姜智允 李鵬飛 隋 林 尚乃艦

·臨床應用·

雙源CT雙能量掃描融合三維重建技術在診斷胃癌及淋巴結中應用的研究

姜智允 李鵬飛 隋 林 尚乃艦

目的本研究探討雙源CT雙能量增強掃描獲得的參數(shù)能否區(qū)分胃癌病灶與正常胃壁，以確定病變范圍，提高早期胃癌符合診斷率，精準N分期。方法通過西門子Somatom Definition Flash雙源CT對術前胃癌患者進行雙能量增強掃描，將采集的數(shù)據(jù)經(jīng)Syngo.Via軟件分析及三維重建，獲得胃癌病灶、正常胃壁、轉移淋巴結與非轉移淋巴結的絕對碘值、標準化碘值及虛擬單能量能譜曲線的斜率并記錄，結合術后病理結果，應用統(tǒng)計學方法分析判斷兩兩之間的差異。結果胃癌病灶的絕對碘值為(3.329±0.812)g/L，標準化碘值為(64.006±17.450)%，虛擬單能量能譜曲線的斜率為(-2.916±1.3227)，與正常胃壁的絕對碘值(1.563±0.708)g/L，標準化碘值(37.122±16.267)%，虛擬單能量能譜曲線的斜率(-1.621±1.4028)比較，均存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)；轉移淋巴結的絕對碘值為(2.968±0.547)g/L，標準化碘值為(63.597±14.633)%，虛擬單能量能譜曲線的斜率為(-2.532±0.753)，與非轉移淋巴結絕對碘值(1.465±0.408)g/L，標準化碘值(35.240±14.357)%，虛擬單能量能譜曲線的斜率(-1.378±0.726)比較，均存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)。結論雙源CT雙能量掃描獲得的參數(shù)結合三維重建技術有助于確定病變范圍，提高早期胃癌的符合診斷率，區(qū)分轉移淋巴結與非轉移淋巴結以提高N分期的準確率。

雙源CT雙能量掃描；三維重建；絕對碘值；標準化碘值；虛擬單能量能譜曲線斜率

胃癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，在世界范圍內(nèi)發(fā)病率較高。我國是胃癌發(fā)病大國，胃癌占消化道腫瘤死亡人群的24.11%。且臨床上約2/3的患者就診時已處于進展期，合理選擇治療方案，改善患者預后、提高生存質(zhì)量是臨床工作的重點。因此，通過術前影像診斷方法，確定病灶范圍，提高微小胃癌檢出率及鑒別轉移淋巴結與非轉移淋巴結，精準N分期是研究的重點。哈醫(yī)大附屬腫瘤醫(yī)院于2016年初引進西門子Somatom Definition Flash雙源CT，其明顯優(yōu)勢在于極快的掃描速度，極低輻射劑量，可以實現(xiàn)虛擬平掃及能量分析，有利于提高診斷質(zhì)量。雙源CT程序將碘作為標準物質(zhì)，可以進行物質(zhì)分離成像和定量分析，測量碘值，繪制虛擬單能量能譜曲線，反應淋巴結血供情況。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取我院2016年7月—2016年12月收治術后病理證實為胃癌，且術前行雙源CT雙能量掃描的患者共156例，其中男94例，女62例，年齡30～84歲，平均年齡60.05歲。另收集術后病理證實為早期胃癌的病例53例，其中男32例，女21例，年齡32～72歲，平均年齡57.41歲。

入選標準：(1)患者無碘劑過敏史；(2)患者心臟、肝、腎功能可以耐受增強CT檢查；(3)患者或家屬進行檢查前，按照要求簽署知情同意書；(4)患者檢查后限期手術，有完整詳細的術后病理、手術記錄等臨床資料；(5)患者檢查前準備充分，胃體充盈良好，雙源CT掃描的圖像清晰，脂肪間隙清楚(有助于淋巴結的檢出)。

排除標準：(1)患者身體狀況，不能耐受增強CT檢查；(2)有嚴重的碘過敏史；(3)患者無術后病理，臨床資料不完善或未進行手術，選擇其他治療方案；(4)患者檢查準備不充分，胃體擴張欠佳，無法正常觀察；(5)患者BMI指數(shù)過低，無脂肪間隙，淋巴結顯示不清。

