能谱CT小肠造影在炎症性肠病中的应用价值分析

张为，吴宗山，丁晓春，王俊林，孙家龙，朱海云，任绪桥，方志远

安徽医科大学附属六安医院（六安市人民医院） a. 医学影像科；b. 消化科，安徽 六安 237000

引言

炎症性肠病（Inflammatory Bowel Disease，IBD）包括溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis，UC）及克罗恩病（Crohn’s Disease，CD） ，为消化系统的一种慢性非特异性炎性疾病，病因尚未明确，近年来发病率逐渐升高[1-2]。IBD以持续或反复发作的腹痛、腹泻为主要症状，甚至出现脓血便、发热及其他全身症状，严重影响患者的生活质量。目前IBD的诊断主要依靠内镜检查、病理、影像学检查、实验室检查及临床表现综合分析[3]。随着影像技术的发展，CT小肠造影（Computed Tomography Enterography，CTE）对IBD的诊断作用日益显著，但单纯的CTE检查只是混合能量成像[4]，不能较好的对信噪比不佳的图像进行调整，而且对于IBD的定量分析诊断价值有限。随着近年来能谱技术的应用，为临床上诊断多种病变提供了更多的诊断指标和依据[4-8]，如对肿瘤与转移性淋巴结同源性的判定、CD活动性的评价等。本研究对疑似IBD患者进行能谱CT小肠造影（Energy Spectral CT Enterography，ECTE）检查，旨在分析最终诊断IBD的能谱CT成像（Gemstone Energy Spectral CT Imaging，GSI）特征，并通过对病变能谱数据的分析及肠壁、肠腔内外的观察，以期为IBD的诊断提供了更多的能谱分析指标和分析ECTE对IBD的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取安徽医科大学附属六安医院2020年5月至2022年4月收治的临床疑似IBD病例并顺利完成CTE检查的105例患者。本研究获得安徽医科大学附属六安医院伦理委员会批准（2020LL036），IBD诊断符合《炎症性肠病诊断与治疗共识意见(2018年, 北京) 》中的诊断标准[3]。纳入标准： ① 年龄≥18岁；② 经内镜、病理、影像学或临床等相关指标确诊；③ 顺利完成CTE检查；④ 图像清晰，满足诊断要求。排除标准：① 临床或影像资料不完整；② 图像质量欠佳，影响诊断。

1.2 检查方法

检查前24 h清淡饮食，检查前12 h禁食，并口服导泻剂：复方聚乙二醇电解质散（A+B剂）3～4盒[舒泰神（北京）生物制药股份有限公司，国药准字H20040034]+1500～2000 mL温水，匀速1.5 h内服完；扫描前1 h开始分段口服甘露醇配置液2000 mL（250 mL甘露醇+1750 mL温开水）；扫描前10～15 min肌注盐酸消旋山莨菪碱注射液20 mg（杭州民生药业股份有限公司，国药准字H33021707）。

采用GE 256排 Revolution CT机，扫描范围自膈上至耻骨联合下水平。先行全腹部平扫，后经高压注射器肘静脉注射碘佛醇80～100 mL（流率为2.5～3.0 mL/s），选用能谱扫描计划行双期增强扫描，扫描参数：管电压采用140 kV和80 kV瞬时切换，管电流405 mA，旋转时间0.5 s，螺距0.992，准直器宽度256 mm×0.625 mm，扫描层厚5 mm，ASiR-V 40%算法重建，重建层厚和层间隔0.625 mm。

1.3 图像分析及后处理

所有图像资料由2名副主任医师采取盲法阅片及相应能谱分析，观察病变肠道部位、累及范围、肠壁厚度（≥ 3 mm为肠壁增厚）、强化特征（均匀强化，分层强化）、肠外病变（肠周淋巴结肿大、肠系膜血管增粗增多所致“梳齿征”样改变、肠周渗出、瘘管或脓肿形成）等，当诊断意见不一致时经协商达到一致。

扫描数据传输至 AW4.7工作站，选取能谱Data数据经GSI viewer软件打开：① 常规GSI模式图像分析，当70 keV的单能量图像信噪比不能达到诊断需求时，逐步向下调整（常规5 keV为间隔）至合适的单能量图像（最低到40 keV），以达到诊断所需；② 选取病变肠管层面，进行Iodine（Water）物质分离，碘基图上分别测量动脉期、静脉期的碘含量值，对同层感兴趣病变区分别进行3次测量，取均值；③ 于病变典型层面勾画异常增厚强化肠壁、同层面正常肠壁、肠腔液体及背部皮下脂肪感兴趣区域，得到CT能谱曲线及其斜率（斜率=[A（40 keV）-B（100 keV）] /60，其中A和B分别为40 keV和100 keV时的CT值）。

