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        ssDECT增強(qiáng)掃描碘濃度鑒別良惡性漿膜腔積液

        2017-02-15 00:44:27劉愛(ài)連田士峰王逸敏劉曉冬
        關(guān)鍵詞:漿膜能譜積液

        鞠 燁,劉愛(ài)連*,田士峰,李 燁,王逸敏,劉曉冬

        (1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科,遼寧 大連 116011;2.成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科,四川 成都 610599)

        ssDECT增強(qiáng)掃描碘濃度鑒別良惡性漿膜腔積液

        鞠 燁1,劉愛(ài)連1*,田士峰1,李 燁1,王逸敏2,劉曉冬1

        (1.大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科,遼寧 大連 116011;2.成都醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院放射科,四川 成都 610599)

        目的 探討單源雙能量CT增強(qiáng)掃描三期碘濃度對(duì)良惡性漿膜腔積液的鑒別診斷價(jià)值。方法 回顧性分析我院行單源雙能量CT增強(qiáng)掃描、并經(jīng)穿刺脫落細(xì)胞學(xué)檢查證實(shí)的漿膜腔積液患者65例,其中良性積液23例,惡性積液42例。采用單源雙能量CT綜合分析平臺(tái),在常規(guī)混合能量掃描下分別測(cè)量計(jì)算平掃及動(dòng)脈期、靜脈期、延遲期的標(biāo)準(zhǔn)化CT值(NCTval;NCTvalN、NCTvalA、NCTvalP、NCTvalD);并計(jì)算三期標(biāo)準(zhǔn)化CT值強(qiáng)化程度(NCT;NCTA、NCTP、NCTD)。采用能譜分析軟件于碘(水)圖像上分別測(cè)量并計(jì)算平掃及增強(qiáng)三期標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(NIC;NICN、NICA、NICP、NICD);計(jì)算增強(qiáng)三期碘濃度強(qiáng)化程度(IC;ICA、ICP、ICD)。比較良惡性漿膜腔積液的NCTval、NCT、NIC、IC,并進(jìn)行ROC曲線分析計(jì)算各參數(shù)診斷良惡性漿膜腔積液的敏感度和特異度。結(jié)果 增強(qiáng)三期良、惡性漿膜腔積液NCTval、NCT差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05),而NIC、IC差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。增強(qiáng)三期中ICD的曲線下面積最大(0.82),當(dāng)閾值為0.04時(shí),敏感度、特異度分別為76.2%、69.6%。結(jié)論 單源雙能量CT增強(qiáng)掃描碘濃度可為鑒別良惡性漿膜腔積液提供一種敏感、有效的方法。

        漿膜腔積液;體層攝影術(shù),X線計(jì)算機(jī);雙能量

        及時(shí)、準(zhǔn)確地對(duì)漿膜腔積液進(jìn)行定性診斷對(duì)臨床進(jìn)一步制定治療方案非常重要。研究[1-3]表明雙能量CT平掃對(duì)良惡性漿膜腔積液的鑒別診斷有重要意義。但CT平掃指標(biāo)僅反映不同積液的成分差異,而積液的強(qiáng)化特點(diǎn)則是評(píng)價(jià)積液的血流動(dòng)力學(xué)變化、腫瘤新生血管通透性和完整性的一個(gè)重要內(nèi)容。常規(guī)混合能量CT的CT值強(qiáng)化程度反映組織的強(qiáng)化特點(diǎn),雙能量CT可通過(guò)直接測(cè)量碘對(duì)比劑的濃度進(jìn)而評(píng)估強(qiáng)化方式,可更準(zhǔn)確地反映病灶強(qiáng)化特征,在腫瘤鑒別診斷中有重要作用[4]。本文旨在通過(guò)對(duì)比在單源雙能量CT增強(qiáng)掃描中良、惡性漿膜腔積液的碘濃度,探討增強(qiáng)掃描碘濃度對(duì)鑒別良惡性漿膜腔積液的價(jià)值。

