CT 雙能量成像在診斷肺結節(jié)不同病變中的診斷價值

陳延帆 吳 海

溫州市人民醫(yī)院放射科，浙江溫州 325000

肺癌、結核及炎性結節(jié)是肺結節(jié)最常見的病理類型。目前肺結節(jié)診斷與鑒別診斷的首選方法依舊是傳統(tǒng)CT 平掃及增強檢查。肺結節(jié)病變在影像學上常呈多樣性及復雜性，良惡性病變在強化程度與形態(tài)學上有一定重疊，存在“同影異病”或“同病異影”的不確定性，易造成漏診或錯診，導致誤診或延遲治療，常規(guī)CT 在診斷上具有一定的限制。CT雙能量掃描（dual energy CT，DSCT）是基于常規(guī)CT 的技術升級，利用不同組織的能量特性提取組織中的碘，借助彩色編碼技術顯示碘分布，反映血管分布，進而判斷病灶的大小及性質。本研究旨在探討CT 雙能量成像對非小細胞肺癌、結核及炎癥三種肺結節(jié)病變的診斷價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集2017 年12 月至2020 年10 月溫州市人民醫(yī)院經常規(guī)體檢或CT 檢查收治的疑似肺內實性結節(jié)患者95 例，其中男65 例，女30 例；年齡33～81 歲，平均（60.12±12.25）歲；所有患者均為單發(fā)病灶，根據(jù)病理結果將其分為非小細胞肺癌組（=42）、結核組（=33）、炎性結節(jié)組（=20）。三組患者的性別、年齡等一般資料比較，差異均無統(tǒng)計學意義（＞0.05），具有可比性，見表1。本研究經溫州市人民醫(yī)院倫理委員會批準（倫理審批號：2018–51），所有患者均簽署知情同意書。納入標準：①病灶為1～3cm 的實性結節(jié)，行CT 雙能量檢查前未接受肺結節(jié)相關治療；②所有患者無對比劑過敏；③所有患者均經活檢或手術切除組織的病理學檢查確診。排除標準：①當前或既往有惡性腫瘤史；②合并心、腎、肝、腦等臟器功能障礙；③肺部存在彌漫性病變；④既往有肺部手術、射頻消融及放化療史；⑤妊娠期或哺乳期女性。

表1 三組患者的一般資料比較

1.2 影像學分析

CT 檢查采用德國Siemens Somatom Definition FlashCT 雙能量掃描。先行平掃，再行雙期雙能量增強掃描。所有圖像上傳影像存儲和傳輸系統(tǒng)（picture archiving and communication system，PACS）后，在CT 平掃及增強上觀察、記錄病灶的影像學特征，包括血管受累、病灶鈣化、淋巴結增大、結節(jié)邊緣、部位、強化特點。淋巴結增大是指肺門或縱隔存在腫大淋巴結，短徑＞1.0cm。結節(jié)邊緣包括邊緣光整、邊緣不光整、邊緣毛刺/分葉。強化特點分為均勻強化及不均勻強化。重建后得到1 組80kv 圖像、1 組140kv圖像及1 組融合圖像（M=0.6）。將重建后薄層圖像導入Syngo Dual Energy 工作站中，在“Monoenergetic”模塊，點擊能譜信息，選擇病灶感興趣區(qū)（region of interest，ROI），將ROI 放在病灶及同層面胸主動脈，ROI 的圈畫選取病灶最大以及強化最不均勻的層面，避開病灶囊變壞死、空洞、血管、肺不張及鈣化區(qū)域，測量時保持各期ROI 的位置、大小、形態(tài)。計算數(shù)據(jù)包括：①標準化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC），NIC=IC/ IC，IC為病灶碘濃度，IC主為同層面胸主動脈碘濃度，包括動脈期NIC（NIC of arterial phase，NICAP）及靜脈期NIC（NIC of venous phase，NICVP）。為確保數(shù)據(jù)一致性，所有ROI 的測量均在連續(xù)的3 個層面上測量，并取平均值。②利用能譜分析軟件，分別獲得動、靜脈期相應的能量衰減曲線，并計算能譜曲線斜率K=（CT–CT）/（100–40），CT、CT分別為40、100keV單能量水平下病灶內ROI 的CT 值。圖像特征由2名中高級職稱放射科醫(yī)師、影像學經驗均＞10 年、盲法情況下對患者肺結節(jié)病變圖像進行分析，若有分歧，共同商討后達成共識。

