徐馳杰，孔玲玲，鄧小毅

江蘇大學附屬澳洋醫(yī)院影像科，江蘇 張家港 215600

隨著惡性腫瘤患者發(fā)生骨轉(zhuǎn)移的風險不斷提高，臨床醫(yī)師需要盡早處理骨轉(zhuǎn)移瘤，從而減少骨轉(zhuǎn)移瘤并發(fā)癥的發(fā)生。計算機體層成像（computed tomography，CT）是惡性腫瘤患者隨訪過程中的主要檢查手段，常規(guī)CT能發(fā)現(xiàn)骨內(nèi)局灶性高密度病變，準確鑒別成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島，對于疾病的分期、制訂治療方案和改善患者預后具有重要意義。然而，當骨內(nèi)病變單發(fā)或缺乏其他特異性表現(xiàn)時，常規(guī)CT對于兩者的鑒別診斷仍比較困難［1］，往往需要結(jié)合病史、實驗室檢查及其他影像學檢查才能明確診斷。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）對骨轉(zhuǎn)移瘤有較高靈敏度和特異度，但存在禁忌證且要求患者保持完全靜止狀態(tài)；發(fā)射型CT（emission CT，ECT）或正電子發(fā)射體層成像（positron emission tomography，PET）/CT對骨轉(zhuǎn)移瘤診斷價值高，但其特異度較低且費用昂貴，臨床應(yīng)用受到一定限制。

近年來，雙能量CT利用不同物質(zhì)對X線的衰減程度不同，幫助分離、鑒別物質(zhì)組成成分［2-3］，為疾病的診斷與鑒別診斷提供了新的技術(shù)方向。相較于常規(guī)CT僅提供單一參數(shù)值，雙能量CT能通過電子云密度（electron density，Rho）/有效原子序數(shù)（effective atomic number，Z）后處理應(yīng)用對圖像數(shù)據(jù)進行分解，提供物質(zhì)的Rho、Z、雙能量指數(shù)（dual energy index，DEI）進行多參數(shù)定量分析，并且能在減少硬化偽影的同時更精確地測量，幫助放射科醫(yī)師更好地進行疾病的診斷及鑒別診斷［4-7］。Rho代表單位體積內(nèi)電子數(shù)量，反映物質(zhì)的電子密度值，與常規(guī)CT值呈一定線性關(guān)系；Z代表某元素的原子序數(shù)，對原子序數(shù)高、CT值接近的物質(zhì)更為敏感；DEI代表物質(zhì)不同X線衰減程度，不同物質(zhì)都有其特征性DEI［8-11］。本研究旨在探討雙能量CT Rho/Z后處理應(yīng)用對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島的鑒別診斷價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

前瞻性納入2020年3月1日—2021年6月1日江蘇大學附屬澳洋醫(yī)院104例惡性腫瘤患者。經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均已簽署知情同意書。納入標準：① 患者原發(fā)惡性腫瘤均經(jīng)病理學檢查證實；② 患者在雙能量CT檢查之前未接受抗腫瘤治療；③ 雙能量CT首診發(fā)現(xiàn)骨內(nèi)高密度病變，且病變大小0.5～2.0 cm；④ 患者能順利完成雙能量CT掃描。排除標準：① 患者臨床或影像學資料不齊整；② 骨內(nèi)高密度病變診斷不能完全明確。

1.2 診斷標準

成骨型轉(zhuǎn)移瘤：① CT表現(xiàn)為骨內(nèi)高密度病變，邊緣不規(guī)則，常為棉絮樣密度；② MRI T1加權(quán)成像（T1-weighted imaging，T1WI）低信號、T2加權(quán)成像（T2-weighted imaging，T2WI）及短時反轉(zhuǎn)恢復（short time inversion recovery，STIR）序列不均勻高信號并可見強化或核素骨顯像異常攝??；③ 結(jié)合臨床、影像綜合隨訪觀察6個月以上，病變形態(tài)、大小或密度發(fā)生改變。

骨島：① CT表現(xiàn)為骨內(nèi)類圓形高密度病變，界限清晰，常有“刷狀邊緣”樣外觀；② MRI所有序列表現(xiàn)為均勻低信號、病灶無強化或核素骨顯像無異常攝??；③ 結(jié)合臨床、影像綜合隨訪觀察6個月以上，病變形態(tài)、大小或密度無改變［12-14］。