        1 資料與方法

        1.1一般資料 回顧性分析2012年8月—2014年12月于我院接受單源雙能量CT平掃及三期增強(qiáng)掃描的漿膜腔積液患者152例,排除87例積液量過(guò)少、圖像偽影較重或掃描期相不佳的患者,最終納入65例,其中男39例,女26例,年齡41~81歲,平均(63.2±10.4)歲。良性漿膜腔積液23例(良性組;肝硬化合并腹腔積液6例,心力衰竭合并胸腔積液4例、肺炎合并胸腔積液11例、結(jié)核性腹膜炎合并腹腔積液2例),惡性漿膜腔積液42例(惡性組;胃腸道惡性腫瘤合并腹腔積液16例、肺癌合并胸腔積液16例、乳腺癌多處轉(zhuǎn)移合并胸腔積液5例、卵巢癌合并腹腔積液3例、胰腺癌合并腹腔積液2例)。惡性積液診斷標(biāo)準(zhǔn):惡性腫瘤的原發(fā)病灶均經(jīng)病理證實(shí),漿膜腔積液均經(jīng)穿刺脫落細(xì)胞學(xué)檢查發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤細(xì)胞;排除惡性積液中肝硬化合并原發(fā)性肝癌者。良性積液診斷標(biāo)準(zhǔn):無(wú)惡性腫瘤病灶,且積液的穿刺脫落細(xì)胞檢查未發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤細(xì)胞;肝硬化合并腹腔積液為臨床確診肝硬化,CT示肝硬化征象,腹腔積液穿刺呈漏出液;心力衰竭合并胸腔積液為臨床診斷為心力衰竭,CT示心臟明顯增大;炎性積液為患者有明確的炎癥診斷,且積液穿刺發(fā)現(xiàn)大量炎性細(xì)胞。

        1.2 儀器與方法 采用GE Discovery HD 750單源雙能量CT機(jī),采用雙能量模式掃描。對(duì)所有患者均行平掃及三期動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描,管電壓140 kVp和80 kVp瞬時(shí)切換(0.5 ms),螺距1.375,球管旋轉(zhuǎn)速度0.6秒/周,探測(cè)器寬度4 cm;噪聲指數(shù)(noise index, NI)為10;管電流550 mA,掃描層厚5 mm,層間隔5 mm。平掃(N)后采用高壓注射器于肘靜脈注射碘對(duì)比劑[碘海醇(300 mgI/ml)、碘佛醇(320 mgI/ml)、歐乃派克(350 mgI/ml)]80~100 ml,流率3.5 ml/s,延遲30 s后行動(dòng)脈期(A)掃描,60 s后行靜脈期(P)掃描,180 s后行延遲期(D)掃描。圖像重建均采用標(biāo)準(zhǔn)算法,重建層厚1.25 mm,層間隔1.25 mm。

        1.3圖像分析 由2名有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像診斷醫(yī)師盲法分析圖像,意見(jiàn)不同時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致。采用AW 4.5工作站,首先于混合能量圖像中積液最明顯的層面勾畫(huà)圓形ROI(直徑5~10 mm),避開(kāi)血管及肋骨邊緣和偽影,測(cè)量平掃及增強(qiáng)三期ROI的CT值,同一層面測(cè)量3次,取均值。再將自動(dòng)生成的單能量圖像(5 mm mono)載入分析軟件GSI viewer,獲得碘(水)圖像,對(duì)照其混合能量的ROI,在同一層面的主動(dòng)脈勾畫(huà)ROI,大小為主動(dòng)脈直徑的2/3,見(jiàn)圖1、2。

        計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化CT值(normalized CT value, NCTval):NCTval=CTval積液/CTval同層主動(dòng)脈,計(jì)算三期標(biāo)準(zhǔn)化CT值強(qiáng)化程度(normalized enhanced CT value, NCT):NCTA=NCTvalA-NCTvalN,NCTP=NCTvalP-NCTvalN,NCTD=NCTvalD-NCTvalN。于碘(水)圖像上測(cè)量并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration, NIC):NIC=積液內(nèi)的碘值/同層面主動(dòng)脈的碘值。計(jì)算增強(qiáng)碘濃度強(qiáng)化程度(iodine concentration, IC):IC=(增強(qiáng)后積液碘值-平掃積液碘值)/(增強(qiáng)后同層面主動(dòng)脈碘值-平掃同層面主動(dòng)脈碘值)。

