李伯龍， 彭心宇,， 喬 飛， 徐 強， 趙伯文

(1 石河子大學醫(yī)學院， 新疆 石河子 832000； 2 石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院， 新疆 石河子 832000)

能譜CT在肝膽疾病診斷中的應用

李伯龍1， 彭心宇1,2， 喬 飛2， 徐 強1， 趙伯文1

(1 石河子大學醫(yī)學院， 新疆 石河子 832000； 2 石河子大學醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院， 新疆 石河子 832000)

能譜CT成像是寶石探頭和強大的計算機后處理技術的完美結合，是對傳統(tǒng)CT的一次技術革命。對能譜CT在肝臟、膽囊疾病中的診斷應用作一綜述?？偨Y了能譜CT的單能量圖像、能譜曲線、物質分離與定量以及有效原子序數等技術在肝膽疾病診斷及鑒別方面的應用價值，并分析其在發(fā)現微小病灶、低劑量、判斷同源性的優(yōu)勢所在。認為能譜CT在腫瘤的早期發(fā)現、鑒別及預后中有很多可探尋的方面。

肝膽??； 肝腫瘤； 體層攝影術, X線計算機； 診斷； 綜述

肝臟是腫瘤的好發(fā)器官之一，其影像學表現有一定重疊，有時難以鑒別。能譜CT把能量分辨率和化學分辨率概念引入CT成像領域[1]，采用寶石探測器實現雙能量瞬時切換，通過對肝臟病灶能譜曲線的綜合分析，在優(yōu)化圖像質量、對比噪聲比、進行物質定性定量分析等方面具有廣泛的應用價值。本文結合國內外最新文獻，對能譜CT的特征技術在肝臟、膽囊病灶成像中的應用綜述如下。

1 能譜CT在肝膽疾病中的應用

1.1 單能量成像 單能量成像是指處于某一能量水平的X線穿過物質后發(fā)生衰減所產生的圖像[2]。當處于某一能量水平時，病灶與背景之間的衰減差異最大，此能量水平就是該病灶的最佳單能量值，圖像噪聲比最小，病變顯示最清晰——單能量圖像和最佳對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)，可以為臨床診療提供重要的參考依據。魯法美等[3]研究表明門靜脈期肝癌在70 keV具有最佳的CNR，肝局灶性結節(jié)增生在40 keV下具有最佳的CNR。最佳單能量圖像可顯著地提高肝結節(jié)和肝實質的對比度[4]。Graser等[5]通過演算單能量圖像，發(fā)現能譜CT可顯著提高肝臟病灶的CNR。單能量圖像在提高肝臟病灶(肝癌、肝轉移瘤、肝血管瘤)對比噪聲比的同時降低圖像噪聲，顯著改善圖像質量[6]。

同時能譜CT血管成像對于提高血管分支的顯示具有重要意義，通過對單能量圖像的選擇，可有效提高血管及其分支的顯示，從而提高CT血管成像的質量，利用血管最佳CNR選擇門靜脈系統(tǒng)血管最佳單能量圖像，提高血管分辨率。Zhao等[7]研究顯示肝前型肝硬化門靜脈高壓患者在51 keV的圖像質量較70 keV及混合能量下的圖像質量分別提高約60%～70%、120%～150%。肝后型門靜脈高壓布加綜合征的患者選擇50 keV+70 keV融合圖像質量可獲得最好的布加綜合征的靜脈圖像[8]。呂培杰[9]研究結果顯示肝癌最佳CNR為70 keV，此時圖像最清晰。單能量圖像不但對提高門靜脈血管分支顯示有重要意義，而且對提高肝膽細小動脈的圖像質量也有幫助，利用低濃度對比劑結合能譜CT平均最佳值(60.62±5.85) keV，可提供良好的膽囊動脈的圖像質量[10]。

