雙能CT平掃GSI綜合分析對肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價值

王楠， 劉愛連， 陳安良， 劉曉冬， 陶奉明， 趙瑩， 徐明哲

肝膿腫是由細(xì)菌感染致肝實(shí)質(zhì)的壞死液化并聚集形成膿腔，多起病急，發(fā)展快，很容易并發(fā)敗血癥、肝功能損害和彌散性血管內(nèi)凝血(disseminated intravascular coagulation，DIC)[1-2]。文獻(xiàn)[3-4]已經(jīng)報道了肝膿腫的CT表現(xiàn)，典型者表現(xiàn)為“環(huán)征、腔內(nèi)出現(xiàn)小氣泡或氣-液平面、一過性強(qiáng)化征”，不典型者表現(xiàn)為“花瓣征和簇形征以及肝膿腫周圍膽管輕度擴(kuò)張、積氣等間接征象”。肝轉(zhuǎn)移瘤表現(xiàn)為低密度灶內(nèi)存在更低密度區(qū)，從而呈同心圓狀或等高線狀雙重輪廓結(jié)構(gòu)，并且由于腫瘤邊緣結(jié)蹄組織、炎性細(xì)胞侵潤和血管增生，呈現(xiàn)邊緣強(qiáng)化，這些表現(xiàn)易與肝膿腫混淆[5]。由于兩者的臨床治療方案及預(yù)后不同，故對于二者的鑒別診斷具有重大意義。本研究的目的是探討能譜CT平掃GSI綜合分析對肝膿腫與伴有中心液化壞死的肝轉(zhuǎn)移瘤的鑒別診斷價值。

材料與方法

1.一般資料

回顧性分析2011年9月-2016年12月行能譜CT掃描的61例肝膿腫和肝轉(zhuǎn)移瘤患者的病例資料。29例肝膿腫均經(jīng)穿刺引流后病理證實(shí)或治療隨診病灶縮小、臨床化驗(yàn)指標(biāo)恢復(fù)正常而證實(shí)，其中經(jīng)穿刺病理證實(shí)12例，腫瘤標(biāo)志物陰性，經(jīng)抗炎治療后病灶縮小而證實(shí)17例。32例肝轉(zhuǎn)移瘤組中，原發(fā)瘤為胰腺癌9例，肺癌、胃癌、結(jié)直腸癌各6例，乳腺癌、肝癌、膽囊癌、腎癌、輸卵管癌各1例，均經(jīng)術(shù)后病理、胃腸鏡或穿刺活檢證實(shí)；肝轉(zhuǎn)移瘤均經(jīng)隨訪(1個月～3年，病灶增多或增大)，結(jié)合臨床病史及影像表現(xiàn)而證實(shí)。入組條件：膿腫的膿腔和伴有中央壞死的轉(zhuǎn)移瘤的囊腔完全形成或部分形成者；3例患者因膿腔內(nèi)放置引流管或含有大量氣體而出組。最終入組肝膿腫26例(共29個病灶，囊腔大小1.86～8.98 cm)，其中男15例，女11例，年齡33～80歲，中位年齡64歲。肝轉(zhuǎn)移瘤32例(共50個病灶，囊腔大小1.17～11.03 cm)，其中男19例，女13例，年齡35～86歲，中位年齡62歲。

2.CT掃描方法

應(yīng)用HD750 Discovery能譜CT機(jī)，采用GSI掃描模式，管電壓為140 kVp和80 kVp的瞬時(0.5 ms)切換，螺距1.375，螺旋掃描速度0.6 s/r，探測器寬度4 cm，噪聲指數(shù)(noise index，NI)為10，管電流約375 mA，掃描層厚5 mm，層間隔5 mm。

3.圖像分析與測量

在AW4.5工作站測量各病灶最大層面長徑；將平掃單能量圖像(70 keV，5 mm)載入能譜成像分析軟件GSI Viewer中進(jìn)行分析測量。所有的數(shù)據(jù)測量均由一名高年資醫(yī)師(5年工作經(jīng)驗(yàn))及一名低年資醫(yī)師(3年工作經(jīng)驗(yàn))采用盲法分別在層厚為5 mm的圖像上選取囊腔的最大層面放置興趣區(qū)(region of interest，ROI)。放置的ROI約為囊腔面積的二分之一，放置過程中比對增強(qiáng)圖像，保證ROI置于囊腔內(nèi)且避開囊腔邊緣及分隔。保存相應(yīng)ROI的數(shù)據(jù)文件，ROI的數(shù)據(jù)文件為Excel表格文件，包含40～140 keV(以10 keV為間隔)各單能量水平的CT值、有效原子序數(shù)、脂(水)濃度值、血(水)濃度值。利用Excel表格計算能譜曲線斜率(K值)，K=y/x，其中y是140 keV和40 keV時對應(yīng)的CT值之差，x固定為100。根據(jù)K值將能譜曲線分為上升型(K>0.1)、平坦型(-0.1≤K≤0.1)和下降型(K<-0.1)。

