王君鑫，牛丹丹，孫玉清，楊晨曉，賈守強(qiáng)

肺炎為臨床常見且多發(fā)疾病，部分肺炎呈結(jié)節(jié)或腫塊樣表現(xiàn)，其與肺癌的鑒別成為影像診斷工作一大難點(diǎn)[1]。常規(guī)CT掃描對(duì)肺內(nèi)占位的鑒別僅局限于病灶大小、邊緣等形態(tài)特征分析，在兩者的鑒別診斷中存在很多重疊之處[2]。能譜CT成像突破常規(guī)CT單參數(shù)成像局限性，不僅可以觀察常規(guī)混合能量圖像，而且能獲得40～140 keV不同水平單能量圖像、不同基物質(zhì)圖像(碘/水、碘/鈣等)，為肺內(nèi)病變鑒別診斷提供了一種新思路。本研究通過(guò)比較結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎與肺癌能譜CT定量參數(shù)的差異，初步探討CT能譜模式增強(qiáng)掃描對(duì)肺內(nèi)病變的鑒別診斷價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析濟(jì)南市人民醫(yī)院2018年8月-2019年12月行胸部CT平掃發(fā)現(xiàn)肺內(nèi)病變并于1周內(nèi)行能譜模式雙期增強(qiáng)掃描的43例患者的病例資料。男24例，女19例；年齡41～83歲，平均62±8歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者均為首次檢查，CT檢查前未進(jìn)行過(guò)任何藥物或手術(shù)治療；②無(wú)碘對(duì)比劑不良反應(yīng)病史，無(wú)甲狀腺功能亢進(jìn)、嚴(yán)重肝、腎功能不全病史；③病例經(jīng)手術(shù)或穿刺病理證實(shí)，部分炎癥病例經(jīng)臨床隨訪觀察到結(jié)節(jié)/腫塊減小或消失；④患者能配合檢查，圖像質(zhì)量符合診斷及后處理操作要求。

2.檢查方法

所有患者檢查均在能譜CT(Revolution CT，GE Healthcare，Mliwaukee，美國(guó))上進(jìn)行掃描。首先行120 kVp常規(guī)胸部平掃，掃描方向?yàn)轭^足方向，掃描范圍從胸廓入口到膈肌水平。平掃完成后進(jìn)行能譜模式雙期增強(qiáng)掃描：管電壓行高、低能量(80 kVp、140 kVp)瞬時(shí)(0.5 ms)切換，自動(dòng)毫安，采用雙筒高壓注射器，經(jīng)肘靜脈注射碘海醇(300 mg I/mL)70 mL，注射流率4 mL/s，隨后以相同流率注射生理鹽水20 mL。選取支氣管分叉下方水平同層胸主動(dòng)脈監(jiān)測(cè)CT值，觸發(fā)閾值180 HU，到達(dá)閾值后延遲10 s掃描獲得動(dòng)脈期圖像，第1期掃描結(jié)束30 s后進(jìn)行第2期靜脈期掃描。其他掃描參數(shù)包括：機(jī)架每周旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.6 s，螺距1.35：1，探測(cè)器寬度16 cm，層厚和層間隔均為5 mm，視野400 mm×400 mm。

3.數(shù)據(jù)測(cè)量

原始數(shù)據(jù)被重建為層厚1.25 mm、層間隔1.25 mm圖像并傳輸至ADW 4.7工作站(GE HealthCare，美國(guó))。采用GSI Viewer軟件包自動(dòng)計(jì)算并獲得40～140 keV共101個(gè)不同keV水平單能量圖像及碘-水基物質(zhì)圖像，由兩位影像診斷醫(yī)師共同協(xié)商分別在動(dòng)脈期(arterial phase，AP)及靜脈期(venous phase，VP)的碘基偽彩圖中勾畫ROI，ROI選擇腫塊強(qiáng)化最明顯區(qū)域，并盡量避開壞死組織、空洞、鈣化及血管等，采用復(fù)制-黏貼功能盡可能保證同一病灶ROI形狀、大小和位置在動(dòng)脈期及靜脈期一致。軟件自動(dòng)計(jì)算興趣區(qū)(ROI)內(nèi)碘值(iodine concentration，IC)、水值(water concentration，WC)并生成病灶能譜曲線，同時(shí)測(cè)量病灶同層面主動(dòng)脈碘值(iodine concentration，ICAO)。通過(guò)公式計(jì)算能譜曲線斜率λHU40-70、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration，NIC)、動(dòng)-靜脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度差值(difference of NIC，dNIC)、動(dòng)-靜脈期碘濃度差值(difference of iodine concentration，dIC)。公式分別為：λ(HU40-70)=|HU40-HU70|/30；NIC=IC/ICAO；dNIC=|NICAP-NICVP|；dIC=| ICAP-ICVP |。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

