李海文，楊高忠

山東省淄博礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司中心醫(yī)院CT/MR科，山東 淄博 255120

孤立性肺結(jié)節(jié)（Solitary Pulmonary Nodule，SPN）主要是指肺中單一的、邊界清晰的、直徑≤3 cm、病變周圍被含氣肺組織所包圍的肺部結(jié)節(jié)[1]。其主要特點(diǎn)為無肺不張、肺門及縱隔無明顯腫大的淋巴結(jié)、無胸腔積液等[2]。近年來，肺癌普查范圍越來越廣泛，SPN的檢出率也越來越高。但部分表現(xiàn)為孤立性結(jié)節(jié)的肺癌缺少典型的分葉及毛刺等征象，且其影像表現(xiàn)與某些良性結(jié)節(jié)有一定的重疊[3]。所以，SPN的臨床診斷仍是胸部影像學(xué)研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)之一。對(duì)SPN進(jìn)行影像學(xué)檢查與診斷，可清楚地辨別良惡性，從而為臨床治療提供客觀依據(jù)。

雖然目前已經(jīng)有很多先進(jìn)的影像學(xué)評(píng)價(jià)方法，然而由于良惡性SPN在功能信息及形態(tài)學(xué)等方面存在著一定的交叉與重疊，該病的臨床診斷依然存在著較大的難度。新雙源CT（New Dual-Source Computed Tomography，NDSCT）雙能成像是近年發(fā)展起來的一個(gè)全新的CT成像技術(shù)。該技術(shù)主要通過2個(gè)球管與2套探測(cè)器，以不同的管電壓和管電流運(yùn)行，采集組織器官的2套X線衰減數(shù)據(jù)，從而得到清晰的能量信息。本研究主要探討了新雙源CT雙能虛擬平掃技術(shù)在孤立性肺結(jié)節(jié)評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2013年1月～2014年5月入住我院的49例SPN患者的臨床資料，其中男32例，女17例；年齡45～79歲，平均（62.10±7.83）歲。經(jīng)病理證實(shí)，惡性SPN患者35例，良性14例。惡性病變中，腺癌19例，鱗癌4例，肺上溝癌1例，細(xì)支氣管肺泡癌2例，小細(xì)胞肺癌3例，淋巴瘤3例，轉(zhuǎn)移3例；良性病變中，肺部炎癥10例，肺結(jié)核4例。入選標(biāo)準(zhǔn)：治療前均行常規(guī)CT平掃及雙能CT增強(qiáng)掃描，自愿簽署知情同意書者。

1.2 設(shè)備與掃描標(biāo)準(zhǔn)制定

1.2.1 設(shè)備

使用新雙源CT雙能掃描儀Siemens Somatom Definition Flash。2個(gè)球管的電壓與參考電流分別設(shè)置為140 kVp、172 mAs和100 kVp、230 mAs。開啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)器CARE Dose 4D，準(zhǔn)直0.6 mm×128 mm，旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/周，螺距為0.6，2球管的FOV值分別為50 cm×50 cm和33 cm×33 cm，2個(gè)球管夾角為94°。

1.2.2 掃描方法

常規(guī)平掃：行常規(guī)平掃前，注意訓(xùn)練患者呼氣、吸氣等方面的動(dòng)作，掃描的具體范圍為胸廓入口至橫膈水平（包括肋膈角），層厚為5 mm。

雙能增強(qiáng)掃描：其范圍及層厚均與常規(guī)平掃相同。采用的對(duì)比劑為350 mgI/mL碘海醇，流率3.0 mL/s，延遲時(shí)間35 s。

1.3 數(shù)據(jù)獲取

1.3.1 原始數(shù)據(jù)獲取

計(jì)算機(jī)自動(dòng)重建獲得層厚為1.5 mm、間距為1.5 mm的Sn140 kVp、Sn100 kVp以及120 kV線性融合的3組圖像數(shù)據(jù)。

1.3.2 數(shù)據(jù)處理

將獲得的原始數(shù)據(jù)傳輸至西門子Syngo-2010A MultiModality Workplace工作站，并輸入至雙能軟件中，采用“Liver VNC”程序?qū)?shù)據(jù)加以處理，從而得到虛擬平掃以及碘分布示意圖，且于病灶中心層面置一面積為0.4 cm×0.4 cm～1.5 cm×1.5 cm的圓形感興趣區(qū)域（Region of Interest，ROI），避開壞死、空腔以及鈣化等情況，自動(dòng)顯示出病灶的平均CT值。經(jīng)過Mono Energetic程序處理得到單能量圖像，且以同層同面積ROI生成CT值能量衰減曲線示意圖，并將各能量水平下的CT值加以記錄[4]。