4.統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析。對兩位醫(yī)師測量數(shù)據(jù)進(jìn)行組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)檢驗(yàn)；選擇高年資醫(yī)師測量數(shù)據(jù)進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計學(xué)分析；對兩組病灶囊腔直徑行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；對平掃40～140 keV各單能量對應(yīng)的CT值、能譜曲線斜率、有效原子序數(shù)、脂(水)濃度值、血(水)濃度值行Mann-Whitney秩和檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.囊腔直徑比較

肝膿腫組病灶最大層面長徑約(4.53±1.91) cm，肝轉(zhuǎn)移瘤組病灶最大層面長徑約(4.68±2.21) cm，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=0.337，P>0.05)。

2.一致性檢驗(yàn)

兩位醫(yī)師測量數(shù)據(jù)一致性良好(組內(nèi)相關(guān)系數(shù)ICC均>0.9，表1)。

3.單能量CT值

在40～110 kev水平下，肝膿腫組的單能量CT值為(17.79±8.17)～(20.54±13.28) HU，肝轉(zhuǎn)移瘤組的單能量CT值為(20.09±7.48)～(31.04±15.29) HU，兩者差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。

4.曲線類型

肝膿腫組(29個病灶)，能譜曲線類型上升型6個(20.7%)，平坦型15個(48.3%)，下降型8個(31.0%)。肝轉(zhuǎn)移瘤組(50個病灶)，能譜曲線類型上升型6個(12%)，平坦型18個(38%)，下降型26個(50%)(圖1、2)，兩組患者能譜曲線斜率的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 兩位醫(yī)師測量數(shù)據(jù)一致性檢驗(yàn)

5.有效原子序數(shù)

肝膿腫組和肝轉(zhuǎn)移瘤組的有效原子序數(shù)分別為7.58±0.14、7.66±0.16，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。

表2 肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤的多參數(shù)比較

6.基物質(zhì)濃度

肝膿腫組和肝轉(zhuǎn)移瘤組的中位血(水)濃度值分別為352.86 mg/cm3、523.76 mg/cm3，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；肝膿腫組和肝轉(zhuǎn)移瘤組的中位水(血)濃度值分別為663.98 mg/cm3、503.8 mg/cm3，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；肝膿腫組和肝轉(zhuǎn)移瘤組的中位脂(水)濃度值分別為-84.89 mg/cm3和-124.67 mg/cm3，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表2)。肝膿腫組和肝轉(zhuǎn)移瘤組的中位水(脂)濃度值分別為1098.83 mg/cm3和1149.93 mg/cm3，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

討 論

肝膿腫按照病理分期可劃分為炎癥期、成膿早期和成膿期[6]，成膿早期和成膿期的肝膿腫，病灶內(nèi)部含有部分或完全壞死而形成的膿腔。肝臟腫瘤因自身分泌囊液、內(nèi)部出血、自發(fā)液化壞死或栓塞化療而易囊性變。MRI具有多方位、多方向、多參數(shù)的特點(diǎn)，對于肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤的診斷具有重要作用。Schmid-Tannwald等[7]研究表明MR擴(kuò)散加權(quán)成像能有效鑒別肝膿腫與肝臟內(nèi)非感染性積液。邱喜雄等[8]研究表明綜合分析肝膿腫的膿腔、壞死囊變型肝腫瘤的壞死囊變腔DWI表現(xiàn)和ADC值，有助于鑒別。

本研究所搜集的病例中，肝轉(zhuǎn)移瘤組與肝膿腫組影像表現(xiàn)相似，均含有不強(qiáng)化區(qū)，形態(tài)多規(guī)則，與周圍正常肝實(shí)質(zhì)相比呈低密度，因此常規(guī)CT對于二者囊液成分鑒別診斷價值有限。能譜CT成像可以討論多參數(shù)成像，通過對比CT單能量成像、混合能量圖像、能譜曲線、有效原子序數(shù)、混合物的密度、基物質(zhì)對的分離密度圖等多角度研究CT圖像[9]。高回青等[10]和Yu等[11]研究表明能譜CT成像的碘濃度定量分析對肝癌和肝膿腫的鑒別有一定的價值。