1.2 檢查前準備工作

預約檢查時，囑患者進行CT檢查前8～12 h禁食、水，盡量排空胃腸道內(nèi)容物。掃描前15～25 min囑患者飲溫水800～1 200 mL，于掃描前10 min肌注20 mg山莨菪堿(654-2)，并向患者及家屬說明掃描過程中的注意事項及呼吸屏氣訓練。

1.3 掃描方法及參數(shù)

受檢者取仰臥位，使用西門子128層炫速雙源CT(Somatom definition flash CT)進行上腹部雙期雙能量掃描。定位像掃描范圍從隔頂至雙腎下極。采用單通高壓注射器并注入歐乃派克碘海醇對比劑(350 mg/mL)與受檢者靜脈留置針相連，以3.5 mL/s注射速率進行注射，同時進行動脈監(jiān)測，當CT值達到120 Hu時觸發(fā)動脈期掃描，延遲28～30 s進行靜脈期掃描。A管球：管電壓100 kV；管電流230 mAs。B管球：管電壓140 kV；管電流178 mAs。掃描模式選擇雙能量掃描模式，旋轉時間為0.28 s，螺距為0.9 mm，準直為128 mm×0.6 mm，掃描層厚與層間距為5 mm，重建層厚為1 mm，層間距為0.7 mm。

1.4 病灶與淋巴結的選取

跟蹤患者術后病理及手術記錄，明確病變與正常胃壁區(qū)域。根據(jù)術后病理結果與胃癌淋巴結分組，選取轉移淋巴結檢出率100%的組別與正常淋巴結檢出率100%的組別，并與患者的三維重建的雙能量CT圖像(有利于淋巴結定位)比對匹配，在156組病例中檢出符合條件且術后病理證實為轉移淋巴結共98組，另檢出98組非轉移淋巴結作為對照組。之后，運行Syngo.Via軟件的雙能量CT工作模式，對符合條件的區(qū)域與淋巴結進行數(shù)值測量。

1.5 數(shù)據(jù)的測量

在Liver VNC模塊中選擇靜脈期序列進行測量(靜脈期病變及轉移淋巴結強化程度更明顯)，將100 kV圖像與140 kV圖像以各50%的比例進行混合，分別在病變區(qū)域、正常胃壁區(qū)域、轉移淋巴結、非轉移淋巴結測量絕對碘值、標準化碘值，其中絕對碘值是通過Syngo.Via后處理中VNC模塊測得感興趣區(qū)內(nèi)組織中的含碘濃度，能夠準確的反映組織內(nèi)碘的分布及攝取情況，進而確定其內(nèi)血供及血管分布情況。而標準化碘值是感興趣區(qū)組織內(nèi)絕對碘值除以同一層面主動脈絕對碘值，所形成的百分比，可以排除不同個體間體循環(huán)的差異。在感興趣區(qū)連續(xù)顯示的3個層面上選擇圓形或橢圓形ROI進行測量，避開壞死及出血區(qū)，取平均值(圖1)。本研究采用1 mm層厚圖像進行重建，基本可以實現(xiàn)3個層面的測量，對于體積較小的病灶、炎性反應淋巴結或正常淋巴結，采用三維重建技術在不同平面進行選取測量，以降低測量誤差。ROI大小盡量保持一致，ROI位置的選擇應盡可能位于對象實質(zhì)區(qū)域。在虛擬單能量能譜分析模塊中分別測繪病變區(qū)域、正常胃壁區(qū)域、轉移淋巴結、正常淋巴結的能譜曲線。單能量能譜曲線是通過Syngo.Via后處理中單能量曲線模塊，繪制出在不同的能量下，感興趣區(qū)內(nèi)組織的CT值的變化的曲線，反映不同組織構成對不同能量射線的衰減程度(圖2)。選取40 keV與110 keV兩組數(shù)值進行曲線斜率的計算，因為曲線在110 keV以后的走行趨于平直，不具有代表性。將測繪的數(shù)據(jù)進行記錄，并進行統(tǒng)計學分析。

圖1 絕對碘值與標準化碘值的測量Figure 1 The measurement of IC and NICNote：A.The IC of gastric cancer lesion；B.The NIC of gastric cancer lesion；C.The IC of metastatic lymph nodes；D.The NIC of metastatic lymph nodes.

圖2 虛擬單能量能譜曲線Figure 2 The map of spectrum curveNote：1.Normal gastric wall；2.Gastric cancer lesion；3.Non-metastatic lymph node；4.Metastatic lymph node.