1.3.3 圖像分析

以真實(shí)平掃為基線標(biāo)準(zhǔn)，鈣化顯示評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)如下[5]：① 3級(jí)，真實(shí)平掃未見鈣化現(xiàn)象，虛擬平掃發(fā)現(xiàn)存在鈣化；② 2級(jí)，虛擬平掃與真實(shí)平掃鈣化結(jié)果一致；③ 1級(jí)，虛擬平掃鈣化比真實(shí)平掃??；④ 0級(jí)，真實(shí)平掃發(fā)現(xiàn)鈣化，但虛擬平掃未見鈣化。

1.4 輻射劑量計(jì)算

將計(jì)算機(jī)自動(dòng)提供的劑量長(zhǎng)度單位（DLP）換算成為有效劑量（ED），其計(jì)算公式為ED=DLP×0.014[6]。

1.5 病理檢查

采用Siemens Somatom Spirit雙排螺旋CT機(jī)進(jìn)行穿刺定位，以及巴德公司生產(chǎn)的18 G或20 G的槽式切割穿刺針進(jìn)行穿刺活檢。

1.6 碘基值比率量化分析

選取病灶同一層面主動(dòng)脈的碘基值作為參照，將碘基值比率（病灶碘基值/主動(dòng)脈碘基值）作為最終反映病灶碘分布情況的指標(biāo)，并對(duì)碘基值比率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.7 能譜衰減曲線量化分析

經(jīng)Mono Energetic程序處理得到單能量（默認(rèn)最佳keV）圖像，并以同層同面積ROI生成CT值能量衰減曲線圖，記錄40～140 keV各能量水平CT值（HU），導(dǎo)入Excel表格文件，生成各組能量衰減曲線圖。能量衰減曲線斜率公式為k=y/x，其中y是單能量分別為110 keV和40 keV時(shí)對(duì)應(yīng)的CT值之差，x值為70 keV對(duì)應(yīng)的CT值。并對(duì)斜率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.8 敏感性、特異性、準(zhǔn)確性計(jì)算方法

新雙源CT雙能虛擬平掃技術(shù)診斷陽(yáng)性例數(shù)為A+B（A為真陽(yáng)性、B為假陽(yáng)性），陰性例數(shù)為C+D（C為假陰性、D為真陰性）；病理確診陽(yáng)性例數(shù)為A+C，陰性例數(shù)為B+D。那么，敏感性（%）=A/（A+C）×100%，特異性（%）=D/（B+D）×100%，準(zhǔn)確性（%）=（A+D）/（A+B+C+D）×100%。

1.9 信噪比計(jì)算方法

信噪比=有用信號(hào)功率/噪聲功率。

1.10 觀察指標(biāo)

比較真實(shí)平掃與虛擬平掃圖像的CT值、噪聲、信噪比、SPN直徑、鈣化檢出率、增強(qiáng)強(qiáng)化值、碘圖CT值、準(zhǔn)確度、能譜衰竭曲線圖斜率、碘基值比率及輻射劑量。

1.11 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)均采用SPSS 14.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，真實(shí)平掃與虛擬平掃之間的圖像CT值、圖像噪聲等指標(biāo)間的差異采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 SPN真實(shí)平掃與虛擬平掃圖像CT值、噪聲、信噪比及SPN直徑對(duì)比

真實(shí)平掃與虛擬平掃圖像CT值、噪聲、信噪比及SPN直徑的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 SPN真實(shí)平掃與虛擬平掃圖像CT值、噪聲、信噪比及SPN直徑比較（±s）

表1 SPN真實(shí)平掃與虛擬平掃圖像CT值、噪聲、信噪比及SPN直徑比較（±s）

掃描方式 CT值（HU） 圖像噪聲 圖像信噪比 SPN直徑（mm）真實(shí)平掃 29.58±10.27 9.58±1.29 3.03±1.00 21.27±5.28虛擬平掃 27.96±11.05 9.76±1.35 2.82±0.97 19.08±4.96 t值 1.596 0.872 0.759 1.157 P值 0.271 0.495 0.568 0.286

