王雪雪 賈寧陽 邵丹丹 俞 鶯 崔曉東 徐衛(wèi)國 王金紅

能譜CT三期增強在鑒別肝臟局灶性結(jié)節(jié)增生和肝細(xì)胞癌中的價值

王雪雪1,2賈寧陽3邵丹丹3俞 鶯3崔曉東2徐衛(wèi)國2王金紅1,2

目的：探討能譜CT定量分析在鑒別肝臟局灶性結(jié)節(jié)增生(FNH)與肝細(xì)胞癌（HCC）中的價值。方法：回顧性分析2013年2月至12月期間經(jīng)病理證實的肝占位患者35例，其中FNH 14例，HCC 21例，所有患者均行CT平掃及能譜模式三期動態(tài)增強掃描。測量增強三期病灶、肝組織以及腹主動脈的能譜參數(shù)，包括：55～75keV（間隔5keV）CT值和碘濃度。分別計算三期病灶與腹主動脈、病灶與肝組織各能譜參數(shù)的比值，包括：55～75keV的病灶與腹主動脈CT值之比（LARHU）、病灶與腹主動脈碘濃度比值(LARIC)、55～75keV的病灶與肝組織CT值之比（LHRHU）、病灶與肝組織碘濃度比值(LHRIC)。對FNH和HCC兩組間上述指標(biāo)進(jìn)行兩獨立樣本t檢驗和ROC曲線分析。結(jié)果：除動脈期（55～65keV）LHRHU、LHRIC值外，參數(shù)單能量CT值、碘濃度、LARHU、LARIC、LHRHU、LHRIC在三期增強FNH均明顯高于HCC（P＜0．05）。ROC曲線分析示：聯(lián)合應(yīng)用定量參數(shù)門脈期60keV-LARHU 、延遲期75keV-LHRHU 對兩種疾病進(jìn)行鑒別，能夠提高診斷敏感度和特異度，分別為92．9%和100%。結(jié)論：三期增強能譜CT的單能量圖像及碘濃度，在鑒別FNH和HCC中具有重要價值。

體層攝影術(shù)，X線計算機；肝局灶性結(jié)節(jié)增生；肝細(xì)胞癌；能譜成像；鑒別診斷

肝臟局灶性結(jié)節(jié)增生(focal nodular hyperplasia，F(xiàn)NH)和 肝 細(xì) 胞 癌 (hepatocellular carcinoma，HCC)是肝臟常見的占位性富血供病變。FNH是一種無惡變的良性腫瘤，有部分病灶可自行消退[1]，一般不需要處理；肝癌惡性程度及病死率高，早期診斷是使患者獲得早期治療和延長生存期的關(guān)鍵。傳統(tǒng)螺旋CT是目前臨床上診斷肝臟疾病最常用的影像檢查技術(shù)，能譜CT在優(yōu)化圖像質(zhì)量、物質(zhì)定量分析等方面均較傳統(tǒng)CT有重大突破，是具有多參數(shù)、定量分析的新成像模式[2]。國內(nèi)外應(yīng)用能譜CT雙期增強掃描鑒別診斷FNH和HCC的研究報道，碘濃度定量分析能夠提高診斷準(zhǔn)確性[3-4]。本研究首次將能譜多參數(shù)分析應(yīng)用于肝臟三期增強掃描，旨在進(jìn)一步探討三期增強的單能量成像和碘濃度定量分析對FNH和HCC 的鑒別診斷價值。

方 法

1．臨床資料

回顧性分析第二軍醫(yī)大學(xué)附屬東方肝膽外科醫(yī)院2013年2月至12月期間經(jīng)病理證實的35例肝占位患者資料。包括14例FNH和21例HCC，35例患者均為單發(fā)病灶。其中，男22例、女13例，年齡3～73歲，平均(48±15)歲。所有患者術(shù)前行CT平掃及能譜掃描模式三期增強檢查。本研究獲得了醫(yī)院倫理委員會的批準(zhǔn)和患者的知情同意。

2．檢查方法

所有患者均采用64層能譜CT (Discovery CT750 HD，GE Healthcare，Mliwaukee，美國 )行上腹部掃描，先行常規(guī)上腹部平掃，增強掃描采用能譜成像( gemstone spectral imaging，GSI ) 模式，螺旋掃描速度0．6～0．8s／周，螺距為0．984，層厚5mm，電壓為高低能量(140kVp和80kVp)瞬時高速切換，管電流約為600mA。增強掃描為三期動態(tài)掃描，采用高壓注射器推注非離子型對比劑(300mg I/ml)，注射流率為 3．0 ～ 3．5ml/s，劑量 1．5ml/kg。動脈期掃描開始時間采用腹腔干水平腹主動脈內(nèi)CT值監(jiān)測 (Smart Prep技術(shù))促發(fā)掃描，監(jiān)測閾值為100 HU，達(dá)到閾值后延遲8s開始掃描，門靜脈期開始時間為動脈期結(jié)束后28s，延遲期開始時間為動脈期結(jié)束后90s。

