单源双能CT平扫能谱曲线对不典型小肝癌与异常灌注灶鉴别的价值

徐明哲，刘爱连，孙美玉，刘义军，李烨

（大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁大连116011）

单源双能CT平扫能谱曲线对不典型小肝癌与异常灌注灶鉴别的价值

徐明哲，刘爱连，孙美玉，刘义军，李烨

（大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁大连116011）

目的：评价单源双能CT平扫能谱曲线鉴别不典型小肝癌与异常灌注灶的价值。方法：回顾性分析行能谱CT三期增强扫描、经病理证实或临床诊断为小肝癌（SHCC）及动脉期异常灌注（HPD）的患者32例，共35个病灶（SHCC 16个，HPD 19个）。入组不典型SHCC的CT表现为动脉期明显强化，门脉期、平衡期近等密度，呈“快进不出”。测量平扫及动脉期SHCC、HPD及相应背景肝的混合能量CT值、单能量为40 keV及140 keV的CT值，计算能谱曲线斜率。使用组内相关系数（ICC）分析两观察者测量结果一致性。使用配对样本t检验分析平扫时SHCC与背景肝、HPD与背景肝的混合能量CT值及能谱曲线斜率的差异；采用独立样本t检验分析平扫及动脉期SHCC与HPD的混合能量CT值、能谱曲线斜率的差异。结果：两观察者测量一致性良好（ICC值均＞0.75）。动脉期SHCC与HPD混合能量CT值、能谱曲线斜率差异无统计学意义。平扫时，SHCC与背景肝、HPD与背景肝、SHCC与HPD混合能量CT值差异无统计学意义；而SHCC与背景肝、SHCC与HPD能谱曲线斜率差异有统计学意义（（0.19±0.12）与（0.00±0.12），（0.19±0.12）与（0.04±0.17），P＜0.05），HPD与背景肝能谱曲线斜率差异无统计学意义。结论：单源双能CT平扫能谱曲线为鉴别常规CT三期强化难以区分的不典型SHCC与HPD，提供了全新的简便易行、安全可靠的检测手段。

肝肿瘤；体层摄影术，螺旋计算机

小肝癌（SHCC）是指肝细胞癌中单个癌结节长径≤3 cm或两个癌结节直径之和≤3 cm的肝癌，多以肝动脉供血为主，CT增强表现为动脉期明显强化，门脉期及平衡期病灶强化程度迅速下降[1]，而不典型SHCC门脉期及平衡期病灶内对比剂没有快速排空，呈等密度。肝脏异常灌注灶（HPD）表现为动脉期一过性肝实质楔形、三角形、类圆形以及不规则形高密度影，密度均匀，边缘清晰，门脉期及平衡期恢复为等密度[2]。不典型SHCC与类圆形HPD仅依靠常规CT扫描难以鉴别。本文的目的旨在探讨应用单源双能CT平扫能谱曲线鉴别不典型SHCC与HPD的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性收集2012年1月—2015年12月于我院行肝脏能谱CT平扫及动态增强扫描并符合以下条件的病例。入组标准：①动脉期病灶明显强化，形态为圆形或类圆形，长径≤3 cm；②病灶在门脉期及平衡期呈近等密度，即门脉期及平衡期时，病灶与相应背景肝的混合能量CT值之比为1.0±0.1；③病灶内无出血坏死，密度均匀；④经手术病理证实或临床确诊（依据2011年AASLD发表的《肝细胞癌临床指南》）为SHCC；⑤影像诊断为HPD，HPD的CT表现为动脉期明显强化，门脉期、平衡期呈等密度，均经MRI检查证实或3～6月随诊除外其他病变。入组患者32例（男13例，女19例，年龄63.7±9.6岁），共35个病灶（SHCC 16个，HPD 19个）。SHCC中4例经手术病理证实，5例行介入及活检证实，7例经临床确诊。

1.2 CT扫描方法及参数

采用单源双能CT机（GE Discovery HD 750，美国），行上腹部平扫和三期动态增强。扫描参数：能谱扫描成像模式（Gemstone Spectral Imaging，GSI），螺距1.375，螺旋扫描速度0.8 s/周，探测器宽度4 cm，管电压为高、低能量（140、80 kVp）瞬时（0.5ms）切换，管电流375mA，生成层厚、层间距为1.25mm的QC图像（混合能量图像）和mono图像（40～140 keV单能量图像）。