2.2 圖像鈣化檢出率對(duì)比

對(duì)于10個(gè)患者，真實(shí)平掃檢測(cè)到19個(gè)鈣化病灶，而虛擬平掃檢測(cè)到16個(gè)鈣化病灶；對(duì)于12個(gè)患者，真實(shí)平掃檢測(cè)到67個(gè)淋巴結(jié)鈣化，而虛擬平掃檢測(cè)到64個(gè)淋巴結(jié)鈣化。以真實(shí)平掃作為標(biāo)準(zhǔn)，虛擬平掃圖像鈣化檢出率為93.02%（80/86）。SPN患者的CT掃描圖像，見圖1～2。

圖1 左下肺SPN

圖2 右上肺SPN

2.3 增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值對(duì)比

分別以真實(shí)平掃與以虛擬平掃作為基線，增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值的差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 SPN的增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值比較（±s，HU）

表2 SPN的增強(qiáng)強(qiáng)化值與碘圖CT值比較（±s，HU）

掃描方式 增強(qiáng)強(qiáng)化值 碘圖CT值 t值 P值以真實(shí)平掃為基線 18.59±2.00 24.01±5.68 3.712 0.034以虛擬平掃為基線 20.27±5.68 23.09±9.08 6.959 0.021

2.4 SPN診斷的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性

以虛擬平掃為基線診斷SPN的特異性最高，為92.86%，利用碘圖CT值診斷SPN的敏感性及準(zhǔn)確性最高，分別為77.14%和71.43%，見表3。

表3 SPN診斷的敏感性、特異性與準(zhǔn)確性

2.5 良惡性SPN組的能譜衰減曲線圖斜率與碘基值比率的對(duì)比

良惡性SPN組的能譜衰竭曲線圖斜率以及碘基值比率的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表4。

表4 良惡性SPN的能譜衰減曲線圖斜率與碘基值比率的對(duì)比（±s）

表4 良惡性SPN的能譜衰減曲線圖斜率與碘基值比率的對(duì)比（±s）

組別 能譜衰減曲線圖像斜率 碘基值比率惡性SPN組（n=35） 1.02±0.59 0.22±0.08良性SPN組（n=14） 0.72±0.34 0.27±0.11 t值 1.038 0.231 P值 0.452 0.662

2.6 輻射劑量對(duì)比

本組患者接受總輻射劑量大小為（10.50±2.17） mSv，單次常規(guī)平掃與雙能CT增強(qiáng)掃描的平均輻射劑量大小分別為（5.70±1.28） mSv和（4.99±1.21） mSv，二者差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

2.7 CT值能量衰減曲線

CT值能量衰減曲線，見圖3。在低keV時(shí)，良性結(jié)節(jié)和惡性結(jié)節(jié)的CT值差別較大，惡性結(jié)節(jié)的CT值明顯高于良性結(jié)節(jié)；在108 keV時(shí)，CT值有交叉；在高keV時(shí)，CT值差別較小，良性結(jié)節(jié)略高于惡性結(jié)節(jié)。

圖3 惡性結(jié)節(jié)與良性結(jié)節(jié)CT值能量衰減曲線示意圖

3 討論

3.1 雙源CT雙能技術(shù)工作原理

雙源CT旋轉(zhuǎn)機(jī)架中包含2個(gè)互相垂直的球管與探測(cè)器，這兩個(gè)探測(cè)器以不同的管電壓和管電流運(yùn)行，可對(duì)組織器官的2套X線衰減數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確地采集[7]。該技術(shù)不僅能夠準(zhǔn)確地獲取常規(guī)CT的圖像信息，而且還能夠根據(jù)不同組織成分對(duì)X線光子能量衰減程度的差異，得出可以反映組織化學(xué)成分的組織特性圖。本研究所使用的對(duì)比劑為碘海醇，碘元素具有較高的原子序數(shù)，在高低千伏時(shí)X線衰減變化顯著，而空氣及軟組織變化則相對(duì)較小。因此，雙能掃描可提取出增強(qiáng)掃描中與碘海醇對(duì)比劑相關(guān)的信息，然后將所得的信息經(jīng)雙能軟件處理，則可以得到不含碘成分的虛擬平掃圖像以及僅有碘成分的碘圖。在二代雙源CT系統(tǒng)中，增加了全新的選擇性能譜濾過技術(shù)（Selectedphotonshield，SPS），將高能譜射線中的低能譜成分進(jìn)行有效地去除，得到純化的高能譜射線，在很大程度上改善了碘成分的鑒別能力。