3．圖像分析與測量

圖像分析與測量均在工作站A W4．6(GE Health Care，美國)上，由2名具有4～6年腹部診斷經(jīng)驗的醫(yī)師盲法評測。將1．25mm薄層單能量（40～140keV，間隔5keV）圖像載入能譜后處理軟件，圖像分析時首先觀察病灶強化特點、確認(rèn)病灶動脈期強化明顯區(qū)域，然后采用盡量放大圖像的方式在病灶高強化區(qū)域勾畫圓形或類圓形的興趣區(qū)（region of interest，ROI），最終病灶ROI范圍為15～80mm2；測量肝組織時ROI盡可能避開大血管和硬化偽影明顯的區(qū)域，取值范圍為400～600mm2；腹主動脈ROI取值范圍均接近或等于100mm2。ROI的大小、形狀和位置在三期掃描的測定中通過復(fù)制黏貼模式保持一致(圖1，圖2)。保存相應(yīng)的ROI數(shù)據(jù)文件，提取并計算本研究所需數(shù)據(jù)包括：①病灶、肝組織、腹主動脈的55～75keV （間隔5keV）CT值（hounsfield unit ， HU）和碘(水)濃度（iodine concentration， IC）；②55～75keV的病灶與腹主動脈CT值之比（HU of lesion-toabdominal aorta ratio，LARHU）= HU病 灶 ／HU腹主動脈；③病灶與腹主動脈碘濃度比值（IC of lesion-to-abdominal aorta ratio，LARIC）=IC病灶／IC腹主動脈；④55～75keV的病灶與肝組織CT值之比（HU of lesion-to-hepatic tissue ratio，LHRHU）= HU病灶/HU肝臟；⑤病灶與肝組織碘濃度比值（IC of lesion-to-hepatic tissue ratio，LHRIC）=IC病灶/IC肝臟。

4．統(tǒng)計學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)的統(tǒng)計學(xué)分析均使用SPSS18．0軟件，定量指標(biāo)（55～75keV HU、IC、LARHU、LARIC、 LHRHU、 LHRIC）的兩組間比較采用獨立樣本t檢驗。將具有統(tǒng)計學(xué)意義的數(shù)據(jù)建立ROC曲線并判定閾值，計算相應(yīng)的敏感度、特異度及曲線下面積。

結(jié) 果

1．FNH和HCC間不同能譜參數(shù)的比較

單能量CT值、碘濃度用于鑒別FNH和HCC的結(jié)果見表1；LARHU、LARIC用于鑒別FNH和HCC的結(jié)果見表2； LHRHU、LHRIC用于鑒別FNH和HCC的結(jié)果見表3。

表1 FNH和HCC的單能量CT值、碘濃度定量參數(shù)比較

表2 FNH和HCC的LAR定量參數(shù)比較

表3 FNH和HCC的LHR定量參數(shù)比較

表4 不同能譜參數(shù)鑒別 FNH和HCC 的能力判定

圖1 肝尾狀葉FNH。A～C．三期增強顯示病灶和肝實質(zhì)的ROI測量區(qū)以及70keV水平ROI數(shù)據(jù)；D～F．三期增強顯示腹腔干分支層面腹主動脈的ROI測量區(qū)以及70keV水平ROI數(shù)據(jù)。

圖2 肝右葉HCC。A～C．三期增強顯示病灶和肝實質(zhì)的ROI測量區(qū)以及70keV水平ROI數(shù)據(jù)；D～F．三期增強顯示腹腔干分支層面腹主動脈的ROI測量區(qū)以及70keV水平ROI數(shù)據(jù)。

圖3 不同能譜參數(shù)鑒別FNH和HCC的ROC曲線。

2．ROC曲線分析

應(yīng)用參數(shù)單能量CT值、碘濃度鑒別FNH和HCC時，ROC曲線分析示最大曲線下面積出現(xiàn)在延遲期的75keV，其敏感度和特異度分別為71．4%、95．2%。應(yīng)用參數(shù) LARHU、LARIC 鑒別FNH和HCC時，ROC曲線分析示最大曲線下面積出現(xiàn)在門脈期的60keV，其敏感度和特異度分別為71．4%、100%。應(yīng)用參數(shù)LHRHU、LHRIC鑒別FNH和HCC時，ROC曲線分析示最大曲線下面積出現(xiàn)在延遲期的75keV，其敏感度和特異度分別為92．9%、81%。聯(lián)合應(yīng)用定量能譜參數(shù)門脈期60keVLARHU和延遲期75keV-LHRHU對兩種疾病進(jìn)行鑒別，能夠獲得最大的診斷敏感度、特異度，即92．9%、100%（圖 3，表 4）。