1.3 图像分析与测量

利用ADW4.5工作站后处理获得40 keV及140 keV单能量图像，由作者及一位高年资影像诊断医师（工作经验分别2年、11年）共同在QC图像、40 keV及140 keV单能量图像上记录SHCC与HPD的大小。分别在动脉期图像中找出明显强化的SHCC及HPD灶，于病灶最大层面放置圆形或类圆形感兴趣区（ROI），避开血管区，ROI大小约为1/2病灶面积，在对应同层面平扫图像中，找到相应病灶位置，复制得到同样大小平扫病灶ROI，于周围同一叶段背景肝复制得到背景肝ROI。之后，分别在平扫及动脉期QC图像上测量所有ROI混合能量CT值，在40 keV及140 keV单能量图像上测量单能量为40 keV、140 keV的CT值，并计算能谱曲线斜率：K=CT（40 keV）-CT（140 keV）/100 keV。

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0统计分析软件，使用组内相关系数（ICC）比较两名观察者各测量值的一致性。ICC值＞0.75为一致性良好，此时采用数据均值进行比较。采用配对样本t检验分析SHCC与背景肝、HPD与背景肝的平扫混合能量CT值及能谱曲线斜率的差异；采用独立样本t检验分析SHCC与HPD病灶大小、平扫及动脉期SHCC与HPD的混合能量CT值以及能谱曲线斜率的差异。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般结果

16个SHCC中，位于左内叶1个、右前叶7个、右后叶8个，长径为0～1 cm 0个、1～2 cm 10个、2～3 cm 6个；19个HPD中，位于左内叶2个、左外叶2个、右前叶5个、右后叶10个，长径为0～1 cm 1个，1～2 cm 14个，2～3 cm 4个。SHCC与HPD病灶大小的差异无统计学意义（P=0.20）。

2.2 两名观察者数据一致性检验

两名观察者测量及计算的数据和比较结果见表1。

两名观察者对各参数测量值均一致性良好（ICC值均＞0.75），采用两者数据均值行后续统计学比较。

2.3 SHCC、HPD与各自背景肝平扫混合能量CT值比较

表1 两名观察者SHCC、HPD与各自背景肝的平扫混合能量CT值、能谱曲线斜率及其ICC结果

SHCC、HPD与各自背景肝的平扫混合能量CT值及其比较结果见表2。

SHCC与其背景肝、HPD与其背景肝、SHCC与HPD的平扫混合能量CT值的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

2.4 SHCC、HPD与各自背景肝平扫能谱曲线斜率比较

SHCC、HPD与各自背景肝的平扫能谱曲线斜率及其比较结果见表3。平扫时，随keV增高，SHCC的单能量CT值呈递减趋势，SHCC的背景肝、HPD及其背景肝的单能量CT值无明显变化（图1，2），SHCC与其背景肝、SHCC与HPD的曲线斜率差异有统计学意义（P＜0.05）；HPD及其背景肝的曲线斜率差异无统计学意义（P＞0.05）。

表2 平扫SHCC、HPD与各自背景肝混合能量CT值比较

表3 平扫SHCC、HPD与各自背景肝脏能谱曲线斜率比较

2.5 SHCC与HPD动脉期混合能量CT值及能谱曲线斜率比较

动脉期，SHCC与HPD的混合能量CT值接近，两者差异无统计学意义（P＞0.05）；SHCC及HPD动脉期能谱曲线（图3）均呈下降趋势，但两者能谱曲线斜率差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

图1 SHCC。图1a～1d：混合能量平扫及增强三期图像：L1（SHCC，红色ROI）平扫及增强三期混合能量CT值为59.80HU、116.50 HU、96.42HU、89.68HU，L2（背景肝，蓝色ROI）平扫及增强三期混合能量CT值为59.48HU,58.29HU,95.88HU,94.79HU；图1e：平扫能谱曲线：K（L1）=0.256，K（L2）=0.022。Figure 1.SHCC.Figure 1a～1d:Polychromatic noncontrast and three phase enhanced imaging:CT(QC)values of L1 were 59.80 HU,116.50 HU,96.42 HU,89.68 HU respectively.CT(QC)values of L2 were 59.48 HU,58.29 HU,95.88 HU,94.79 HU respectively.Figure 1e:Spectral curve slope:L1 was 0.256,L2 was 0.022.L1:SHCC,L2:Liver background.

