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CT能谱成像对孤立性肺结节的诊断价值

 医路顺风99 2016-04-27


本文原载于《中华医学杂志》 2016年第13


孤立性肺结节(solitary pulmonary nodule,SPN)是指肺内单发的直径≤3 cm的完全为肺实质所围绕的圆形或类圆形病灶,不伴有明显的肺不张、炎症或局部淋巴结肿大[1,2]。恶性结节最常见类型为肺癌,良性结节常为炎性结节、结核球及良性肿瘤。SPN良恶性鉴别诊断是胸部影像诊断的难点和热点。本研究为多中心对照研究,就能谱CT(GSI)在SPN方面的临床应用价值做进一步探讨,旨在为临床进一步广泛应用该技术提供依据。


对象与方法

一、对象

1.患者:

2014年7月至2015年7月郑州大学第一附属医院及13家分中心[大连医科大学附属第一医院(10例),周口市中心医院(17例),山西省肿瘤医院(4例),中国医科大学附属第一医院(6例),盐城市第三人民医院(5例),徐州市中心医院(2例),潍坊市人民医院(4例),重庆医科大学附属第一医院(1例),宁夏心脑血管医院(12例),沈阳市解放军第二○二医院(2例),威海文登中心医院(2例),郑州市第一人民医院(1例),平顶山市第二人民医院(1例),排名不分先后]行CT能谱双期增强扫描的114例SPN患者,均经病理证实。其中男69例、女45例,年龄24~84岁,平均年龄(57±11)岁。根据病理类型分为3组,恶性组63例(其中腺癌41例,鳞癌17例,小细胞肺癌3例,腺鳞癌2例)、炎症组32例、结核组19例。本研究经本院伦理委员会的批准[2014年科研第(13)号)],检查前所有患者均签署了知情同意书。


2.纳入标准:

未经治疗的直径<3>


3.排除标准:

有对比剂过敏、禁忌史(比如青光眼、前列腺肥大);严重肝、肾功能不全病史以及甲状腺毒症者;检查前接受药物和(或)手术治疗者;无病理诊断报告者;怀孕或育龄、哺乳期妇女;图像质量差者;没有签署知情同意书者。


二、方法

1.检查方法:

采用宝石能谱CT(GE Discovery CT 750 HD),患者取仰卧位,检查前训练患者屏气,用束带固定胸腹部,扫描范围从肺尖至肺底膈面,经右侧肘正中静脉团注非离子型造影剂碘克沙醇(威视派克,270 mgI/ml),总量80~100 ml,注射流速3.5 ml/s。采用胸部增强GSI扫描模式在注药后30及60 s行双期扫描,管电流260 mA,层距5 mm,螺距1.375,X线球管转速0.8 s/r,矩阵512×512。


2.图像分析:

将两期原始图像重建层厚为1.25 mm单能图像,将重建图像传入GE AW4.6工作站,应用GSI Viewer能谱分析软件进行处理。用最大层面全肿瘤区域法选择感兴趣区,对病灶分别进行两期碘浓度(iodine concentrations,IC)的测定,同时测量同层面降主动脉或锁骨下动脉的碘含量,计算病灶标准化碘浓度(normalized iodine concentrations,NIC),即NIC=病灶碘含量/主动脉碘含量,将各组40~140 keV单能量下CT值对应的能谱曲线进行比较,计算40~80 keV能谱斜率,即能谱曲线上两点的CT值之差除以两点的能量差。


3.统计学方法:

采用SPSS 17.0软件,3组间计量资料比较采用方差分析,组间两两比较采用LSD法,P<>


结果

1.能谱曲线:

动脉期、静脉期3组结节的平均能谱曲线不同,在40~80 keV时差异最为明显(图1图2),恶性组平均能谱曲线位于图像最上方,结核组平均能谱曲线位于图像最下方,炎症组平均能谱曲线位于两者中间。




2.能谱曲线斜率:

动脉期、静脉期3组结节的能谱曲线斜率不同,恶性组>炎症组>结核组,差异均有统计学意义(均P<>P<>表1)。


3.IC及NIC:

动脉期、静脉期3组结节IC及NIC差异均有统计学意义(均P<>P<>表1)。


4.静脉期不同参数诊断效能:

