劉文冬，劉 斌*，陸淑芹，余 翔，吳興旺，王 斌，陳 晶

(1.安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院放射科，安徽 合肥 230032；2.安徽醫(yī)科大學公共衛(wèi)生學院流行病學和衛(wèi)生統(tǒng)計學系，安徽 合肥 230031)

鐵對機體代謝具有十分重要的作用，也是人體必不可少的微量元素；通過機體調(diào)節(jié)，體內(nèi)總鐵含量處于相對恒定狀態(tài)，當血液中鐵沉積量超過機體轉(zhuǎn)鐵蛋白的運載能力時，過剩的鐵會以游離鐵形式沉積于各組織器官，即鐵過載。鐵過載產(chǎn)生大量氧自由基，損害組織器官[1-2]。目前診斷鐵過載多依賴于實驗室檢測，有關影像學定量研究鐵過載的報道相對較少，主要采用MR T2*值定量分析鐵含量[3]。能譜CT的問世，使利用基物質(zhì)分離技術定量評估多種物質(zhì)得以實現(xiàn)。本研究評估能譜CT鐵-水基圖定量含鐵物質(zhì)中的鐵含量的準確性。

1 材料與方法

1.1 配制鐵-水溶液及鐵-碘混合液 將蔗糖鐵注射液(森鐵能，含鐵20 mg/ml，南京恒生制藥有限公司生產(chǎn))及蒸餾水配制成濃度分別為20、10、5、2.5、1.25及0 mg/ml 的鐵-水溶液，分別置于6支5 ml PVC試管中，去除殘留氣體后充分振蕩搖勻，使溶液混合均勻且無沉淀。按1∶45比例將碘海醇注射液(30 gI/100 ml，揚子江藥業(yè)集團)與蒸餾水配制成含碘濃度為6.5 mg/ml的含碘溶液，CT值約300 HU，近似于增強掃描動脈期人體腹主動脈的CT值。分別取3 ml各濃度鐵-水溶液及2 ml含碘溶液，分別置于6支 5 ml PVC管中，配制成鐵濃度分別為12、6、3、1.5、0.75及 0 mg/ml的鐵-碘混合液。

1.2 儀器與方法 以GE Revolution CT儀對PVC試管進行掃描，采用GSI模式，管電流分別為200、240及320 mA，管電壓均80 kVp和140 kVp瞬時切換，轉(zhuǎn)速0.5 rot/s，層厚5 mm，層間距5 mm；以迭代重建算法(權重為40%)進行重建，層厚及層間距均為0.625 mm。

將數(shù)據(jù)導入GE工作站，軟件自動生成鐵-水基圖(圖1)及鐵-碘基圖。基于鐵-水基圖對不同濃度鐵-水溶液進行定量分析，隨機選取圖像清晰的3個不同層面，于PVC管內(nèi)放置面積為30 mm2的圓形ROI，測量虛擬鐵濃度(virtual iron concentration, VIC)，對每個層面均測量3次。基于鐵-碘基圖對不同鐵濃度的鐵-碘混合液測定其VIC，方法同上。以含鐵濃度為0的PVC試管內(nèi)溶液為對照，分別計算其他PVC試管中的鐵-水溶液或鐵-碘混合液的VIC校正值，即PVC試管內(nèi)溶液VIC-對照溶液VIC。

1.3 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料。采用重復測量方差分析比較各管電流條件下鐵-水基圖中鐵-水溶液VIC的差異，以完全隨機設計方差分析比較各管電流條件下鐵-水溶液及鐵-碘混合液VIC校正值的差異。采用Pearson相關性分析觀察VIC及VIC校正值與鐵濃度的關系，并建立線性回歸方程。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 分析鐵-水基圖 管電流為200、240及320 mA時，鐵-水基圖中的鐵-水溶液VIC(F=0.483，P=0.627)及VIC校正值(F=0.001，P=0.999)差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。VIC與鐵濃度均呈線性相關(r=0.998、0.999、0.998，P均<0.001)，擬合回歸方程(Y為VIC，X為鐵濃度)分別為：Y=0.615+1.050×X、Y=-1.149+1.027×X、Y=-0.129+1.037×X；VIC校正值亦均與鐵濃度呈正相關(r均=0.998，P均<0.001)，回歸方程(Y為VIC校正值，X為鐵濃度)分別為Y=-0.185+1.054×X、Y=0.221+1.022×X、Y=-0.009+1.037×X。

表1 管電流為200、240、及320 mA時，鐵-水基圖中的鐵-水溶液VIC比較(mg/cm3)