共43例患者納入研究，肺癌27例，最大直徑7 cm，平均(4.2±2.51) cm；結(jié)節(jié)/腫塊型肺炎16例，最大直徑9 cm，平均(5.4±3.34) cm。能譜模式增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期肺癌碘值、能譜曲線斜率λHU40-70、NIC均低于結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎(圖1、2)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1、2)。靜脈期肺癌碘值、能譜曲線斜率λHU40-70、NIC與結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。肺癌dIC低于結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。動(dòng)脈期及靜脈期能譜掃描所測(cè)水值及dNIC在肺癌與結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎中差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1、2)。

表1 肺癌和結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎能譜CT掃描各參數(shù)比較

表2 肺癌和結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎能譜CT標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)比較

圖1 女，79歲，肺小細(xì)胞癌。a) CT平掃縱隔窗示左肺下葉團(tuán)塊樣軟組織密度灶(箭)，邊緣淺分葉，大小約4.4cm×3.1cm； b) 能譜模式增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期碘基圖，病灶動(dòng)脈期碘值為(27.04±7.85)×100μg/cm3； c) 能譜模式增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期病灶所測(cè)能譜曲線，斜率為3.92。 圖2 男，66歲，結(jié)節(jié)樣肺炎。a) CT平掃縱隔窗示右肺下葉不規(guī)則結(jié)節(jié)樣軟組織密度灶(箭)，邊緣淺分葉改變，大小約2.2cm×0.9cm； b) 能譜模式增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期碘基圖，病灶動(dòng)脈期碘值為(38.9±7.38)×100μg/cm3； c) 能譜模式增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期病灶所測(cè)能譜曲線，斜率為5.89。

選取上述差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)(動(dòng)脈期碘值、動(dòng)脈期斜率λHU40-70、動(dòng)脈期NIC及dIC)繪制ROC曲線(圖3)，曲線均位于參考線之上，動(dòng)脈期碘值曲線下面積(area under curve，AUC)最大(AUC=0.78)，取碘值閾值為28.4 μg/cm3時(shí)鑒別肺癌與結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎的敏感度和特異度分別為89%、75%。

討 論

CT是肺內(nèi)結(jié)塊樣病變?cè)\斷與鑒別診斷的主要影像學(xué)檢查方法，近年來(lái)隨著CT軟硬件設(shè)備的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，肺內(nèi)病變?cè)\斷的敏感性大大提高，但特異性仍存在些許不足[3]。常規(guī)CT主要通過(guò)觀察病灶形態(tài)和強(qiáng)化方式等進(jìn)行診斷，成像參數(shù)較為單一且受觀察者經(jīng)驗(yàn)影響較大[4]。能譜成像作為近年來(lái)新興的CT科研平臺(tái)，突破常規(guī)CT掃描單參數(shù)成像的局限性，一次掃描可同時(shí)獲得混合能量圖像、40～140 keV單能量圖像、基物質(zhì)圖像(碘/水、碘/鈣)等，使CT成像從宏觀形態(tài)學(xué)進(jìn)入物質(zhì)微觀定量研究領(lǐng)域[5]，在肺內(nèi)結(jié)節(jié)/腫塊的診斷與鑒別、腫瘤分級(jí)及腫瘤同源性分析中展現(xiàn)出重要作用[6]。

圖3 肺癌和結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎動(dòng)脈期碘值、動(dòng)脈期能譜曲線斜率λHU40-70、動(dòng)脈期NIC及dIC的ROC曲線圖，所有曲線均位于參考線之上，動(dòng)脈期碘值A(chǔ)UC最大，為0.78。