1.3 設(shè)備與方法

采用德國Siemens公司的Somatom Definition Flash雙源CT掃描儀。掃描參數(shù)：A球管、B球管管電壓分別為100和140 kV，有效電流分別為250和483 mA。準直器寬度40×0.6 mm，螺距1.2，球管旋轉(zhuǎn)時間0.5 s/r。

圖像后處理：將雙能量CT圖像調(diào)入“Dual-Energy Rho/Z”后處理軟件進行圖像分析。由1名高年資放射科醫(yī)師（從事骨骼肌肉放射學診斷10年以上）對雙能量CT圖像進行測量并記錄病灶Z、Rho、DEI以及混合能量圖像的常規(guī)CT值（regular CT value，rCT）、標準差（standard deviation，SD）。該名放射科醫(yī)師對所有病灶診斷結(jié)果均不知情。測量時，以病灶中心最大層面2/3區(qū)域作為感興趣區(qū)（region of interest，ROI）進行勾畫（圖1、2），面積不小于0.5 cm2，盡量避開邊緣骨皮質(zhì)。

圖1 典型病例1（患者，男性，70歲，肺腺癌，T4椎體骨型轉(zhuǎn)移瘤）CT圖像

圖2 典型病例2（患者，男性，72歲，膽管細胞癌，右恥骨上支骨島）CT圖像

1.4 統(tǒng)計學處理

采用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計學分析。使用t檢驗比較成骨型轉(zhuǎn)移瘤和骨島各參數(shù)定量值之間差異性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線的曲線下面積（area under curve，AUC）比較各參數(shù)值對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島的鑒別診斷效能。

2 結(jié) 果

2.1 臨床資料

共127例惡性腫瘤患者，其中15例患者缺乏后續(xù)隨訪影像學資料、8例患者病變診斷不明確，均予以排除。最終，104例惡性腫瘤患者共計332個病灶納入研究，其中成骨型轉(zhuǎn)移瘤224個，骨島108個。

納入轉(zhuǎn)移瘤患者34例，確診成骨型轉(zhuǎn)移瘤病灶224個。男性15例，女性19例，年齡42～79歲，平均年齡（63.6±9.2）歲?；颊咴l(fā)腫瘤類型包括肺癌11例，乳腺癌11例，前列腺癌6例，直腸癌1例，結(jié)腸癌1例，胃癌1例，卵巢癌1例，鼻咽癌1例，膽管細胞癌1例。

納入骨島患者70例，病灶108個。男性47例，女性23例，年齡41～81歲，平均年齡為（66.9±8.8）歲?；颊咴l(fā)腫瘤類型包括結(jié)腸癌17例，胃癌15例，肺癌10例，直腸癌7例，乳腺癌7例，食管癌5例，腎癌2例，前列腺癌1例，肺滑膜肉瘤1例，胸壁黑色素瘤1例，胸腺癌1例，膽管細胞癌1例，膽囊癌1例，十二指腸癌1例。

2.2 定量參數(shù)比較

成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島在雙能量CT圖像上測得的Z、Rho、DEI及rCT值均采用描述（表1）。成骨型轉(zhuǎn)移瘤在雙能量CT圖像上各參數(shù)平均值均低于骨島而SD值均高于骨島，且差異均有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。

表1 雙能量CT Rho/Z各參數(shù)、常規(guī)CT值差異性分析

2.3 診斷效能評估

ROC曲線分析結(jié)果顯示，Z閾值為11.9時AUC為0.917，靈敏度、特異度分別為90.2%、84.3%（圖3）；Rho閾值為556.1HU時AUC為0.889，靈敏度、特異度分別為94.2%、68.5%；DEI閾值為0.075時AUC為0.907，靈敏度、特異度為87.9%、84.3%；rCT閾值為770.8HU時AUC為0.886，靈敏度、特異度分別為76.3%、82.4%（表2）。

圖3 雙能量CT Rho/Z各參數(shù)、常規(guī)CT值對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島的鑒別診斷效能

表2 雙能量CT Rho/Z各參數(shù)、常規(guī)CT對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島的鑒別診斷效能