2.2 分析鐵-碘基圖 管電流為200、240及320 mA時，鐵-碘基圖中的鐵-碘混合液的VIC校正值差異無統(tǒng)計學意義(F=0.033，P=0.968，表2)；其VIC校正值與鐵濃度均呈正相關(r=0.986、0.983、0.988，P=0.002、0.003、0.002)。

表2 管電流為200、240及320 mA時，鐵-碘基圖中的鐵-碘混合液VIC校正值比較(mg/cm3)

3 討論

人體鐵過載后，機體轉(zhuǎn)鐵蛋白的鐵結(jié)合力下降，無法轉(zhuǎn)運體內(nèi)游離鐵，導致血清中的非轉(zhuǎn)鐵蛋白結(jié)合鐵過剩，后者又稱為自由鐵或不穩(wěn)定鐵，可沉積于機體多種器官和組織內(nèi)，包括心臟、肝臟、胰腺、脾臟、腦甚至內(nèi)分泌器官，過量鐵沉積會對臟器造成損傷[4-5]。臨床多種疾病如血液系統(tǒng)疾病可表現(xiàn)為機體鐵過載。及時、準確地定量各臟器鐵含量，對指導臨床精準治療具有重要意義[6-8]。

穿刺活檢是臨床定量肝鐵的金標準，但有創(chuàng)傷。目前臨床定量組織鐵含量的影像學方法主要包括CT半定量、MRI和超導量子干擾裝置(superconducting quantum interference device, SQUID)。CT半定量肝鐵技術具有輻射，且重復性有限，臨床應用較少。SQUID可非侵入性精確測量機體鐵含量，但費用昂貴，且設備普及率低[9-11]。MR T2及T2*值可間接測定組織鐵含量，無創(chuàng)評估心臟及肝臟鐵沉積、動態(tài)觀察去鐵化治療效果[12-14]，但受心臟搏動偽影及成像時間較長等因素影響，圖像質(zhì)量差強人意，且重度鐵沉積(肝實際鐵含量>30 g/kg體質(zhì)量)使組織MR信號快速衰減，導致圖像失真而無法完成測量[14]。

雙能CT可提供較常規(guī)混合能量CT更多的數(shù)據(jù)信息，量化評估組織能量吸收的差異，進而定量分析組織內(nèi)不同物質(zhì)含量[15-16]。WERNER等[17]利用雙能CT定量分析肝臟鐵沉積，發(fā)現(xiàn)對于長期輸血導致鐵中毒患者，雙能CT所測肝VIC與血清鐵蛋白呈正相關(r=0.623，P<0.001)，提示雙能CT測量肝臟VIC值有助于評估輸血所致肝臟含鐵血黃素沉著。XIE等[18]發(fā)現(xiàn)，雙能CT可利用物質(zhì)分解技術定量分析肝臟鐵含量，提示以鐵-脂肪基物質(zhì)分離圖測定肝臟鐵含量具有可行性。在以上研究基礎上，本研究應用能譜CT，分別設置管電流為200、240及320 mA，以獲得不同鐵濃度的鐵-水溶液及鐵-碘混合液的鐵-水基圖及鐵-碘基圖，結(jié)果顯示各管電流條件下鐵-水基圖測量鐵-水溶液的VIC、VIC校正值差異均無統(tǒng)計學意義，而與鐵濃度均呈正相關，提示能譜CT鐵-水基圖可準確評估含鐵物質(zhì)的鐵含量，而管電流對測量結(jié)果無明顯影響?？紤]增強掃描時患者體內(nèi)含有一定量碘對比劑，可能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響，本研究采用稀釋含碘溶液配制鐵-碘混合液，對不同鐵濃度的鐵-碘混合液進行測量，發(fā)現(xiàn)不同管電流條件下鐵-碘基圖測量的鐵-碘混合液的VIC校正值差異無統(tǒng)計學意義，且亦與鐵濃度呈正相關，表明能譜基物質(zhì)圖像對含碘鐵溶液同樣能準確評估其鐵含量，而管電流及碘物質(zhì)對含鐵物質(zhì)的鐵含量測量結(jié)果無明顯影響。

綜上，能譜CT鐵-水基圖可準確定量含鐵物質(zhì)的鐵含量，所用管電流對測量結(jié)果無明顯影響，為臨床無創(chuàng)評估機體鐵含量提供了新思路。本研究的主要局限性在于設定的濃度數(shù)量較少，導致結(jié)果可能存在偏倚，有待后續(xù)進一步完善。