        1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。所測(cè)值均不符合正態(tài)性分布,以(中位數(shù),四分位數(shù)間距)表示;良、惡性漿膜腔積液三期NCTval、NCT、NIC、IC的比較采用Mann-Whitney檢驗(yàn),以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制各參數(shù)的ROC曲線,獲得敏感度、特異度、準(zhǔn)確率及其診斷閾值。

        表1 良、惡性漿膜腔積液參數(shù)比較(中位數(shù),四分位數(shù)間距)

        表2 各參數(shù)診斷效能的ROC曲線分析

        圖1 患者男,74歲,肺炎合并右側(cè)胸腔積液 A.靜脈期的碘(水)圖像上ROI的碘濃度為3.05 μg/cm3; B.延遲期的碘(水)圖像上ROI的碘濃度為5.78 μg/cm3

        圖2 患者男,54歲,胃癌合并腹腔積液 A.靜脈期的碘(水)圖像上ROI的碘(水)濃度為1.48 μg/cm3; B.延遲期的碘(水)圖像上ROI的碘濃度為3.72 μg/cm3

        2 結(jié)果

        增強(qiáng)三期良、惡性漿膜腔積液常規(guī)混合能量的NCTval、NCT差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05),惡性組漿膜腔積液的NIC、IC均高于良性組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05),見(jiàn)表1。

        NICA、NICP、NICD、ICA、ICP、ICD診斷閾值、敏感度、特異度及曲線下面積(area under curve, AUC)見(jiàn)表2。增強(qiáng)三期IC均有較高的AUC,其中ICD的AUC最高,為0.82,當(dāng)閾值為0.04時(shí),敏感度、特異度分別為76.2%、69.6%。

        3 討論

        良、惡性漿膜腔積液的治療方法與預(yù)后不同,及時(shí)準(zhǔn)確地定性診斷對(duì)臨床治療方案的制定有重要意義。臨床常根據(jù)積液的外觀、生化檢查、腫瘤標(biāo)記物、細(xì)胞穿刺學(xué)檢查等鑒別漿膜腔積液的性質(zhì),也是診斷漿膜腔積液的金標(biāo)準(zhǔn),但具有創(chuàng)傷性,且惡性脫落細(xì)胞學(xué)檢查存在假陰性率,其敏感度僅40%~60%[5]。筆者既往研究[1-3]將雙能量CT平掃用于對(duì)良惡性漿膜腔積液的鑒別,發(fā)現(xiàn)良惡性漿膜腔積液具有不同的能譜曲線類型;平掃單能量圖像中低能量CT值在良惡性積液的鑒別中有重要作用,而在混合能量圖像CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究中,良、惡性漿膜腔積液的平掃及三期增強(qiáng)的混合能量圖像NCTval及NCT差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明常規(guī)混合能量CT值均對(duì)良惡性漿膜腔積液的鑒別存在局限性;良、惡性漿膜腔積液具有不同的配對(duì)基物質(zhì)濃度(脂—水、水—碘、水—鈣),其中惡性積液的脂(水)濃度高于良性積液。張迎等[6]證實(shí)雙能量CT的能譜曲線可鑒別葡萄糖及生理鹽水,且可區(qū)分不同濃度的葡萄糖溶液,對(duì)鑒別不同成分溶液有很好的可行性。杜祥穎等[7]采用數(shù)學(xué)方法對(duì)能譜曲線進(jìn)行解析,采用雙能量CT的能譜曲線對(duì)不同濃度碘對(duì)比劑進(jìn)行定量分析,通過(guò)解析能譜曲線方程,發(fā)現(xiàn)系數(shù)a與碘濃度呈正相關(guān),進(jìn)一步擴(kuò)展了能譜成像在物質(zhì)分析方面的應(yīng)用。