3 討 論

骨內(nèi)高密度病灶既可以是良性，也可以是惡性，其中以成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島最為常見。常規(guī)CT通常以病變位置、大小、形態(tài)等特征對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島進行鑒別診斷。前者常表現(xiàn)為棉團樣或象牙樣高密度病灶，鄰近皮質(zhì)增厚；后者表現(xiàn)為圓形或橢圓形高密度病灶，邊界清晰，長軸與骨紋方向一致。然而，當這些病灶缺乏典型影像學表現(xiàn)或患者臨床病史不詳時，往往容易形成“異病同影”而混淆［15］。

雙能量CT多參數(shù)分析因其成像優(yōu)勢，在骨骼肌肉系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。既往文獻［8，11］報道，雙能量CT Rho/Z對鑒別物質(zhì)成分具有較高準確度。目前應(yīng)用主要包括胸腹部腫瘤鑒別及放射治療、結(jié)石分析、痛風等［16-19］，但在骨骼肌肉系統(tǒng)中的應(yīng)用未見報道。本研究發(fā)現(xiàn)，成骨型轉(zhuǎn)移瘤在雙能量CT Rho/Z應(yīng)用中Rho、Z、DEI平均值低于骨島而SD值高于骨島。我們認為，這主要是由成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島在組織病理學上存在的差異所導致，兩者代表了骨內(nèi)不同物質(zhì)成分。成骨型轉(zhuǎn)移瘤是由于破骨細胞的激活促進腫瘤細胞不斷生長，最終導致骨質(zhì)形成和成骨細胞增殖；而骨島被認為是骨質(zhì)生長變異，是在軟骨內(nèi)化骨過程中發(fā)生的發(fā)育異常所致［20］。此外，病變SD值反映與平均值的差異性，即反映物質(zhì)成分均勻性。骨島是成熟的皮質(zhì)骨沿著松質(zhì)骨小梁生長，從而形成松質(zhì)骨小梁、正常骨髓和皮質(zhì)骨的混合物。相比之下，成骨型轉(zhuǎn)移瘤包含更不均一的腫瘤軟組織成分。因此，與骨島相比，成骨型轉(zhuǎn)移瘤具有更低的密度且SD值更高，這與Dong等［21］研究結(jié)果相一致。

ROC曲線結(jié)果顯示，雙能量CT中Z、Rho和DEI值對成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島的鑒別診斷效能優(yōu)于常規(guī)CT值，并且Z閾值為11.9時AUC值最大（0.917），相應(yīng)靈敏度與特異度分別為90.2%、84.3%。我們認為，常規(guī)CT值作為單一客觀定量值反映物質(zhì)密度大小，但其容易受到硬化偽影的影響，由于硬化效應(yīng)的存在會使CT測量值產(chǎn)生偏倚，導致兩者之間難以進行鑒別診斷。Saito等［22］研究認為，CT值與物質(zhì)的Rho、Z及DEI相關(guān)聯(lián)且存在一定線性關(guān)系，雙能量CT能利用高低不同能量減少硬化偽影的同時獲取與CT值相對應(yīng)的多參數(shù)定量值，幫助放射科醫(yī)師進行更準確的數(shù)據(jù)分析。盡管如此，雙能量CT多參數(shù)成像對于骨內(nèi)高密度病灶的鑒別診斷價值仍需進一步研究，并探討其定量值特性與MRI、ECT或PET/CT對惡性腫瘤患者骨內(nèi)高密度病灶之間鑒別診斷的相關(guān)性［20］，這對惡性腫瘤患者成骨型轉(zhuǎn)移瘤的影像學研究具有重要意義。

本研究尚存在以下局限性：① 結(jié)合既往文獻［10，19］，由于無法對所有成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島進行穿刺活檢，缺乏病理學金標準，所有病灶最終均結(jié)合臨床及影像隨訪確診；② 本研究樣本量較少，未來需要大樣本、多中心研究進一步證實；③ 不同病理學類型腫瘤患者的參數(shù)閾值可能會受到腫瘤代謝不同的影響，有待進一步研究。

綜上所述，雙能量CT Rho/Z能利用多參數(shù)成像為骨內(nèi)局灶性高密度病變的鑒別診斷提供準確、客觀的評價，有助于放射科醫(yī)師更好地鑒別成骨型轉(zhuǎn)移瘤與骨島，為臨床決策治療及患者預后預測提供幫助。