静脉期NIC鉴别诊断SPN时曲线下面积最大,静脉期NIC>0.31时、NIC>0.28时、NIC>0.21时,对恶性结节、炎症结节和结核结节的诊断效能见表2



讨论

采用多技术平台联合诊断肺结节并提高良恶性鉴别的成功率,可使恶性结节患者尽早获得治疗,同时避免良性结节患者接受过度治疗[3]。CT增强扫描是定性诊断SPN的常用方法,应用Lung Care软件的近期研究多关注结节大小、密度、轮廓、边界等形态学对SPN的定性诊断[4],但此方法受评价者主观因素影响大,且大部分SPN的影像表现并不典型。能谱CT的多参数定量指标为小病灶的鉴别诊断提供了新的思路及方法。


肺癌CT筛检研究显示,SPN的检出率为51%,其中恶性结节占12%[5]。肺良性肿瘤发病率较低,而且肺错构瘤、硬化性血管瘤影像学表现具有一定的特征,较容易与恶性病变鉴别,故未纳入本研究。炎症SPN、结核性SPN均为感染性病变,但两者致病菌、病理机制、治疗方法均有很大不同,故将两者独立成组。


本研究纳入多中心病例,结果发现,3组SPN动脉期、静脉期IC及NIC均有差异,恶性组、炎症组均高于结核组。结核球主要由肉芽组织或纤维组织包绕干酪样坏死成分组成,为乏血管病变,而肺恶性结节和活动性炎症则为富血管病变。由于血管生成因子的刺激,肺恶性结节内可诱导生成较多的新生血管,炎症因子的刺激也会引起炎症结节新生血管的形成,改变病变内微血管密度,血管数量增加会导致病变血流量增大,因此恶性结节、炎症结节的IC、NIC均高于结核性结节。恶性组动脉期、静脉期IC及NIC高于炎症组,这一结论与既以往部分研究不符[6],关于恶性与炎症结节血流量相关研究所得结论并不一致[7,8,9,10],这可能与炎症结节病变进展阶段不同有关。活动性炎症结节内微血管十分丰富,增生性血管管径较直,血流可以快速进入病变,则炎症结节内IC、NIC高于恶性结节,但炎症结节中有一定比例的慢性炎症,慢性炎症的部分新生血管已遭到破坏,血管结构减少会使病变IC、NIC降低,即可以解释本研究结论。另外,本研究所得3组IC、NIC均较既往研究低,主要原因为所用对比剂不同。


3组病变能谱曲线走行相似,随着keV的增高,平均CT值降低,在较低keV下降低幅度较大,在高keV下降低幅度较小。但3组病变的能谱曲线并不相同,恶性组能谱曲线最高,结核组能谱曲线最低,3组能谱曲线在40~80 keV时差距最大,80 keV之后3组能谱曲线出现重合部分,故本研究选取能谱曲线斜率区间为40~80 keV。动脉期、静脉期能谱曲线斜率为恶性组>炎症组>结核组,提示恶性结节CT值对能量的变化更敏感。


本研究发现,静脉期能谱参数鉴别诊断受试者工作特征(ROC)曲线下面积较动脉期大,表明静脉期鉴别定性诊断SPN更有价值。尤其是鉴别诊断恶性结节与结核结节时,ROC曲线下面积达0.958。不同性质结节的血供有一定的差异,而CT能谱成像的IC可以间接反映病变的血流量及血流动力学情况[11,12],这是CT能谱成像鉴别SPN的基本原理,所以能准确反映病变血流的时期对其鉴别诊断最有意义。以往SPN灌注成像表明恶性结节、炎症结节在前60 s为持续强化过程[8,13],所以静脉期各参数值均高于动脉期。病变内IC与血供有较大关系,但也与对比剂剂量、注药速度及患者血液循环情况有关,选取同层主动脉IC计算NIC可以避免个体差异对结果的影响,故NIC作为鉴别诊断参数更合理。


总之,CT能谱成像的多参数定量指标分析能给临床提供更多、更准确的信息,静脉期IC、NIC及能谱曲线斜率对于SPN定性诊断具有一定价值,静脉期NIC作为鉴别诊断阈值时具有较高的灵敏度和特异度。


 参考文献(略)

(收稿日期:2015-12-10)

(本文编辑:刘雪松 )



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