1.6 統(tǒng)計學處理

2 結果

2.1 早期胃癌符合診斷率

通過對53例早期胃癌進行分析與總結，其中黏膜內(nèi)癌11例、黏膜下癌27例、淺表型胃癌17例。由2名10年放射診斷工作經(jīng)驗放射醫(yī)師分別對經(jīng)100 kV常規(guī)增強與經(jīng)雙能量掃描下70 keV圖像中的病變位置進行判定，并與術前胃鏡或術后病理相對比。得到常規(guī)增強掃描的圖像對早期胃癌的符合診斷率為32.1%，雙能量掃描下70 keV圖像對早期胃癌的符合診斷率為60.4%，顯著的提高了早期胃癌的診斷符合率。

2.2 胃癌病灶與正常胃壁絕對碘值、標準化碘值對比

符合條件入組病例156例，其中浸潤型126例、潰瘍型5例、隆起型11例、淺表型12例、蕈傘型2例。經(jīng)過統(tǒng)計分析顯示胃癌病灶與正常胃壁的絕對碘值、標準化碘值、虛擬單能量能譜曲線具有統(tǒng)計學差異(P<0.05)。繪制ROC曲線測得絕對碘值的最佳閾值為2.850 g/L，標準化碘值的最佳閾值為30.650%(表2)。

表2 胃癌病灶與正常胃壁的絕對碘值、標準化碘值對比

2.3 胃癌病灶與正常胃壁虛擬單能量能譜曲線斜率對比

胃癌病灶的虛擬單能量能譜曲線斜率與正常胃壁的虛擬單能量能譜曲線斜率存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)。繪制ROC曲線測得虛擬單能量能譜曲線斜率的最佳閾值為-1.220(表3)。

表3 胃癌病灶與正常胃壁的虛擬單能量能譜曲線斜率對比

2.4 胃癌淋巴結分組

符合條件入組轉移淋巴結98例，非轉移淋巴結98例，淋巴結分組分布見表4。

表4 胃癌淋巴結分組

2.5 轉移淋巴結與非轉移淋巴結絕對碘值、標準化碘值對比

經(jīng)過統(tǒng)計分析顯示轉移淋巴結與非轉移淋巴結在絕對碘值、標準化碘值、虛擬單能量能譜曲線存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)。繪制ROC曲線測得絕對碘值的最佳閾值為2.45 g/L，標準化碘值的最佳閾值為35.00%(表5)。

表5 轉移淋巴結與非轉移淋巴結的絕對碘值、標準化碘值對比

2.6 轉移淋巴結與非轉移淋巴結虛擬單能量能譜曲線斜率對比

經(jīng)過統(tǒng)計分析顯示轉移淋巴結的虛擬單能量能譜曲線斜率與非轉移淋巴結的虛擬單能量能譜曲線斜率存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)。繪制ROC曲線測得虛擬單能量能譜曲線斜率的最佳閾值為-1.725(表6)。

表6 轉移淋巴結與非轉移淋巴結的虛擬單能量能譜曲線斜率對比

3 討論

胃癌是全世界發(fā)病率最高的癌癥之一，根據(jù)文獻顯示每年大約有989 600例新發(fā)胃癌患者和73 800例患者因胃癌死亡[1-2]。因此正確治療方案的選擇決定患者的預后及生存期，而治療方案的選擇需要準確的術前分期。常規(guī)CT根據(jù)原發(fā)腫瘤浸潤胃壁的深度進行T分期，準確率在63%～83%之間[3]。而在判斷轉移淋巴結與非轉移淋巴結方面，主要依據(jù)淋巴結的大小、形態(tài)及強化方式。如果CT測量最大直徑>1.0 cm或直徑0.7～1.0 cm并且明顯強化、圓形、中央壞死或者外周浸潤的淋巴結，就判斷為轉移淋巴結，存在著假陽性、假陰性及準確性不足等問題，靈敏度為62.5%～91.9%、特異度為50.0%～87.9%、N分期準確度為65.7%，因此常規(guī)CT對N分期的評估結果差異較大，也成為術前評估的難點[4-11]。本研究采用雙源CT雙能量掃描技術并與三維重建技術相結合，通過獲得的多組衍生序列，進行定量分析加以區(qū)分。轉移淋巴結與非轉移淋巴結在絕對碘值、標準化碘值及虛擬單能量能譜曲線斜率上存在統(tǒng)計學差異。通過對研究病例回顧性分析將N分期準確度提高至81.2%。因此可以利用雙源CT雙能量掃描成像融合三維成像融合技術，對胃癌患者進行更加精準、客觀的評估，指導臨床選擇合適的治療方案，以提高患者預后[12-14]。由上述統(tǒng)計分析結果，我們還可以發(fā)現(xiàn)胃癌病灶與胃壁的絕對碘值、標準化碘值及虛擬單能量能譜曲線斜率存在統(tǒng)計學差異，可提高早期胃癌的符合診斷率。

