何磊，柳溪，陳英敏，劉蓉輝，賈秀川，康林

(1.河北省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，2.河北省人民醫(yī)院病理科，河北 石家莊　050051)

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能譜CT測量活體甲狀腺碘含量及其準(zhǔn)確性的研究

何磊1，柳溪1，陳英敏1，劉蓉輝1，賈秀川1，康林2

(1.河北省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，2.河北省人民醫(yī)院病理科，河北 石家莊050051)

目的：利用能譜CT基物質(zhì)成像技術(shù)測量活體甲狀腺碘含量的正常值，并對其準(zhǔn)確性進行研究。方法：對76例疑頸部或甲狀腺疾病患者進行能譜CT掃描。利用GSIViewer瀏覽器處理，取得甲狀腺組織的最佳對比噪聲比對應(yīng)的單能量值，測量甲狀腺的碘密度值、水密度值。另外收集35例結(jié)節(jié)性甲狀腺腫手術(shù)離體標(biāo)本,選取結(jié)節(jié)旁正常甲狀腺組織，利用砷鈰催化分光光度法測量標(biāo)本碘含量，并分別研究其與碘密度值、水密度值的相關(guān)性。結(jié)果：男性與女性的碘密度值分別為(1.57±0.58)mg/mL、(1.39±0.64)mg/mL，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。除40～60歲組與>60歲組比較碘密度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義外(P>0.05)，其余各組比較均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05和P<0.01)。結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組的離體標(biāo)本最佳Kev碘密度值(0.28 ～2.31)mg/mL,平均(1.38±0.56)mg/mL，與離體標(biāo)本碘含量[(0.173～0.64 )mg/g，平均(0.357±0.064)mg/g]有相關(guān)性(r=0.820,P<0.01)； CT值為58.12～129.78 HU,平均(94.02±20.37)HU，與離體標(biāo)本碘含量有相關(guān)性(r=0.754,P<0.01)；水密度值為(1 040.73～ 1 067.17)mg/mL,平均(1 055.93±11.16)mg/mL，與離體標(biāo)本碘含量未見相關(guān)(r=0.064,P>0.05)。結(jié)論：寶石能譜CT成像可更直接、更準(zhǔn)確地測量活體甲狀腺碘濃度，從而為診斷甲狀腺病變提供參考。

體層攝影術(shù)；X線計算機；甲狀腺；碘密度；能譜成像

正常甲狀腺具有攝碘功能，人體中20%的碘存在于甲狀腺中，碘攝入量的過高或過低都會導(dǎo)致甲狀腺疾病，通過測量甲狀腺碘濃度，可以反映近期碘的攝入量及身體內(nèi)碘的儲存量[1]，因此準(zhǔn)確測量甲狀腺碘濃度對診斷甲狀腺疾病有重要意義。本研究運用寶石能譜CT基物質(zhì)分離技術(shù)直接獲取甲狀腺碘、水密度值，并與砷鈰催化分光光度法測量的手術(shù)離體標(biāo)本碘含量進行對比，評價甲狀腺碘密度值是否能準(zhǔn)確反映活體甲狀腺的碘含量。

1　資料與方法

1.1一般資料

選擇2012年5月1日至2013年5月30日接受GSI檢查的疑頸部或甲狀腺疾病患者共76例入組。包括男性29例，女性47例，年齡范圍19～78歲，平均年齡(50.7±13.6)歲。按年齡將患者分為3組：<40歲組、40～60歲組、>60歲組。排除甲狀腺疾病及功能異常者。另收集2012年5月1日至2013年5月30日經(jīng)手術(shù)病理證實為結(jié)節(jié)性甲狀腺腫患者35例，包括男性13例，女性22例，年齡范圍24～65歲，平均年齡(43.7±11.3)歲。上述所有病例均要求近期測量甲狀腺激素TSH、T3、T4、TT3、TT4正常，近期未服用甲狀腺制劑、含碘藥物、特殊食物(如紫菜、海帶、海苔等)。

1.2CT檢查方法

病例的CT掃描均使用美國GE公司的Discovery CT750 HD掃描機，使用GSI單能模式：140 kVp和80 kVp電壓0.5 ms瞬時切換，管電流600 mA，球管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/rot。FOV 10 cm×10cm，層厚0.625 mm，層間0.625 mm，螺距0.984∶1。病人仰臥、頸過仰，囑病人肩部盡量下沉，以盡可能減少肩部硬化偽影影響，掃描前訓(xùn)練患者呼吸與屏氣，禁吞咽。掃描范圍自下頜部至縱膈上部。