1.4 统计学分析

采用 SPSS 22.0统计学软件进行分析， 以临床最终诊断为参考标准，分析ECTE对IBD的诊断效能（敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断符合率）。计量资料以±s表示，经检验符合正态分布，采用t检验，计数资料采用χ2检验或确切概率法（当期望值＜5时），以P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 ECTE检查IBD诊断符合率

105例进行ECTE检查疑似IBD患者，经过影像学检查、内镜、检验、病理及最终临床综合诊断IBD患者47例，ECTE诊断IBD患者42例，其中男23例、女19例，年龄21～80岁，中位年龄42岁。其中5例临床诊断IBD而ECTE表现为阴性，临床及ECTE诊断非IBD患者58例，所得ECTE诊断IBD的敏感性89.4%、特异性100.0%、阳性预测值100.0%、阴性预测值92.1%、诊断符合率95.7%（表1）。

表1 ECTE 对炎症性肠病的诊断效果评价

2.2 ECTE检查IBD能谱影像学表现

通过测量IBD患者异常增厚肠壁处的动脉期、静脉期碘浓度与邻近正常肠壁的动脉期、静脉期的碘浓度比较差异均具有统计学意义（P＜0.05）（表2）。IBD患者的异常增厚肠壁动脉期及静脉期主要表现为渐进性明显强化，部分肠壁呈分层样强化（图1a），偶可见管腔狭窄，肠系膜血管增多、增粗呈“梳齿征”改变（图1b）。当部分病例异常强化肠壁信噪比有所欠佳时，可通过降低keV调整到适合影像诊断的最佳单能量图像，从而达到诊断需求（图1c～1d），经过对比分析最佳单能量值为（50.36±4.47）keV（95%置信区间48.96～51.75）。另外通过Iodine（Water）分离技术所得碘基图（图1e）可测量感兴趣区的碘含量值及能谱曲线（图1f）。根据能谱曲线斜率计算公式可获得异常增厚强化肠壁与正常强化肠壁的能谱曲线斜率，两者比较，差异具有统计学意义（P＜0.05）。

图1 ECTE检查IBD能谱影像学表现

表2 GSI正常肠壁和异常增厚肠-壁的碘浓度及能谱曲线斜率比较（±s）

表2 GSI正常肠壁和异常增厚肠-壁的碘浓度及能谱曲线斜率比较（±s）

小肠肠壁 动脉期碘含量/（μg/cm3）静脉期碘含量/（μg/cm3） 斜率正常 8.27±0.49 10.31±0.67 2.05±0.27异常增厚 11.82±0.84 22.31±1.69 2.74±0.67 t值 16.41 36.56 14.65 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.2 ECTE检查IBD中UC及CD的能谱分析及影像学征象

42例IBD患者中UC患者为18例、CD患者为24例。UC患者及CD患者动脉期碘含量、静脉期碘含量及能谱斜率比较，差异无统计学意义（P＞0.05），而UC患者及CD患者病灶部位、增厚形式、肠管狭窄、肠系膜血管增粗增多（“梳状征”）及肠周渗出比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。UC病灶以直肠或结肠为主、肠壁对称性增厚常见，其中1例UC患者因病灶广泛累及结直肠及小肠，而小肠病变相对显著，所以判别以空回肠及回盲部为主；CD病灶以空回肠或回盲部为主，肠壁非对称性增厚较常见，另外，CD患者多伴有肠管狭窄、肠系膜血管增粗增多（“梳齿征”）及肠周渗出改变。而肠壁强化形式、肠管僵直、肠周淋巴结增多/肿大、瘘管或脓肿形成、肠梗阻等征象在UC患者及CD患者的诊断鉴别中，差异无统计学意义（P＞0.05） （表3）。

表3 IBD中UC及CD患者的影像学特征

3 讨论与结论

近年来，随着IBD的发病率增高，对IBD的认识也逐渐加深，但无论是UC还是CD的诊断都缺乏金标准，需要结合内镜、病理、影像学检查及临床等综合分析诊断；IBD病程迁延难愈，除腹痛、腹泻等消化道症状外，还可能伴有关节损伤、皮肤黏膜病变、肝胆疾病、发热、青少年发育迟缓等肠外表现，严重影响患者生活及生存质量[3]。因此，早期诊断、早期治疗对缓解患者症状、有效防止严重并发症的发生、改善患者生活质量尤为重要[9]。本研究主要是通过对 IBD 患者的ECTE影像学表现进行分析，探讨ECTE检查对IBD诊断价值，从而为IBD的影像学诊断提供更多的方式。