3.2 虛擬平掃技術(shù)對(duì)SPN的臨床診斷價(jià)值

在實(shí)際過程中，肺結(jié)節(jié)強(qiáng)化程度的測(cè)定對(duì)于判定SPN的良惡性具有十分重要臨床價(jià)值。對(duì)于SPN增強(qiáng)強(qiáng)化閾值而言，之前有較多的文獻(xiàn)資料進(jìn)行報(bào)道。胡奕[2]將15 HU作為閾值，此閾值條件下的敏感性、特異性以及準(zhǔn)確性分別為98%、58%及77%。張龍江等[8]認(rèn)為，閾值為20 HU較為合適，其敏感性、特異性及準(zhǔn)確性分別為90%～92%、72%～76%及89%～92%。國(guó)內(nèi)有報(bào)道稱，由于增強(qiáng)掃描的最終目的就是鑒別與診斷肺癌，因此應(yīng)該適當(dāng)提高增強(qiáng)值的閾值[9]。本研究根據(jù)此觀點(diǎn)，將SPN增強(qiáng)強(qiáng)化值＞20 HU作為判定惡性病變的閾值，＜20 HU作為判定良性病變的閾值。以真實(shí)平掃為基線、以虛擬平掃為基線以及以碘圖CT值診斷SPN的敏感性分別為60.00%、51.43%及77.14%，特異性分別為64.29%、92.86%及57.14%，準(zhǔn)確性分別為61.22%、63.27%及71.43%，利用虛擬平掃為基線的增強(qiáng)強(qiáng)化值診斷SPN的特異性最高，利用碘圖CT值診斷SPN的敏感性及準(zhǔn)確性最高。因此，運(yùn)用虛擬平掃技術(shù)得到的碘圖能夠幫助SPN良惡性的臨床診斷，此結(jié)論與Sai M等的臨床研究結(jié)果基本一致[10]。但是，本研究中的敏感性、特異性以及準(zhǔn)確性稍小于Sai M等的研究結(jié)果，究其原因，筆者認(rèn)為可能與患者自身構(gòu)成存在一定的關(guān)系。本組患者中，有4例良性病變屬于急性炎癥，強(qiáng)化幅度水平比較高，碘圖CT值較大。本研究結(jié)果還顯示，單次常規(guī)平掃與雙能CT增強(qiáng)掃描的平均輻射劑量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

3.3 單能量圖像能譜衰減曲線在良惡性SPN鑒別診斷中的意義

雙能技術(shù)的基本原理在于不同的物質(zhì)對(duì)于不同能量的X線吸收系數(shù)特征不同。物質(zhì)的CT值衰減曲線是指X線穿過某種物質(zhì)的衰減情況，可以用不同單能量（keV）下組織的平均CT值來表示。物質(zhì)的CT值衰減曲線是由組成物質(zhì)的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定的，不同化學(xué)構(gòu)成的組織具有不同的CT值衰減曲線，可以用CT值衰減曲線的差異來區(qū)分人體內(nèi)不同的化學(xué)成分，通過能譜特征綜合分析揭示病灶的特征。陳克敏等[11]報(bào)道能譜綜合分析可提供腫瘤的浸潤(rùn)程度、病理類型、惡性程度以及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移等有效信息。本組病例中，惡性結(jié)節(jié)多表現(xiàn)為明顯下降型，少部分為平坦型。良性結(jié)節(jié)中結(jié)核結(jié)節(jié)表現(xiàn)為平坦型或非明顯下降型；炎性結(jié)節(jié)多表現(xiàn)為明顯下降型，也有個(gè)別表現(xiàn)為平坦型和上升型?？傊?，良惡性組存在一定的交差和重疊。良惡性組CT值衰減曲線斜率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但單能量越低，CT值差別越大，惡性組明顯高于良性組，在40～60 keV時(shí)CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，故單能量低keV圖像值得進(jìn)一步深化研究。

綜上所述，新雙源CT雙能虛擬平掃技術(shù)對(duì)良惡性SPN的臨床診斷具有較高的價(jià)值，尤其是由該技術(shù)得到的碘圖更有助于良惡性SPN的臨床診斷。

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