討 論

肝臟局灶性結(jié)節(jié)增生(focal nodular hyperplasia，F(xiàn)NH)是由肝細(xì)胞、小膽管和kuffer細(xì)胞構(gòu)成的一種良性病變。其發(fā)病率僅次于肝血管瘤，為肝臟第二大良性腫瘤樣病變。典型的FNH具有中央星芒狀的瘢痕表現(xiàn)，CT三期動態(tài)增強具有一定特征性，動脈期病灶實質(zhì)部分明顯強化，門脈期及延遲期逐漸退出呈稍高或等密度，中央瘢痕在動脈期強化不明顯呈相對低密度，門脈期中央瘢痕開始逐漸強化并持續(xù)至延遲期[5]。然而，這些特征并不是在所有的FNH病灶中均有表現(xiàn)。FNH不典型的表現(xiàn)包括：病變動脈期強化不均勻，病灶門脈期、延遲期呈低密度，大于3cm的病灶內(nèi)缺乏中央瘢痕，增強后延遲期中央瘢痕始終沒有強化；還有一些少見的表現(xiàn)包括：病灶周圍出現(xiàn)假包膜（表現(xiàn)為延遲期病灶周圍的強化環(huán)），病灶內(nèi)出現(xiàn)出血及壞死[6]。FNH缺乏典型影像表現(xiàn)時與HCC有不同程度的相似之處，造成臨床上兩者的鑒別困難。因此本研究通過能譜CT的定量參數(shù)這個工具為臨床提供新的診斷手段。

本研究表1～3的結(jié)果顯示，除動脈期（55～65keV）LHRHU、LHRIC值外，三期動態(tài)增強參數(shù)值：單能量CT值、碘濃度、LARHU、LARIC、LHRHU、LHRIC 在FNH均明顯高于HCC。這可能與FNH及HCC的生物學(xué)特性有關(guān)。普遍認(rèn)為FNH病因是由于血管異常造成局部肝細(xì)胞的反應(yīng)性增生[5-7]。FNH供血動脈是由一條或數(shù)條增粗的動脈從病灶中心向周圍輻射狀分布，病灶周圍無異常增多紊亂的血管網(wǎng)[8]；而HCC主要由周邊走形不規(guī)則、管腔大小不一的肝動脈供血，血管數(shù)量比周圍肝組織明顯增多且存在異常擴張、扭曲的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[9]。兩種疾病均具有富血供特性，以往CT灌注研究提示FNH的肝動脈灌注指數(shù)及肝動脈灌注量均明顯高于HCC[10]，本研究顯示動脈期大部分能譜參數(shù)值FNH均明顯高于HCC，兩類研究結(jié)果具有一致性。另外，近期利用能譜CT碘濃度定量參數(shù)鑒別FNH和HCC的研究提示[3-4]，在動脈期和門脈期雙期肝臟掃描中，病灶/腹主動脈、病灶/肝組織的碘濃度定量參數(shù)值在鑒別FNH和HCC診斷中有較大價值。本研究有關(guān)LARIC在鑒別FNH和HCC診斷中的幫助與前述研究結(jié)果一致，并且本研究更進(jìn)一步提示除了能譜CT碘濃度的診斷價值之外，55～75keV單能量圖像（參數(shù)LARHU、LHRHU）在定量鑒別FNH和HCC中改善了診斷的敏感度和特異性，提示其更大的診斷信心。此外，以往利用傳統(tǒng)螺旋CT及MRI鑒別FNH與HCC時[11]，其中一個重要的表現(xiàn)為：FNH在門脈期及延遲期強化稍高于或等于周圍肝組織，而HCC在延遲期呈快進(jìn)快出的低強化特征。本研究門脈期及延遲期的定量能譜參數(shù)值FNH均明顯高于HCC，這與以往研究結(jié)論具有一致性。造成這種表現(xiàn)的原因可能與FNH的血液引流途徑有關(guān)，F(xiàn)NH的血液引流存在兩種途徑，先引流到周圍肝竇再到肝靜脈，或者血液直接引流到病灶周圍肝組織的中心靜脈或肝靜脈。Pei等認(rèn)為[12]前者血液引流方式造成的對比劑滯留可能與延遲期FNH等或稍高強化有關(guān)，后者與同期相FNH不典型的稍低強化有關(guān)。