在整理數(shù)據(jù)的過程中，同時測量了病灶的CT值(90.656±18.673)并與病灶的絕對碘值(3.329±0.812)進行對比發(fā)現(xiàn)，病灶絕對碘值的標準差(0.812)明顯小于病灶CT值的標準差(18.673)，說明病灶的絕對碘值比CT值更加穩(wěn)定，離散程度低，可以更加客觀的反映病灶的強化程度[2-6]。同時，在兩兩對比胃癌與轉移淋巴結的絕對碘值(2.850vs. 2.450)、標準化碘值(30.650%vs. 35.000%)、虛擬單能量能譜曲線的斜率(1.220vs.1.725)的最佳閾值可以發(fā)現(xiàn)，各組間數(shù)值比較接近，進一步驗證的胃癌與轉移淋巴結同源性的理論[13]。

除此之外，相關文獻表明，通過雙源CT雙能量掃描技術獲得的參數(shù)進行重建，可以得到虛擬平掃圖像，與常規(guī)平掃對比，在CT值、病變最大厚度沒有統(tǒng)計學差異(P>0.05)；常規(guī)平掃的噪聲高于虛擬平掃，SNR低于虛擬平掃，存在統(tǒng)計學差異(P<0.05)，在診斷上虛擬平掃可以代替常規(guī)平掃，而且可以降低患者約32.1%的輻射劑量[15]。因此我院減少常規(guī)平掃步驟，用虛擬平掃替代常規(guī)平掃進行診斷，在不影響診斷的情況下，降低了患者檢查過程中的輻射劑量。西門子128層炫速雙源CT(Somatom definition flash CT)掃描過程中，雙管球同時工作，大大減少檢查時間。符合當今快速、低輻射劑量的檢查理念[16]。利用三維重建技術，可以術前觀察及明確腹腔各血管走行，及時發(fā)現(xiàn)血管畸形，提前設計手術方案，避免副損傷[17]。

綜上所述，雙源CT雙能量掃描對于胃癌患者具有積極的臨床應用價值。本文研究雙源CT雙能量掃描融合三維重建技術在胃癌及淋巴結中的應用是一項新技術，國內(nèi)外文章鮮有報道。本文將雙源CT所獲得的多組衍生序列進行綜合分析，提高了早期胃癌的符合診斷率，對轉移淋巴結與非轉移淋巴結進行鑒別，為臨床診斷與鑒別提供了新的思路。將虛擬單能量能譜曲線從形態(tài)轉換成數(shù)值，并進行定量分析，更加直觀的反映感興趣區(qū)內(nèi)組織結構。

1 Tsunehiro Ti，Yohiro D，Yuko K.Grastric cancer：Current status of diagnosis and treatment[J].Cancers，2013，5(5)：48-63.

2 D′Elia F，Zingarelli A，Palli D，et al.Hydro-dynamic CT preoperative staging of gastric cancer：correlation with pathological findings[J].Eur Radiol，2000，10(10)：1877-1885.

3 Pan Z，Pang L，Ding B，et al.Gastric cancer staging with dual energy spectral CT imaging[J].PLoS One，2013，8(2)：e53651.

4 Fukuya E，Honda H，Kaneko K，et al.Efficency of helieal CT in T-staging of gastric cancer[J].J Com Put Assist Tomogr，2001，21(1)：73-81.

5 Kunisaki D，Shimada H，Nomura M，et al.Appropriate lymph node dissection for early gastric cancer based on lymph node metastases[J].Surgery，2001，129(2)：153-157.

6 Shinohara Q，Ohyama S，Yamaguchi T，et al.Clinical value of multidetector row computed tomography in detecting lymph node metastasis of early gastric cancer[J].Eur J Surg Oncol，2005，31(7)：743-748.

7 Makino S，F(xiàn)ujiwara Y，Takiguchi S，et al.Preoperative T staging of gastric cancer by multi-detector row computed tomography[J].Surgery，2011，149(149)：672-679.