1.2 能譜曲線 能譜CT成像可以獲得肝臟等組織器官、病灶特征和規(guī)律的能譜曲線，能譜曲線代表了感興趣區(qū)在不同keV下CT值的變化規(guī)律，不同組織或病灶的能譜曲線存在較明顯差異[11]。研究[1]發(fā)現不同來源的病灶之間能譜曲線也不盡相同，通過測量感興趣區(qū)能譜曲線，可對病變性質、同源性甚至病理分型作出判斷，為臨床診斷提供更多有價值的信息，提高診斷能力。能譜曲線可用于鑒別肝臟多種疾病，肝癌與肝局灶性結節(jié)增生在動脈期和門靜脈期能譜曲線斜率特異性明顯[3]。利用門靜脈和脾臟能譜曲線斜率可進行肝硬化患者的Child-Pugh分級，選擇合適的診斷閾值，使能譜曲線斜率區(qū)分Child-Pugh分級敏感度及特異度均達到60.0%以上[12]。肝血管瘤與肝轉移瘤病灶的動脈期能譜曲線變化趨勢有明顯區(qū)別[13]。能譜曲線可用于傳統(tǒng)CT不易診斷的非典型肝膿腫，其能譜曲線斜率低于正常肝實質，肝膿腫中心部分曲線近乎直線[14]。能譜曲線在膽囊疾病中也有一定價值，應用能譜曲線斜率可發(fā)現陰性的膽囊結石或膽管結石[15]，利用能譜曲線可以對血管壁非鈣化性斑塊的性質進行分析，對目標血管管壁的非鈣化性斑塊中的脂質成分、纖維成分及血栓樣組織利用能譜曲線的特征表現進行分析[16]。上述研究提示能譜CT可用于鑒別不同肝占位性病變，為肝包蟲、肝囊腫、肝轉移瘤的診斷提供了新思路，也為臨床治療提供更為精確、有價值的參考依據。

1.3 物質分離與定量 由于水在人體組織內廣泛存在，鈣在骨骼中含量較高，碘是最常用的造影劑，因此水、碘、鈣是能譜CT成像中常用的基物質，也常用這些物質分離技術診斷肝臟病變。在常規(guī)CT掃描中，病灶區(qū)的碘含量反映其供血情況，碘含量越高，表明供血越豐富。能譜CT可依據碘含量測定對肝癌病灶及經肝動脈化療栓塞術后栓塞部位進行定量評估，更好地判斷病灶區(qū)域是否存在強化[17]。Brown等[18]研究指出，結合碘濃度定量分析、碘基圖像變化，可提高肝內占位灶的檢出率和診斷準確性，并可幫助及早發(fā)現富血供病變。Apfaltrer等[19]發(fā)現碘物質與肝轉移性胃癌有密切相關性，利用物質定量技術可鑒別診斷轉移性肝癌。同時碘基圖的應用可鑒別肝血管瘤與肝癌[20]。肝硬化Child-Pugh C級門靜脈期的碘物質濃度較正常肝臟明顯升高[21]。此外能譜還可定量分析肝脂肪含量和脂肪浸潤，對肝脂肪含量進行量化評估[22]。在膽囊結石方面，Chen等[23]研究發(fā)現能譜40 keV圖、鈣基圖和脂質圖較傳統(tǒng)的復合能量圖像可提高膽囊結石的檢出率，表明能譜物質分離與定量技術對多種疾病的診斷具有價值。

物質分離與定量技術在門靜脈血管中亦有應用，Kaza等[24]發(fā)現，碘基圖可用于鑒別門靜脈內癌栓與單純血栓，這與Ascenti等[25]的研究結果一致，為肝癌患者的臨床治療和預后評估提供了有價值的信息。門靜脈灌注能譜測量動脈碘濃度可用于評估肝硬化患者的Child-Pugh分級[26]食管靜脈曲張程度及出血風險[27-28]。Wu等[29]對65例患者血紅蛋白與能譜CT值相關性進行研究，發(fā)現CT值和血紅蛋白含量之間的關系為CT值=13.015+0.245×血紅蛋白含量。能譜CT在物質分離與定量的應用主要集中在對病灶中碘物質的分離和其濃度的測定，隨著研究的深入，肝臟病灶中鈣、鐵含量的測定也變成可能，根據其在組織中的含量來判斷病變程度。例如肝包蟲周圍纖維性囊壁鈣鹽沉積量與纖維囊壁形成進程有關[30]，由此可比較肝病患者的肝損傷程度并探討預后。