1.3測量

所得圖像均在專業(yè)高級工作站(AW，GE Healthcare)進行測量，用GSI Viewer重建，重建出140kVp混合能量圖像，測量甲狀腺的CT值。采用基物質(zhì)成像技術(shù)，獲得碘基圖像，并通過CNR曲線[CNR=(CT1-CT2)/SD，CT1為甲狀腺CT值，CT2為同層面胸鎖乳突肌CT值，SD為相應(yīng)層面背景噪聲值][2]得出最佳CNR相對應(yīng)的單能量值。獲得最佳單能量值碘基圖和水基圖，并進行定量分析。在密度相對均勻(無異常密度且無肩部硬化偽影)的甲狀腺上極劃定感興趣區(qū)(ROIs)，平均面積為50 mm2。每葉取3個點，分別測量碘密度值與水密度值，并取均值(圖1)。

1.4手術(shù)標(biāo)本碘測定方法

標(biāo)本選取避開甲狀腺結(jié)節(jié)的正常甲狀腺組織約10 g左右，剪成肉糜，加冷去離子水1 mL，制備組織勻漿，經(jīng)1 h 100℃過硫酸銨消化后液體澄清，說明組織勻漿消化完全，采用砷鈰催化分光光度法測定碘含量[2]，測定結(jié)果以單位質(zhì)量甲狀腺中碘含量表示(mg/g)。

1.5統(tǒng)計學(xué)分析

統(tǒng)計分析采用SPSS 13.0統(tǒng)計學(xué)軟件，采用線性回歸分析來判定最佳Kev測量的碘密度值、水密度值與離體標(biāo)本碘含量是否有相關(guān)性。不同年齡組之間的碘密度值、水密度值比較采用單因素方差分析，不同性別的碘密度值、水密度值比較采用獨立樣本t檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1不同性別患者的碘密度值和水密度值比較

男性與女性的最佳Kev碘密度值分別為1.57±0.58 mg/mL、1.39±0.64 mg/mL，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.57，P<0.05)。水密度值分別為1 062.59±15.05 mg/mL、1 059.46±11.59 mg/mL，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.38，P=0.795)。

2.2不同年齡組患者的碘密度值和水密度值比較

各年齡組甲狀腺碘密度及水密度測定值見表1，<40歲組分別與40～60歲、>60歲組比較，碘密度值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05和P<0.01)。40～60歲組與>60歲組比較，碘密度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。各組間比較水密度值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

表1　不同年齡組患者的碘密度值及水密度值比較

2.3離體標(biāo)本碘含量與碘密度值、CT值、水密度值的相關(guān)性分析

35例結(jié)節(jié)性甲狀腺腫患者的離體標(biāo)本碘含量0.173～0.64 mg/g，平均(0.357±0.064)mg/g。最佳Kev碘密度值0.28 ～2.31 mg/mL，平均(1.38±0.56)mg/mL，與離體標(biāo)本碘含量有相關(guān)性(r=0.820,P<0.01)； CT值為58.12～129.78 HU，平均(94.02±20.37)HU，與離體標(biāo)本碘含量有相關(guān)性(r=0.754,P<0.01)；水密度值為1 040.73～1 067.17 mg/mL,平均(1 055.93±11.16 )mg/mL，與離體標(biāo)本碘含量未見相關(guān)(r=0.064,P>0.05)。(圖2)

3　討論

傳統(tǒng)X線采集信息基于混合能量，產(chǎn)生的CT值不夠精準(zhǔn)，也不能夠進行物質(zhì)的分離測量。而CT能譜成像時，采用的是單源雙能量技術(shù), 寶石CT引入的能譜成像技術(shù)由能量成像躍變?yōu)槟茏V成像，突破了常規(guī)CT診斷模式——僅依靠CT值單參數(shù)成像的局限性，將5維空間(x、y、z、時間和能量)多參數(shù)成像模式帶入CT診斷[3]。能譜CT通過X線高低兩種能量高速切換，能夠測量出物質(zhì)的X線衰減系數(shù)，可以進一步將這種衰減系數(shù)轉(zhuǎn)化為會產(chǎn)生同樣衰減的兩種物質(zhì)的密度，這樣的過程稱之為物質(zhì)組成分析與物質(zhì)的分離[4]，這就是能譜成像物質(zhì)分離的基本原理。通常來講，衰減高低不同的物質(zhì)會選擇成對的基質(zhì)，得出不同基物質(zhì)對(如水、鈣、碘等)的圖像。

