采用西门子第二代双源CT扫描，行常规和双期增强扫描。扫描参数：双球管双能量(球管A使用100 kV、200 mA，球管B使用140 kV、170 mA)瞬时切换扫描；机架转速：0.28 s/r；螺距：0.55；准直器宽度：6 mm；重建层厚及层间距：5 mm，0.6 mm×128；对比剂采用：碘海醇300 mgI/ml；剂量：75 ml；注射流速3 ml/s；经肘前静脉高压注射器团注。于对比剂注射后30 s行双能CT扫描，得到100 kV、140 kV及混合能量图像。双能量图像行2.0 mm薄层重建后传至后处理工作站，利用“Monoenergetic” 工作站后处理软件，于病灶及淋巴结均质处，选取直径1 mm的圆形感兴趣区，尽量避开囊变、坏死、钙化及较大血管影，并记录病灶及淋巴结动脉期、静脉期70-120 keV单能量曲线，记录70 keV、90 keV、100 keV、120 keV 4个能量值下所对应的CT值。根据公式：斜率=(70 KeV下的CT值-90 KeV下的CT值)/20。再调出“Liver VNC”软件得到虚拟平扫图像，重建出碘基图像，选取1 mm感兴趣区，测量病灶及淋巴结的碘值及同层面的主动脉的碘值，测量三次取平均值。标准化碘浓度(NIC)计算公式为：NIC=同层面病灶碘浓度/同层面大动脉碘浓度。

1.2.2统计学处理 对所得数据采用SPSS19.0进行统计学分析处理，计量资料比较采用成组资料t检验，计数资料比较采用方差分析。并用Kappa检验评价诊断结果的一致性。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 结直肠癌和转移淋巴结各指标比较结果

结直肠癌和转移淋巴结动脉期各指标比较结果：两组不同点动脉期CT值经两独立样本t检验结果显示，两组各点差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组动脉期曲线斜率经两独立样本t检验结果显示，两组不同点差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组动脉期IC经两独立样本t检验结果显示，两组不同点差异均无统计学意义(均P>0.05)(见表1)。结直肠癌和转移淋巴结静脉期各指标比较结果：两组不同点静脉期CT值经两独立样本t检验结果显示，两组各点差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组静脉期曲线斜率经两独立样本t检验结果显示，两组不同点差异均无统计学意义(均P>0.05)。两组静脉期IC经两独立样本t检验结果显示，两组不同点差异均无统计学意义(均P>0.05)(表2)。

表1 结直肠癌与其转移淋巴结在动脉期的能量衰减曲线斜率、CT值、碘浓度比较

表2 结直肠癌与其转移淋巴结在静脉期的能量衰减曲线斜率、CT值、碘浓度比较

2.2 老年结直肠癌与其周围区域病灶的关系

本研究共发现双侧腹股沟区淋巴结130枚，转移淋巴结共 72枚，反应性增生淋巴结58枚，老年结直肠癌与周围区域淋巴结之间的能量衰减曲线及斜率、CT值、碘浓度比较(见表3).动脉期反应性增生淋巴结组NIC明显低于直肠癌组与转移淋巴结组，差异均有统计学意义(均P<0.05)；结直肠癌组与转移淋巴结组NIC差异无统计学意义(P>0.05)。反应性增生淋巴结组明显低于结直肠癌组与转移淋巴癌组，差异均有统计学意义(P<0.05)；结直肠癌组与转移淋巴结组差异无统计学意义(P>0.05)。

表3 动脉期结直肠癌患者原发病灶、转移性及反应性增生淋巴结的CT值、标准化碘浓度比值(NIC)及曲线斜率(k)比较

3 讨论

过去判断结直肠癌周围病灶使用常规的CT依靠被强化的程度和范围来进行判断，缺乏量化依据。随着双源CT的发展，可根据能谱技术对其进行特殊后处理，对肿瘤以及其周围进行量化分析，评价肿瘤周围病灶其微结构及生物学行为表现出与其原发肿瘤相一致，减少活检所带来的副作用[3]。双源CT具有多种成像优势，包括虚拟平扫图像(VNC)、碘图(NIC)、单能量图像和能量曲线等，使用VNC时可省去正常平扫，图像质量不变的情况下可降低辐射剂量[4]。在虚拟平扫图像上获得碘图，在图像上标记感兴趣区，可以得到该部位的碘值，80 kV与140 kV、动脉期与静脉期的碘值是不同的。碘的物质分离能提供灌注图像用以展示碘的分布，也就是碘图能够显示靶器官碘对比剂分散信息[5]。单能量图像的CT值反映的X线的能量衰减值。在不同的能量水平下，组织的X-ray衰减特性，用CT值来表示其衰减特性，能量变化与CT值的关系构成能量曲线。普通扫描CT值类似的病灶或组织，其单能量CT值却可大不同，使用此特征可增加病变检出率[6]。碘造影剂的注射增强了不同性质的病变的吸收系数的差异，导致CT值的较大差异，并且反映不同物质的特征的能量衰减曲线的斜率也很大。 从而有助于不同病灶的鉴别。 肿瘤强化程度与微血管密度密切相关肿瘤供血血管的多少与其强化程度成正比，相应的若强化程度越高则含碘量越高[7]。IC直接反映病变的血液供应状况。CT值越大，能谱曲线的斜率越大[8]。本研究中，利用同层主动脉 IC对病灶 IC进行标准化，用于校正个体化差异和扫描条件对结果可能产生的干扰，但目前对 IC是否都要进行标准化未达成共识，将影响不同研究间的可比性。

本研究结果表明，结直肠癌和转移淋巴结之间的能量衰减曲线和斜率，CT值和标准碘浓度没有差异，差异无统计学意义,它表明结直肠癌与其转移淋巴结具有同源性。 结直肠癌的分期和分级信息对于治疗选择和预后评估具有重要意义，本研究中双源 CT可弥补肠镜不足，了解病变侵犯肠壁的深度，向外侵犯的范围和有无远处转移，它还在结直肠癌的分期和随访中发挥重要作用。 而且双源CT成像速度快，可进行各种图像后处理。