研究表明能譜CT的碘值能準(zhǔn)確測(cè)量組織內(nèi)碘含量，可作為腫瘤灌注和血管生成的重要影像標(biāo)志物[7]。Hou等[8]研究表明能譜模式雙期增強(qiáng)掃描所得肺癌標(biāo)化碘濃度明顯低于肺炎性腫塊，可作為鑒別肺癌與炎性腫塊的新方法。所以本研究以碘-水基物質(zhì)對(duì)肺內(nèi)結(jié)節(jié)/腫塊樣病灶進(jìn)行分析，結(jié)果顯示結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎動(dòng)脈期碘值明顯高于肺癌，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，當(dāng)?shù)庵荡笥?8.4 μg/cm3時(shí)對(duì)肺內(nèi)炎性結(jié)節(jié)/腫塊診斷敏感度高達(dá)89%。為進(jìn)一步消除對(duì)比劑注射劑量、注射流率及個(gè)體間血液循環(huán)差異對(duì)肺內(nèi)病灶碘值測(cè)量的影響，筆者以病灶層面主動(dòng)脈碘值為參照測(cè)量了病灶的標(biāo)化碘濃度，結(jié)果顯示肺內(nèi)炎性病灶動(dòng)脈期NIC為0.28±0.06，高于肺癌組動(dòng)脈期NIC值0.23±0.04，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。該結(jié)果更加精確地表明肺內(nèi)炎性結(jié)節(jié)/腫塊的動(dòng)脈期血流灌注高于癌性病灶。這種差異可能因?yàn)檠装Y病灶急性期釋放大量炎癥介質(zhì)，這些介質(zhì)將誘導(dǎo)病灶周圍小動(dòng)脈及毛細(xì)血管擴(kuò)張，血管通透性增加；而且炎癥導(dǎo)致的水腫可壓迫回流靜脈，使組織靜水壓升高。兩種因素相互作用使活動(dòng)性炎性組織的血流灌注高于癌性病灶[9]。而碘是CT增強(qiáng)對(duì)比劑主要成分，組織碘值多少可一定程度反應(yīng)組織血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)。所以碘圖可較常規(guī)CT更加敏感而準(zhǔn)確的反應(yīng)組織強(qiáng)化程度，從而獲得更高的診斷敏感度及特異度。有文獻(xiàn)研究表明肺癌回流的淋巴管數(shù)量較正常肺組織明顯減少，對(duì)比劑在癌癥組織內(nèi)滯留時(shí)間延長(zhǎng)，所以對(duì)比劑在肺癌組織的灌注是一個(gè)緩慢流出的過(guò)程[10]。所以本研究進(jìn)一步比較了肺內(nèi)占位動(dòng)-靜脈期標(biāo)化碘濃度差值及碘濃度差值，結(jié)果顯示肺癌與肺內(nèi)結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎的dIC分別為3.90±3.19、7.90±5.31，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，與文獻(xiàn)研究結(jié)果類似，表明癌性組織血流流出速度較炎性組織慢。但dNIC在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，筆者分析認(rèn)為標(biāo)化碘濃度以病灶同層主動(dòng)脈為參考值，主動(dòng)脈內(nèi)碘值變化在動(dòng)-靜脈期間差異較大，可能會(huì)稀釋部分病灶碘值變化而導(dǎo)致差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

能譜衰減曲線描述了物質(zhì)在不同能量X射線照射下的衰減情況，與物質(zhì)密度緊密相關(guān)，可以發(fā)現(xiàn)常規(guī)CT難以區(qū)別的物質(zhì)細(xì)微特征，理論上不同化學(xué)構(gòu)成的組織具有不同的能譜衰減曲線[11]。肺炎與肺癌作為不同病理類型肺內(nèi)病變，有著不同的組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)，也可能有著不同的能譜衰減曲線[12]。能譜曲線差異可以用曲線斜率來(lái)進(jìn)行定量估評(píng)。研究表明能量越低不同物質(zhì)間CT值差別越大，圖像中組織的對(duì)比度就越大[12]。所以本研究選取40～70 keV區(qū)間計(jì)算能譜曲線斜率，結(jié)果顯示結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎能譜曲線相對(duì)陡直，斜率較大，腫瘤病變能譜曲線相對(duì)平緩，兩組在動(dòng)脈期所測(cè)曲線斜率差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。表明動(dòng)脈期40～70 keV能譜曲線斜率可作為結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎與肺癌鑒別的定量指標(biāo)。

本研究初步探討能譜CT在鑒別肺癌與結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎中的應(yīng)用，存在一定局限性：所采集病例數(shù)量有限，未能夠進(jìn)行大樣本研究，未對(duì)不同大小的結(jié)節(jié)與腫塊樣病變進(jìn)行細(xì)分；未對(duì)不同分化程度、不同病理類型的肺癌及肺炎的不同分期做出分析，對(duì)此仍需要繼續(xù)擴(kuò)大研究樣本量做深入分析。

綜上所述，能譜模式CT雙期增強(qiáng)掃描在結(jié)節(jié)/腫塊樣肺炎與肺癌鑒別診斷中具有很大潛能，可利用多參數(shù)成像優(yōu)勢(shì)，明顯提高肺炎性病灶與肺癌診斷敏感性與準(zhǔn)確性。