1.4 有效原子序數 有效原子序數是能譜成像中對無機物精確分析的重要方法，能夠直接反映感興趣區(qū)域內部無機物的有效原子序數，進而對感興趣區(qū)內的物質進行定性[31]。Sun等[32]采用能譜CT多參數成像，測定大鼠脂肪肝的脂肪含量，發(fā)現能譜CT 40 keV能量下CT值、有效原子序數中脂肪含量與病理學大鼠肝臟脂肪含量均有很強的相關性，其中脂肪含量與病理學肝脂肪含量相關性最大，準確度最高。利用有效原子序數，對來源不同的腫瘤進行分析可發(fā)現，小細胞肺癌轉移淋巴結、肺腺癌轉移淋巴結分別與胃癌-食管癌轉移淋巴結的有效原子序數存在差異[33]。動脈期的肝癌及肝癌肝內轉移灶與肝轉移瘤，在標化后的有效原子序數存在差異,有突出的診斷價值[34]。黃科峰等[35]研究表明能譜CT測定結石的平均有效原子序數可以較為準確的判定結石的化學成分，相比物質分離定量分析方法對結石的判定有了進一步的發(fā)展。因此對膽囊結石或膽固醇型息肉行能譜CT物質成份分析,可進一步探明膽囊結石的形成原因[36]。

2 能譜CT在肝臟疾病診斷中的應用優(yōu)勢

2.1 早期診斷肝臟微小病變 肝臟微小病變常常在傳統(tǒng)CT圖像下無法識別，傳統(tǒng)CT依靠灰度改變發(fā)現病變，增強掃描時，在背景CT值及部分容積效應等影響下，輕微碘劑分布引起的灰度改變有時并不能被分辨出來[2]，較小的病灶通過CT值判斷常誤差較大，容易出現誤判誤診，通過利用能譜參數可提高肝臟微小病變的檢出率。不同病灶在圖像背景噪聲不變的情況下存在最佳CNR，由此可得出最佳單能量圖像，從中可清晰分辨肝臟病灶與正常肝組織的差異，改善圖像質量的同時可提高檢出率，有效避免了造影劑硬化偽影和容積效應造成的小肝癌漏診和誤診。第3代能譜CT的肝臟虛擬平掃圖像可提高小肝病灶(≤1 cm)檢出率[37]。低keV圖像有利于提高肝臟病灶的檢出率，對局部小病灶的檢出更為敏感[38]。呂培杰[9]研究結果表明碘定量分析鑒別肝臟小血管瘤和小肝癌較常規(guī)CT的敏感度和特異度高，單能量成像及基物質圖像對富血供的小肝癌有放大、突顯作用，避免了部分肝硬化背景的影響[39]。此外，肝轉移瘤與肝囊腫的典型CT表現較大時鑒別診斷并不困難，但在一些肝臟微小轉移瘤增強掃描中的強化并不明顯，難以與小囊腫區(qū)分。而肝臟微小轉移瘤與肝臟小囊腫具有不同的能譜曲線及能譜特征性物質含量[40]，加之通過繪制腫瘤病灶的能量衰減曲線、散點圖和直方圖診斷病灶的成分和密度等，從而早期發(fā)現肝臟的微小病變。

2.2 鑒別病灶的來源及分期 肝癌早期病變與肝局灶性結節(jié)增生均屬于富血供病變，在傳統(tǒng)CT下很難準確區(qū)分，CT能譜成像分析對肝癌和肝臟局灶性結節(jié)增生的檢出與鑒別診斷有一定的價值，動脈期的病灶與正常肝組織碘濃度比值鑒別肝癌和肝臟局灶性結節(jié)增生的敏感度和特異度最高，均為100%，能提高檢出效能和診斷準確性[41]。應用能譜成像所獲得的能譜曲線斜率、碘含量等多項參數對肝細胞癌病灶進行定量分析，為腫瘤組織病理分化程度的診斷提供依據，并可為肝細胞癌的臨床診治及預后評價提供理論依據[42]。劉常緒等[43]研究發(fā)現肝癌患者(肝細胞癌20例、肝內腫塊型膽管細胞癌14例)在55 keV下肝細胞癌的碘含量、能譜曲線斜率、標準化后碘含量與膽管細胞癌均存在差異。通過結直腸轉移瘤碘的定量分析對比，可突出轉移性肝腫瘤強化特征，有利于轉移性病灶和原發(fā)性肝癌的鑒別[44]。單能量成像與碘濃度的定量分析在鑒別肝細胞癌與肝血管肌脂肪瘤這2種不同來源的腫瘤時意義最大，術后證實與病理學檢查結果相符[45]。李婷婷等[46]研究發(fā)現能譜CT成像定量分析在平掃40 keV下鑒別肝單囊型包蟲和肝囊腫的敏感度(100%)和特異度最高(75%)，可對傳統(tǒng)CT無法鑒別的病灶進行診斷。Yu等[47]使用單能量成像和碘含量定量技術區(qū)別肝癌壞死和肝膿腫。宗子健等[48]對胰腺占位的病理學檢查結果與能譜分析結果進行對比，結果發(fā)現能譜CT診斷良惡性腫瘤與術后病理學檢查結果符合率為91.3%，傳統(tǒng)CT符合率為82.6%，前者與病理學檢查結果一致性更強，符合率更高，可為臨床提供更加精確的術前診斷。在腫瘤分期方面，能譜分析T3期相比T4a期胃癌的胃周脂肪組織碘含量更高，靜脈期選定相應的掃描時間，敏感度和特異度分別可達81.0%和85.0%[49]。可見在區(qū)分腫瘤來源及分期方面，能譜具有較大潛力，可幫助臨床有效的降低漏診和誤診率。