正常甲狀腺具有攝碘功能，人體中20%的碘存在于甲狀腺，碘攝入量與甲狀腺功能關(guān)系呈“U”形曲線，攝入的碘量過高或過低都會導(dǎo)致甲狀腺功能異常[5]。以往測量尿碘和甲狀腺吸碘率來反映體內(nèi)碘水平，但此兩種方法易受到飲食中含碘量的影響。因為無機碘很容易被甲狀腺攝取、也很容易被腎臟清除[6]，故測量一次隨機尿樣尿碘量較高或及甲狀腺吸碘率較低并不能絕對認(rèn)為機體不缺碘。測甲狀腺的碘含量反映機體平均碘攝入量，故而比測量尿碘和甲狀腺吸碘率更能真實客觀反映體內(nèi)碘水平。張新船等[7]用CT值換算方法來測定甲狀腺的碘濃度，但成像所用X線并非單能量，而是有一定能譜范圍的能量束，不可避免的會導(dǎo)致CT值的不準(zhǔn)確，進而影響各種定量診斷。而本研究寶石能譜CT成像運用物質(zhì)分離原理，利用物質(zhì)分離得到碘基圖像和水基圖像，可準(zhǔn)確測量甲狀腺內(nèi)碘、水密度值，有效地避免了CT值不準(zhǔn)確而引起的誤差，客觀真實地反映了甲狀腺碘濃度及體內(nèi)碘水平。本研究發(fā)現(xiàn)最佳Kev的碘密度值和CT值均與離體標(biāo)本碘含量有相關(guān)性，但r值分別為0.820和0.754,說明最佳Kev的碘密度值與離體標(biāo)本碘含量相關(guān)性更高，反映甲狀腺碘濃度更準(zhǔn)確,也客觀的印證了上述觀點。

以往Zhang等[8]研究表明，GSI可以準(zhǔn)確、客觀地測量不同比例碘溶液的碘濃度，可以用于定量分析，為臨床應(yīng)用能譜成像來測量甲狀腺碘濃度提供了理論依據(jù)。但活體甲狀腺組織結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，不同于單純的碘溶液，尚未有研究證明能譜CT測量活體甲狀腺碘濃度的準(zhǔn)確性，本研究通過實驗數(shù)據(jù)證明能譜CT測量的甲狀腺碘濃度值、CT值與離體標(biāo)本碘含量有較高相關(guān)性，證明GSI可以客觀真實地反映甲狀腺碘濃度及體內(nèi)碘水平。本研究顯示甲狀腺水濃度值與離體標(biāo)本碘含量無相關(guān)性，究其原因可能是甲狀腺激素是以碘和酪氨酸為原料在甲狀腺腺細胞內(nèi)合成的，而甲狀腺的水濃度值取決于細胞間血管密度，與甲狀腺腺細胞內(nèi)碘含量無明顯關(guān)系，故水濃度值與離體標(biāo)本碘含量無相關(guān)性。

本研究通過測量正常人甲狀腺碘含量，發(fā)現(xiàn)男性與女性的碘密度值分別為(1.57±0.58)mg/mL、(1.39±0.64)mg/mL，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。此碘密度值結(jié)果與邵偉光等[9]研究結(jié)果較為一致，與孫博等[10]研究結(jié)果不一致，分析原因可能是孫博等采用結(jié)節(jié)性甲狀腺腫病人作為統(tǒng)計對象，患者長期處于缺碘或相對缺碘環(huán)境是結(jié)節(jié)性甲狀腺腫常見的病因，所以即使甲狀腺激素測量正常，甲狀腺的碘含量也可能處于相對較低的水平，故其測得的碘密度值較低。而且甲狀腺碘含量值是否存在地域差異對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響也尚待證實。

本研究還發(fā)現(xiàn)隨年齡增加甲狀腺碘密度呈現(xiàn)逐漸下降趨勢，<40歲組分別與40～60歲、>60歲組比較，碘密度值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05和P<0.01)。40～60歲組與>60歲組比較，碘密度值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。各組間比較水密度值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。此研究結(jié)果與邵偉光等[9]研究結(jié)果較為一致。王中麗等[11]研究，隨著大鼠增齡，甲狀腺被膜增厚，脂肪細胞增多，濾泡間結(jié)締組織增加，毛細血管仍很豐富，甲狀腺內(nèi)不能碘化甲狀腺球蛋白的“冷”濾泡細胞增多，甲狀腺球蛋白的量也逐漸下降，從而出現(xiàn)甲狀腺攝取和貯存碘的能力的下降，毛細血管仍很豐富，可能導(dǎo)致水密度值無明顯差異，這可能就為本研究結(jié)論的病理生理基礎(chǔ)。

本實驗結(jié)果表明，可以利用GSI技術(shù)CT掃描得到甲狀腺碘基圖像，并且在基物質(zhì)圖像上準(zhǔn)確地測量碘含量，為將GSI碘濃度測量應(yīng)用于診斷甲狀腺病變性質(zhì)提供了有力基礎(chǔ)，為甲狀腺CT研究開拓了新的思維方向和思路。

[1]Roti E,Uberti ED,Iodine excess and hyperthyroidism[J].Thyroid,2001,11(5):493-500.