CT能譜成像將傳統(tǒng)X線的混合能量分解成為40～140 keV連續(xù)不斷的101個單keV能量。而利用X線束穿過某種物質(zhì)的衰減原理即可得到該物質(zhì)在不同單能量下的CT值衰減曲線，即能譜曲線。若某元素對X線的質(zhì)量衰減系數(shù)與某化合物的質(zhì)量衰減系數(shù)相同，則將該元素的原子序數(shù)稱為該化合物的有效原子序數(shù)[12-13]。本次研究綜合分析了肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤的囊腔在不同單能量下CT值、能譜曲線及有效原子序數(shù)。肝膿腫病理改變過程：在肝膿腫早期，局部肝細(xì)胞壞死，形成小膿包；在成膿期，膿腫會進(jìn)一步發(fā)展，由較小的膿腫逐漸融合成較大的膿腔，膿腔內(nèi)部為壞死組織和膿液，無血供。肝轉(zhuǎn)移瘤病理改變過程：大多數(shù)肝轉(zhuǎn)移瘤是乏血管的，瘤體中心代謝旺盛，血供相對不足，又缺乏彌散供養(yǎng)的條件，易發(fā)生壞死囊變，囊腔內(nèi)含有腫瘤細(xì)胞及壞死肝細(xì)胞[14]。本研究選擇的是液化壞死區(qū)，肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤在40～110 keV水平下的CT值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。本研究表明keV水平越低，差異性越顯著。這是由于低水平keV具有較好的組織間分辨力，所以這種差異性在較低的keV水平較為明顯。可見，40 keV水平下的CT值對于肝膿腫及肝轉(zhuǎn)移瘤的鑒別具有一定價值。能譜曲線能更直觀體現(xiàn)病變特征。本研究表明肝膿腫曲線類型以平坦型為主，肝轉(zhuǎn)移瘤曲線類型以下降型為主。本研究還發(fā)現(xiàn)肝膿腫組的有效原子序數(shù)小于肝轉(zhuǎn)移瘤組，分析認(rèn)為是由于肝轉(zhuǎn)移瘤的腫瘤細(xì)胞增生活躍，導(dǎo)致囊性區(qū)內(nèi)成分致密，質(zhì)量衰減系數(shù)增大，故有效原子序數(shù)較大。

圖1 肝膿腫。a) ROI位置； b) 能譜曲線為平坦型。圖2 肝轉(zhuǎn)移瘤。a) ROI位置； b) 能譜曲線為下降型。

基物質(zhì)濃度：任何物質(zhì)的X線衰減系數(shù)都可以由其他任意兩種基物質(zhì)(配對基物質(zhì))的X線衰減系數(shù)的加權(quán)和來表示，利用這個原理，可以選取碘(水)、脂(水)等成分的配對基物質(zhì)進(jìn)行分析[12-13]。本研究利用脂(水)濃度值、血(水)濃度值分析肝膿腫與肝轉(zhuǎn)移瘤的腔內(nèi)成分。研究表明肝膿腫組脂(水)濃度值高于肝轉(zhuǎn)移瘤組，肝膿腫組血(水)濃度值低于肝轉(zhuǎn)移瘤組，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，分析認(rèn)為肝轉(zhuǎn)移瘤的腔內(nèi)含有腫瘤細(xì)胞，代謝更旺盛，對脂質(zhì)分解更多，故脂(水)濃度值低于肝膿腫組。另由于腫瘤細(xì)胞分裂更迅速，血供相對不足，更易發(fā)生壞死及少量出血[14]，故CT值未見明顯升高，而肝轉(zhuǎn)移瘤組血(水)濃度值高于肝膿腫組。

本研究的不足之處：①未對肝膿腫進(jìn)行分期討論；②未對不同腫瘤來源的轉(zhuǎn)移瘤進(jìn)行分類討論。

綜上所述，本研究證明雙能CT平掃GSI綜合分析能夠初步對肝膿腫與伴有中央壞死的肝轉(zhuǎn)移瘤的囊腔成分進(jìn)行鑒別。基于能譜分析平臺，通過平掃對肝膿腫和伴有中心壞死的肝轉(zhuǎn)移瘤的鑒別具有良好的臨床應(yīng)用前景。