8 Lei Y，Yang P，Zhang L，et al.Diagnostic accuracy of digital breast to mosyntheesis versus digital mammography for benign and malignant lesions in breasts：a meta-analysis[J].European Radiology，2014，24(3)：595-602.

9 Songun I，Putter H，Kranenbarg EM，et al.Surgical treatment of gastric cancer：15-year follow-up results of the randomised nationwide Dutch D1D2 trial[J].Lancet Oncol，2010，11(15)：439-449.

10 Yang K，Chen XZ，Hu JK，et al.The effectiveness and safety of splenectomy for gastric carcinoma：a meta-analysis[J].World J Gastroenterol，2009，15(42)：5352-5359.

11 Kwee RM，Kwee TC.Imaging in assessing lymph node status in gastric cancer[J].Gastric Cancer，2009，12(12)：6-22.

12 李春志，李響，徐榮天，等.雙源CT灌注成像診斷胃癌的初步研究[J].中國醫(yī)學影像學雜志，2009，5(17)：329-332.

13 薛華丹，孫昊，劉偉，等.第二代雙源CT雙能量掃描模式對胰腺癌的影像診斷價值初探[J].中國醫(yī)學科學院學報，2010，12(12)，640-644.

14 孫英實，唐磊.胃癌術前影像學評估的合理選擇[J].中國實用外科雜志，2014，34(7)：597-600.

15 萬婭敏，高劍波，王芳，等.雙能量CT成像評估胃癌分化程度的價值[J].放射學實踐，2016，31(12)：1210-1212.

16 馬來陽，孫鵬飛.雙能量CT在胃癌影像評價中的臨床研究進展[J].國際醫(yī)學放射學雜志，2015，38(1)：43-45，49.

17 于晶，尹家俊，劉芳.雙源CT在腹腔鏡胃癌根治術術前血管評估中的應用[J].消化道腫瘤雜志(電子版)，2011，3(4)：237-239.

Applicationofdual-sourceCTdual-energyscanningfusion3Dreconstructioningastriccancerandlymphnodes

JIANGZhiyun，LIPengfei，SUILin，SHANGNaijian

Department of Radiology，Harbin Medical University Cancer Hospital，Harbin 150081，China

ObjectiveThe objective of this study was to determine the lesion range between gastric cancer lesions and normal gastric wall，improve the early diagnosis of gastric cancer rate，distinguish between metastatic lymph nodes and non-metastatic lymph nodes，and accurate N staging by dual-source CT double-energy enhanced scan parameters.MethodsThe dual energy enhanced scan of patients with preoperative gastric cancer was performed by Siemens Somatom Definition Flash dual-source CT.The collected data were analyzed by Syngo.Via software and reconstructed three-dimensionally to obtain the absolute iodine of gastric cancer，normal gastric wall，metastatic lymph node and non-metastatic lymph node value，standardized iodine value and virtual single energy spectrum curve of the slope to combine with postoperative pathological results.The use of statistical methods was to determine the difference between the post-and preoperation.ResultsThe absolute iodine values(IC)were(3.329±0.812)g/L in the gastric cancer lesion and(64.006±17.450)% for the standard iodine values(NIC).The slope of the virtual single energy spectrum curve was-2.916±1.3227，IC(1.563±0.708)g/L in the normal gastric wall.The NIC were(37.122±16.267)% and-1.621±1.4028 for the slope of the virtual single energy spectrum curve.They were significantly statistical difference(P<0.05).The IC of metastatic lymph nodes were(2.968± 0.547)g/L，(63.597±14.633)% for the NIC and(-2.532 ± 0.753)for the slope of the virtual single energy spectrum curve.The IC of non-metastatic lymph nodes were(1.465±0.408)g/L，(35.240±14.357)% for the NIC and(-1.378±0.726)for the slope of the virtual single energy spectrum curve.They also had significantly statistical difference(P<0.05).ConclusionDual-source CT dual-energy scan combined with three-dimensional reconstruction technique can help to determine the lesion range，improve the diagnostic rate of early gastric cancer，distinguish between metastatic and non-metastatic lymph nodes，and improve the accuracy of N staging.

Dual-energy of dual-source CT scanning；Three-dimensional reconstruction；IC；NIC；The slope of spectrum curve

哈爾濱醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院(哈爾濱 150081)

姜智允，男，(1990-)，碩士研究生，從事雙源CT在臨床中應用的研究。

尚乃艦，E-mail：shangnaijian@126.com

R445.3

A

10.11904/j.issn.1002-3070.2017.05.007

(收稿：2016-11-14)