[2]鄭芳，陳紅玉，馬超，等.不同碘攝入量對大鼠甲狀腺和肝腎組織碘分布影響[J].環(huán)境與健康雜志,2013,30(6):492-494.

[3]Yeh BM,Shepherd JA,Wang ZJ,etal.Dual-energy and low-kVp CT in the abdomen[J].AJR Am J Roentgenol,2009,193(1):47-54.

[4]Chandarana H,Megibow AJ,Cohen BA,etal.Iodine quantification with dual-energy CT:phantom study and preliminary experience with renal masses[J].AJR Am J Roentgenol,2011,196(6):W693-W700.

[5]孫長顥．營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)[M]．第6版．北京：人民衛(wèi)生出版社，2007：14-15.

[6]Carvalho DP,Ferreira AC.The importance of sodium/Iodide symporter (NIS) for thyroid cancer management[J].Arq Rras Endocrinol Metab,2007,51(6):672-682.

[7]張新船，孫吉林，劉秋芝，等．CT測量甲狀腺含碘量的研究與碘缺乏病的監(jiān)測[J]．中國地方病防治雜志，1998，13(4)：201-203.

[8]Zhang D,Li X,Liu B.Objective characterization of GE discovery CT750 HD scanner: Gemstone spectral imaging mode[J].Med Phys,2011,38(3):1178-1188.

[9]邵偉光，周茂義，劉典美，等.寶石能譜CT測定成人甲狀腺碘濃度[J].中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)雜志，2011，27(12)：2389-2392.

[10]孫博，董越，方春曉，等.能譜CT基物質(zhì)成像技術(shù)測定測量活體甲狀腺碘含量[J].中國介入影像與治療學(xué)雜志，2013,10(2)：77-80.

[11]王中麗，羅善云，談新提，等.增齡對大鼠甲狀腺組織結(jié)構(gòu)及功能的影響[J].武漢大學(xué)學(xué)報，醫(yī)學(xué)版，2003,24(4)：343-346.

(學(xué)術(shù)編輯：陳天武)

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Study on the gemstone spectral imaging of thyroid iodine content measurement in vivo and its accuracy

HE Lei1,LIU Xi1,CHEN Ying-min1,LIU Rong-hui1,JIA Xiu-chuan1,KANG Lin2

(1.DepartmentofRadiology;2.DepartmentofPathology,HebeiGeneralHospital,Shijiazhuang050051,Hebei,China)

Objective：To measure the iodine concentration of the living the normal value base on material imaging measurement,and to study its accuracy.Methods：Total of 76 cases of suspected cervical or thyroid disease underwent gemstone spectral imaging.Then the imagine data were transmitted to AW 4.4 station to obtain monochromatic images of optimal contrast to-noise ratio (CNR) and iodion-based images with GSI Viewer.Iodine, water concentration of ROl in thyroid tissue was measured.In addition，35 cases of surgical specimens of nodular goiter were collected,and select normal thyroid tissue of adjacent nodules.The iodine content of samples was measured by As-Ce-Catalytic spectrophotometry.Relationship between iodine and water concentration with it were analyzed.Results：The difference of iodine concentration between male and female patients was statistically significant (P<0.05).There was no statistical difference between 40-60 group and >60 group(P>0.05)，while differences between other groups were statistically significant (P<0.05 andP<0.01).The comparison among groups of water concentration were not statistically significant(P>0.05).In nodular goiter group,the iodine concentration of isolated specimen is 0.173-0.64 mg/g，mean(0.357±0.064)mg/g.Statistical analysis showed correlation (r=0.820，P<0.01)between iodine concentration (0.28-2.31 mg/mL,mean(1.38±0.56)mg/mL) and the iodine concentration of isolated specimen.There was no correlation(r=0.064,P>0.05) between water concentration (1 040.73-1 067.17 mg/mL,mean(1 055.93±11.16)mg/mL) and the iodine concentration of isolated specimen.Conclusion：Gemstone spectral imaging can be more direct and more accurate quantifying of iodine concentration of normal thyroid.This can provide reference for the diagnosis of thyroid diseases.

Tomography;X-ray computed;Thyroid;Iodine concentration;Gemstone spectral imagine

10.3969/j.issn.1005-3697.2016.05.034

2015-01-05

何磊(1981-)，女，主治醫(yī)師。E-mail:helei198104@sina.com

陳英敏，E-mail：hbghyingxiang@126.com

時間：2016-10-2511∶31

http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20161014.1716.068.html

1005-3697(2016)05-0741-04

R581

A