随着对IBD的研究越来越多[1,10-12]，CTE对IBD的诊断作用日益显著，CTE不仅可显示增厚肠壁、肠腔内病变，还可以对腹腔内肠外情况有清晰判断，通过多平面重建、最大密度投影及三维成像等后处理可更全面的观察肠管病变及肠外情况，从而避免传统X线小肠钡餐造影仅观察肠道黏膜病变、内镜检查单纯显示肠腔及肠壁黏膜病变的不足，且CTE检查患者耐受性较好，容易被接受[13]。但单纯的CTE检查亦有一定的局限性，如只能生成混合能量成像、不能较好的优化图像质量、CT值往往与病灶真实水平有差异等[4,6]。近年来对ECTE的研究[4-5]亦越来越多，ECTE检查与常规CTE检查准备和扫描过程相同，患者无需额外准备，本研究通过对疑似IBD的患者进行ECTE检查及诊断，与最终临床诊断比较，IBD的ECTE诊断符合率高达95.2%，与郭海燕等[14]研究相符，且可清晰显示IBD患者异常增厚肠壁的强化方式、肠壁增厚程度、肠系膜血管增多增粗的“梳齿征”、肠周渗出及淋巴结肿大情况。以往研究还表明肠壁分层样强化、肠系膜血管“梳齿征”示CD处于活动期的特征性表现[15-16]。另外本研究及相关报道[16]显示CTE可明确观察到肠周渗出及瘘管形成的情况，通过对UC及CD影像学表现的分析，病灶部位、增厚形式、肠管狭窄、肠系膜血管增粗增多（“梳状征”）及肠周渗出征象对UC及CD的鉴别诊断有明确的指导意义[1]。以往对UC及CD的能谱分析鉴别诊断报道较少，本研究通过对二者能谱数据分析比较，病灶动、静脉期碘含量以及能谱斜率差异无统计学意义，对二者不能有效鉴别，但本研究因病例数有限，结果亦可能有一定局限性，有待后期增加样本量，进一步验证。

随着对CTE和ECTE的研究和应用增加，CTE和ECTE已成为IBD影像诊断的重要方式之一，通过本研究及相关文献[4-6,17]报道显示，ECTE检查应用于IBD诊断主要有以下几种方式：① 单能量图像，当能谱CT成像常规图像因患者个体循环、造影剂注射剂量或速率等因素所导致的图像信噪比不佳时，可通过不同单能量图像的调整获得最佳的诊断对比度图像。裴申军等[4]研究提示，在40～70 keV范围调整单能量图像可清晰显示炎症肠壁与正常肠壁；石桥等[5]研究指出，通过单能量图像的调整使病灶得到更清晰的显示，本研究结果与上述报道相符。② Iodine（Water）分离技术的应用，碘离子为对比剂的主要成分，通过Iodine（Water）分离可获得碘基图，从而可对感兴趣强化区域测量获得精确的碘含量值，以往文献[4,18]报道得出分析碘浓度可对IBD的诊断提供定量参考，GSI碘基图可定量分析碘浓度，当肠壁局部发生炎症时局部血管壁通透性增加，病灶CT值和摄碘率增加，炎性肠壁碘离子聚积，容易与正常肠壁鉴别，本研究结果与以往文献相符。另外碘浓度与CD活动程度还有良好的相关性[6,19-20]。③ 能谱曲线，根据能谱成像原理，物质被40～140 keV的X线穿过时CT值不同，不同的物质有不同的能谱曲线，本研究中异常增厚强化的肠壁与正常强化的肠壁能谱曲线斜率差异具有统计学意义，与裴申军等[4]报道病变肠壁的能谱曲线较正常肠壁的能谱曲线陡直相符（斜率更大），可有效区分异常增厚强化的肠壁和正常强化的肠壁，因而ECTE检查及分析可以为IBD的诊断提供更有效的参考方式。

综上所述，ECTE检查患者耐受性较好，在对比剂充分扩张肠管后，通过增强扫描可清晰显示肠壁、肠腔及肠管外病变，并且能对病变的范围、活动程度、性质及并发症进行准确的评价。本研究通过对ECTE的单能量图像调整、碘水分离技术及能谱曲线分析可以为IBD诊断提供更有效的方式和定量参考，ECTE检查及分析可作为临床诊断IBD的重要方式。