1.3 統(tǒng)計學方法

2 結果

2.1 CT 雙能量掃描影像形態(tài)學特征比較

三組肺結節(jié)病變的血管受累、病灶鈣化、淋巴結增大、結節(jié)邊緣、部位、強化特點等CT 征象比較，差異均具有統(tǒng)計學意義（＜0.05）。非小細胞肺癌組結節(jié)多呈血管受累、淋巴結增大、結節(jié)邊緣呈毛刺/分葉狀、發(fā)病于兩肺下葉、強化不均勻；結核組結節(jié)多呈病灶鈣化、結節(jié)邊緣不光整，發(fā)病于兩肺上葉、強化不均勻；炎性結節(jié)組結節(jié)多呈邊緣不光整、發(fā)病于兩肺下葉、強化均勻，見表2、圖1～6。

表2 非小細胞肺癌、結核、炎性結節(jié)CT 雙能量掃描影像形態(tài)學特征比較[n（%）]

圖1 非小細胞肺癌CT 雙能量平掃

圖2 非小細胞肺癌CT 雙能量增強掃描

圖3 非小細胞肺癌CT 雙能量碘分布圖

圖4 肺結核CT 雙能量平掃

圖5 肺結核CT 雙能量增強掃描

圖6 肺結核CT 雙能量碘分布圖

2.2 CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)比較

三組肺結節(jié)病變的NICAP、NICVP、K、K比較，差異均具有統(tǒng)計學意義（＜0.05），均呈炎性結節(jié)組＞非小細胞肺癌組＞結核組的順序降低（＜0.05）。見表3。

表3 非小細胞肺癌、結核、炎性結節(jié)CT 雙能量定量參數(shù)比較（）

2.3 CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核ROC 曲線

NICAP、NICVP、K、K均可用于鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核（＜0.05），NICAP+NICVP+K+K鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核的ROC 的AUC、敏感度及特異性等診斷效能指標均較高，見表4 和圖7。

圖7 CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核的ROC 曲線

表4 CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核的效能

3 討論

肺位于人的胸腔內，分為左右兩肺，左肺二葉，肺部病變較多，但存在類似的臨床癥狀及病變特點，如何準確診斷病變類型對后期的治療及療效評價具有顯著的臨床意義。相較于X 線，胸部CT 因具有較高的密度分辨率，因而在顯示病變侵犯組織及病變內部結構等方面具有較大的優(yōu)勢，尤其是CT 雙能量掃描不僅可獲得不同組織的病變數(shù)據(jù)，還可獲得組織的血流數(shù)據(jù)，因而成為肺部病理確診的重要輔助手段。

3.1 肺結節(jié)不同病理類型的CT 影像形態(tài)學特征

血管受累、淋巴結增大為非小細胞肺癌的常見表現(xiàn)。本研究結果顯示，42 例非小細胞肺癌中血管受累15 例（35.71%），淋巴結增大17 例（40.48%）；結核組及炎性結節(jié)組也存在血管受累、淋巴結增大，但例數(shù)較少，可用于鑒別非小細胞肺癌與結核、炎性結節(jié)。另一方面，血管受累、淋巴結增大是肺結節(jié)不同病理類型的共同CT 影像形態(tài)學征象，這也是臨床診斷存在誤診的可能原因。

邊緣光整常為良性肺結節(jié)病變，包括炎性假瘤、錯構瘤、硬化性血管瘤等，而邊緣不光整的病灶則包括非小細胞肺癌、結核及部分炎性結節(jié)等。本研究中非小細胞肺癌組邊緣多為毛刺/分葉征（59.52%，25/42），多發(fā)病于兩肺下葉；結核組的病灶多不光整（57.58%，19/33），多發(fā)病于兩肺下葉；炎性結節(jié)多為邊緣光整（40.00%，8/20），多發(fā)病于兩肺下葉，與既往的研究結果相符合。

強化特點方面，炎性結節(jié)組多呈強化均勻（60.00%，12/20），非小細胞肺癌組（76.19%，32/42）與結核組（66.67%，22/33）多呈強化不均勻，三組肺結節(jié)病變的強化特點比較，差異均有統(tǒng)計學意義（＜0.05），提示病灶的強化特點與結節(jié)狀病理組織有關。