本研究利用不同能譜定量參數(shù)鑒別兩種疾病時，ROC曲線分析示最大曲線下面積均出現(xiàn)在門脈期或延遲期。其中，延遲期75keV單能量CT值、門脈期60keV- LARHU、延遲期75keV- LARHU的鑒別診斷敏感度分別為 71．4%、71．4%、92．9%，特異度分別為95．2%、100%、81%。因此，聯(lián)合應(yīng)用能譜參數(shù)：門脈期60keV- LARHU和延遲期75keVLHRHU做診斷，能夠同時獲得92．9%的診斷敏感度和100%的診斷特異度。本研究提示三期動態(tài)增強的門脈期、延遲期的能譜定量參數(shù)值在鑒別FNH和HCC中具有更高的敏感度和特異性，這與既往研究結(jié)果具有一致性。既往van Leeuwen等[13]的研究提示三期動態(tài)增強肝臟CT檢查能夠更好地顯示肝臟局灶性占位，Iannaccone等[14]有關(guān)疾患肝癌風(fēng)險病人的一項研究提示延遲期的肝臟CT掃描是雙期增強的有效補充，Brancatelli等[5]報道多期動態(tài)增強檢查可獲得典型FNH的診斷信心。

綜上所述，本研究提示三期動態(tài)增強能譜CT成像的單能量圖像、碘濃度參數(shù)在鑒別FNH和HCC中具有重要價值。

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Spectral CT Imaging in Differentiation between Focal Nodular Hyperplasia and Hepatocellular Carcinoma

WANG Xue-xue1, JIA Ning-yang2, SHAO Dan-dan2, YU Ying2,CUI Xiao-dong1, XU Wei-guo1, WANG Jin-hong1,3

Purpose:To explore the value of spectral CT imaging in differentiating between focal nodular hyperplasia(FNH) and hepatocellular carcinoma (HCC).Methods:From Feb. to Dec. 2013, 14 patients with pathologically confirmed FNH and 21 patients with pathologically confirmed HCC underwent three-phase CT spectral imaging. The spectral parameters of the lesions, normal hepatic tissues and the aortas, such as CT values of monochromatic imaging from 55 keV to 75keV with 5keV increment and iodine concentration, were obtained. The quantitative values, including the lesion-to-aorta ratio of CT value (LARHU), the lesion-to-aorta ratio of iodine concentration (LARIC), the lesion-to-liver ratio of CT value (LHRHU), the lesion-to-liver ratio of iodine concentration (LHRIC), were analyzed with two-sample t test and ROC curve analysis.Results:The parameters of three-phase CT spectral imaging (CT value of monochromatic imaging, iodine concentration, LARHU, LARIC, LHRHU, and LHRIC) in patients with FNH were significantly higher than those of HCC (P＜0.05), except of LHRHU (55 ～ 65keV) and LHRIC in the arterial phase.ROC analysis showed that combination of LARHU at 60keV in the portal vein phase and the LHRHU at 75keV in the delayed phase could improve the sensitivity (92.9%) and the specificity (100%) in differentiating FNH from HCC.Conclusion:Monochromatic and iodine concentration imaging of the three-phase CT spectral imaging are useful in differentiating FNH from HCC.

Shanghai Municipal Commission of Health and Family Planning research funds No.20134y120

Computed tomography; Liver neoplasms; Spectral imaging; Differential diagnosis

R445.3

A

1006-5741（2017）-05-0427-06

中國醫(yī)學(xué)計算機成像雜志，2017，23：427-432

1 上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心醫(yī)學(xué)影像科

2同濟大學(xué)附屬同濟醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

3 第二軍醫(yī)大學(xué)附屬東方肝膽外科醫(yī)院影像科

通信地址：上海市宛平南路600號 ，上海 200030

王金紅 (電子郵箱：jinhongw2004@foxmail.com)

上海市衛(wèi)生和計劃生育委員會科研基金 No.20134y120

Chin Comput Med Imag，2017，23：427-432

1 Department of Medical Imaging, Mental Health Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

2 Department of Medical Imaging, Tongji Hospital, Shanghai Tongji University

3 Department of Medical Imaging, Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital,Second Military Medical University

Address:600 Wanping South Rd, Shanghai 200030, P.R.C

Address Correspondence to WANG Jin-hong (E-mail: jinhongw2004@foxmail.com)

2016.08.22;修回時間：2016.09.23)