2.3 低劑量 采用高濃度對比劑提高圖像質量的同時，輻射劑量亦增加，加劇了對比劑相關性腎病的發(fā)生，而能譜CT的單能量成像和迭代重建技術能夠克服低劑量對圖像質量的影響[50]，降低圖像噪聲,相比常規(guī)CT輻射劑量減少35.9%[51]。Ma等[52]使用能譜圖像60 keV與迭代重建技術，對比劑碘攝入量減少25%。國外研究[53]模擬更改微劑量的納米金作為肝臟造影劑行能譜掃描，可提升圖像質量。在使用分團注射門靜脈能譜成像技術后可清晰顯示門靜脈及其肝內、外分支情況[54]。雙源CT全肝低劑量灌注可用于觀察經頸靜脈肝內門體分流術患者手術前后血流動力學變化[55]。劉靜紅等[10]研究發(fā)現使用低濃度對比劑碘克沙醇270 mgI/ml結合能譜CT最佳單能量成像技術可提供良好的膽囊動脈的圖像質量，與高濃度的碘海醇350 mgI/ml比較降低了對比劑用量，其應用有望降低對比劑的使用濃度，減少患者的輻射劑量。

2.4 評估治療效果 評估腫瘤患者治療后早期效果和有效監(jiān)測對預后至關重要，碘基圖可以對病灶碘含量進行定量測定，從而直觀分析組織攝碘情況，反映肝癌治療后的血供變化[56]。Dai等[57]采用碘攝取容積測量代表整個存活腫瘤的碘含量，評價治療后反應與國際上修正的實體瘤療效評價標準具有一致性[58]。Lv等[59]研究發(fā)現能譜CT可用于評估血管內皮生長因子受體激酶抑制劑治療兔肝VX2肝腫瘤的效果，為臨床提供了腫瘤靶向治療早期效果的評估方法。能譜CT亦可用于評估腫瘤的同質性，更準確地識別殘余腫瘤復發(fā)或轉移病灶，對肝癌經肝動脈化療栓塞術后進行療效評價[60]。同時利用能譜CT物質分離測量碘含量可評估肺、肝、腎臟病灶射頻消融術后腫瘤殘余情況[61]。

3 小結

綜上所述，能譜CT有助于提高肝膽疾病的臨床確診率，幫助鑒別傳統(tǒng)CT無法區(qū)別的疑難病灶，提供更清晰準確的單能譜CT圖像，加之強大的后處理軟件提供的多參數支持，為今后疾病的診療提供可靠的臨床依據，與病理學診斷相互參考，有望大幅提高腫瘤患者預后的生存質量。

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(本文編輯：林 姣)

Application of spectral computed tomography in diagnosis of liver and gallbladder diseases

LIBolong,PENGXinyu,QIAOFei,etal.

(MedicalCollegeofShiheziUniversity,Shihezi，Xinjiang832000,China)

Spectral computed tomography (CT) is a perfect combination of diamond probe and strong computer processing technology and a technological revolution of traditional CT. This article reviews the application of spectral CT in the diagnosis of liver and gallbladder diseases. It summarizes the application value of monochromatic spectral CT imaging, spectral curve, material separation and quantitation, and effective atomic number in the diagnosis and differentiation of liver and gallbladder diseases and analyze the advantages of energy spectrum in identification of small lesions, low dose, and judgment of homology. It is pointed out that the application of spectral CT can be further explored in the aspects of early identification, differentiation, and prognosis of tumors.

liver & gallbladder diseases； liver neoplasms; tomography, X-Ray computed; diagnosis； review

10.3969/j.issn.1001-5256.2017.03.043

2016-10-13；

2016-11-10。

李伯龍(1989-)，男，主要從事肝膽胰腺外科方面的研究。

彭心宇，電子信箱：pengxinyu2000@sina.com。

R575； R445.4

A

1001-5256(2017)03-0593-06