由此可見，CT 影像學特征對鑒別肺內實性結節(jié)具有一定的診斷效能，但不乏一些形態(tài)學上不典型的肺內結節(jié)，使非小細胞肺癌、結核及炎性結節(jié)在影像學特征上存在CT 影像學特征重疊，且形態(tài)學評價為主觀評估，在診斷上會存在一定差異。

3.2 CT雙能量掃描相關定量參數(shù)鑒別診斷肺結節(jié)病變

CT 雙能量一次掃描能夠提供多參數(shù)信息，比如虛擬平掃、碘圖、虛擬單能譜圖、能譜曲線等。其中碘圖是反映結節(jié)雙能量參數(shù)信息最基礎、最重要的指標。結節(jié)內的雙能量參數(shù)分析與所選ROI 區(qū)域內的碘含量呈正相關，所測的碘濃度直接反映其血供，碘濃度越高表明病灶血供越豐富。另外，為排除自身心肺輸出量及心肺功能對數(shù)據(jù)的影響，本組設計計算NIC，以盡可能減低患者的個體差異對研究結果的影響。

本研究中，三組肺結節(jié)病變的NICAP、NICVP比較，差異均具有統(tǒng)計學意義（＜0.05），與以往的研究結果相似，可能與不同病變的結節(jié)內部的供血不同相關，如炎性結節(jié)病灶主要的病理結構為肉芽組織，存在肺動脈及支氣管動脈的雙重供血，加之炎癥刺激導致病灶內血管增多、血管通透性增加，故碘含量增加明顯。非小細胞肺癌常浸潤血管壁，易造成管腔狹窄及癌細胞堆積導致中小動脈管腔閉塞，其增強后碘含量相較于炎性結節(jié)減低。結核本身為肉芽結締組織增生，存在內膜纖維化，血供較低。上述結果進一步證實，相較于傳統(tǒng)增強CT，CT 雙能量掃描參數(shù)可通過量化的指標反映肺內結節(jié)病灶的不同血供情況。

物質的能譜曲線是物質的CT 值隨X 線能量的變化而形成的曲線，不同物質的能譜曲線不同，因此，能譜曲線有助于反映物質的能量衰減特性。本研究結果顯示，動、靜脈期能譜曲線斜率K在三種肺結節(jié)病變中差異具有統(tǒng)計學意義，呈炎性結節(jié)組＞非小細胞肺癌組＞結核組的順序降低，此結果與李明英等對肺部結節(jié)對比研究的結論相符。本研究結果顯示，在動靜脈期，炎性結節(jié)組、非小細胞肺癌組及結核組在40～100keV 段不平行也不重合，反映三組病灶物質結構不同。動脈期、靜脈期的三組肺結節(jié)病變能譜曲線斜率不同，炎性結節(jié)的強化程度要高于非小細胞肺癌及結核，這一差異在低keV 水平段明顯。

采用ROC 分析進一步證實，CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)均可用于鑒別診斷炎性結節(jié)和非小細胞肺癌、非小細胞肺癌和結核，AUC 均＞0.639，敏感度均＞72.73%，且CT 雙能量掃描相關定量參數(shù)聯(lián)合診斷的效能較單一參數(shù)更高，AUC 接近1.00，敏感度與特異性均為100.00%。

本研究尚有以下局限性：①樣本量有限；②除本研究納入的參數(shù)外，CT 雙能量掃描成像相關定量參數(shù)還包括碘圖、標準化碘濃度、虛擬單能譜圖、能譜曲線斜率等量化指標，未完全將所有指標納入分析；③非小細胞肺癌及炎性結節(jié)仍包括多種不同病理類型，本研究未展開進一步亞型分組研究。

綜上所述，CT 雙能量成像可清晰地描述非小細胞肺癌、結核及炎性結節(jié)的形態(tài)學特征，但三種結節(jié)的形態(tài)學特征存在重疊，因此鑒別診斷的價值有限。分析CT 雙能量成像定量參數(shù)，如NICAP、NICVP、K、K，可為非小細胞肺癌、結核及炎性結節(jié)的診斷提供全新的思路，可提高臨床診斷效能，值得推廣應用。