        CT平掃指標(biāo)可反映不同種類積液的差異,增強(qiáng)掃描可進(jìn)一步反映組織血流動(dòng)力學(xué)變化,間接反映血管壁通透性及完整性,故研究積液的增強(qiáng)掃描特點(diǎn)可反映不同種類疾病引起積液的病理生理變化。常規(guī)混合能量CT增強(qiáng)掃描可通過(guò)測(cè)量CT值評(píng)價(jià)其密度和增強(qiáng)程度。而對(duì)于雙能量CT成像,可通過(guò)定量指標(biāo)(即碘濃度值)判別組織的強(qiáng)化程度,碘濃度圖像可直接計(jì)算組織的碘濃度,且碘濃度圖像對(duì)碘對(duì)比劑的分布顯示明顯。研究[8]發(fā)現(xiàn)靜脈期NIC值對(duì)胃癌分化程度的判斷有重要意義;碘濃度可用來(lái)鑒別良惡性縱隔腫瘤,且較常規(guī)混合能量CT的CT值測(cè)量能夠提供更多信息[9];碘濃度值在鑒別腎臟腫瘤是否有強(qiáng)化上較常規(guī)CT值的測(cè)量更為準(zhǔn)確[10]。

        惡性腫瘤通過(guò)新生腫瘤血管獲得血供,這些新生血管基膜不完整,內(nèi)皮細(xì)胞連接不緊密,間隙增大,通透性增高;腫瘤的惡性程度越高,腫瘤新生血管的生長(zhǎng)速度越快,血管表面的通透性越大[11],碘對(duì)比劑由血管內(nèi)滲出至積液的量越大。筆者假設(shè)雙能量CT增強(qiáng)掃描在良、惡性漿膜腔積液中具有不同的碘濃度及不同的碘濃度的強(qiáng)化程度。本研究隨機(jī)使用不同濃度的對(duì)比劑(分別為300、320、350 mgI/ml);因不同患者間由于個(gè)體循環(huán)的差異等影響積液的碘濃度,本研究使用同層大動(dòng)脈測(cè)量值對(duì)碘濃度及CT值均進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算后的標(biāo)準(zhǔn)化值(NCTval、NCT、NIC、IC)消除了不同個(gè)體及對(duì)比劑濃度的差異影響。結(jié)果顯示雙能量CT增強(qiáng)掃描中,良、惡性漿膜腔積液碘濃度存在差異,且惡性積液強(qiáng)化后的碘濃度高于良性積液;增強(qiáng)三期惡性積液的IC均高于良性組;ROC曲線顯示,增強(qiáng)掃描NIC、IC均有較高診斷效能,其中以延遲期IC的AUC最高(0.82),由于隨著掃描時(shí)間的延長(zhǎng),碘對(duì)比劑滲出增多,致積液碘濃度增高。

        本研究的不足:為在體試驗(yàn)研究,患者內(nèi)環(huán)境復(fù)雜,如胸腹腔內(nèi)臟器對(duì)射線的吸收、部分容積效應(yīng)等因素,還有待進(jìn)一步與離體標(biāo)本的對(duì)照研究;惡性漿膜腔積液的原發(fā)腫瘤未進(jìn)行病理類型的分組,且對(duì)掃描前是否進(jìn)行放化療等治療未進(jìn)行控制,而在良性漿膜腔積液中的結(jié)核性積液病例數(shù)過(guò)少,未單獨(dú)分析探討。將有待在今后的研究中進(jìn)一步完善。

        總之,雙能量CT增強(qiáng)掃描碘濃度是一種新的評(píng)估漿膜腔積液強(qiáng)化程度的定量指標(biāo),相比混合能量CT值可更準(zhǔn)確地反映漿膜腔積液中碘對(duì)比劑的滲出情況,為良惡性漿膜腔積液的鑒別診斷提供一種有效的定量方法。

        [1] 鞠燁,劉愛(ài)連,汪禾青,等.能譜曲線鑒別診斷良惡性漿膜腔積液.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2012,28(12):2239-2242.

        [2] 鞠燁,劉愛(ài)連,汪禾青,等,HDCT量化分析鑒別漿膜腔積液性質(zhì)的價(jià)值.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2013,23(5):803-806.

        [3] 鞠燁,劉愛(ài)連,汪禾青,等.能譜CT綜合分析對(duì)對(duì)良惡性漿膜腔積液的鑒別價(jià)值.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2013,24(8):564-568.

        [4] 高順禹,陳穎,李曉婷,等.單源雙能量CT鑒別中心型肺癌與肺不張.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2016,32(2):258-261.

        [5] 張潔,俞贊臨.良、惡性腹水生化檢測(cè)診斷進(jìn)展.上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版),2007,27(11):1389-1392.

        [6] 張迎,邢立紅,武瑩瑩,等.能譜CT成像區(qū)別不同溶液的可行性研究.實(shí)用放射學(xué)雜志,2014,30(5):838-840.

        [7] 杜祥穎,李倩文,王艷,等.CT能譜成像中利用能譜曲線進(jìn)行碘定量分析.放射學(xué)實(shí)踐,2013,23(6):616-618.

        [8] 萬(wàn)婭敏.雙能量CT對(duì)胃癌患者術(shù)前病理分級(jí)及分期的臨床研究.鄭州:鄭州大學(xué),2014:40-54.

        [9] Lee SH, Hur J, Kim YJ, et al. Additional value of dual-energy CT to differentiate between benign and malignant mediastinal tumors: An initial experience. Eur J Radiol, 2013,82(11):2043-2049.

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        [11] 孫亞娟,尚乃艦,李鵬飛,等.多層螺旋CT灌注成像在胃癌診斷中價(jià)值的研究.實(shí)用腫瘤學(xué)雜志,2009,23(1):58-60.

        Iodine-density analysis of enhanced ssDECT imaging for differentiation of benign and malignant serous cavity effusion

        JUYe1,LIUAilian1*,TIANShifeng1,LIye1,WANGYimin2,LIUXiaodong1

        (1.DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116011,China; 2.DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofChengduMedicalCollege,Chengdu610599,China)

        Objective To assess the value of iodine concentration of single source dual energy CT (ssDECT) enhanced scanning in differentiating malignant and benign serous cavity effusion. Methods Totally 65 patients with histopathological or laboratory proven serous cavity effusion underwent ssDECT imaging, including 23 cases of benign serous cavity effusion and 42 cases of malignant serous cavity effusion. The mean CT value (NCTval) of quality check images at plain scanning and enhancement scanning were measured (NCTvalN, NCTvalA, NCTvalP, NCTvalD), and the enhanced degree of CT values (NCT) between plain scanning and enhancement scanning (NCTA, NCTP, NCTD) were calculated, respectively. Using the spectral analysis software, the normalized iodine concentration (NIC) of plain scanning and enhancement scanning were measured, and the enhanced degree of NIC (IC) were also calculated, respectively (ICA, ICP, ICD). The difference of these parameters was evaluated statistically. The NCTval, NCT, NIC, IC were statistically analyzed between malignant and benign serous cavity effusion, and the sensitivity, specificity, area under curve (AUC) and threshold of the ROC curve were carried out. Results The NCTval and NCT between malignant and benign serous cavity effusion had no statistically significant difference (bothP>0.05). The NIC and IC showed statistically significant difference between malignant and benign serous cavity effusion at the three phases (bothP<0.05). ICDhad the highest AUC (0.82), the sensitivity, specificity was 76.2% and 69.6% when the threshold was 0.04. Conclusion The iodine concentration with the ssDECT enhanced scanning provides a new, sensitive and effective approach for identifying benign and malignant serous cavity effusion.

        Serous cavity effusion; Tomography, X-ray computed; Dual-energy

        國(guó)家自然科學(xué)基金(81470078)。

        鞠燁(1986—),女,遼寧大連人,碩士,醫(yī)師。研究方向:腹部CT及MRI診斷。E-mail: juyedalian@sina.com

        劉愛(ài)連,大連醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科,116011。E-mail: cjr.liuailian@vip.163.com

        2016-06-27

        2016-10-27

        R442.5; R814.42

        A

        1003-3289(2017)01-0053-04

        10.13929/j.1003-3289.201606152

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