图2 HPD。图2a～2d：混合能量平扫及增强三期图像：L1（HPD，红色ROI）平扫及增强三期混合能量CT值为59.23HU、111.50HU、103.68HU、79.55 HU，L2（背景肝，蓝色ROI）平扫及增强三期混合能量CT值为53.89 HU，68.30 HU，93.45 HU，75.69 HU；图2e：平扫能谱曲线：K（L1）=0.054，K（L2）=0.069。Figure 2.HPD.Figure 2a～2d:Polychromatic noncontrast and three phase enhanced imaging:CT(QC)values of L1 were 59.23 HU,111.50HU,103.68 HU,79.55 HU respectively.CT(QC)values of L2 were 53.89 HU,68.30 HU,93.45 HU,75.69HU respectively.Figure 2e:Spectral curve slope:L1 was 0.054,L2 was 0.069.L1:HPD,L2:Liver background.

3 讨论

目前，多层螺旋CT动态增强扫描仍是检出和诊断SHCC最主要的方法之一，典型SHCC平扫呈低或等密度，动脉期明显强化，门脉期、平衡期对比剂退出。但由于SHCC肿瘤细胞分化程度不同，或周围非肿瘤区背景肝存在基础病变（如肝硬化结节、脂肪肝等），部分病例在常规CT平扫时可呈等密度。不典型SHCC由于肿瘤的肝动脉血供不丰富或存在肝动脉和门静脉双重血供[1]，门脉期及平衡期对比剂未能迅速廓清，不能呈现典型HCC“快进快出”的增强表现。这种呈“快进不出”强化模式的不典型SHCC与类圆形HPD，因常规CT门脉期及平衡期均呈等密度，在动脉期均呈类圆形明显强化，往往鉴别困难，需随诊或MRI检查得以区分。但MRI检查昂贵、成像速度慢、有较多检查禁忌，且对两者的临床治疗方案和预后评估完全不同。因此，寻找一种便捷的新方法及时鉴别两者尤为重要。本研究选取增强扫描后“快进不出”的不典型SHCC及类圆形的HPD，旨在探究单源双能CT能谱曲线对常规CT难以区分的不典型SHCC与HPD的鉴别价值。

表4 动脉期SHCC与HPD混合能量CT值、能谱曲线斜率比较

图3 SHCC与HPD动脉期能谱曲线。Figure 3.Spectral curve slope of SHCC and HPD in arterial phase.

CT能谱成像可提供更多的定量指标和分析工具，能谱曲线已在鉴别良恶性浆膜腔积液、肝脏转移瘤与小囊肿、肝细胞癌与肝转移瘤等方面广泛应用[3-5]。能谱曲线反映物质吸收系数随能量变化的关系[6]，它是由物质本身的组成成分所决定，可作为鉴别不同性质病灶的新的工具[7]。能谱曲线的差异可根据曲线斜率进行定量评估[8]。

本研究通过设定入组条件限定在门脉期、平衡期均呈等密度的不典型SHCC，结果示入组不典型SHCC及HPD与其背景肝的平扫混合能量CT值相近，说明本组不典型SHCC在平扫时呈等密度。动脉期SHCC与HPD的混合能量CT值亦相似，说明两者在动脉期的强化程度、血供情况相似，无鉴别价值。HPD的成因可能为：肝脏是双重供血器官，同时接受肝动脉及门静脉供血，两套供血系统经肝窦、脉管、胆管周围血管丛等存在一些交通支，常引起异常通道形成或潜在交通支开放[9]，出现局部动脉期血供改变，此外，肝胆的变异血管、迷走血管及肝脏炎性充血亦可引起HPD[10]；而SHCC主要以肝动脉供血，动脉期对比剂进入较快，因而动脉期明显强化。同时，结果示SHCC与HPD动脉期能谱曲线斜率亦相近，这是因动脉期，SHCC与HPD均呈明显强化，而此时动脉期能谱曲线所反映的物质成分特性，主要为高浓度的对比剂碘随着单能量增高的变化趋势[11-12]，明显增高的碘浓度掩盖了SHCC及HPD自身组织成分差异，无法真正反映病灶的组织成分。因此，动脉期混合能量CT值及能谱曲线斜率均无法鉴别两者。

本组SHCC与HPD平扫时均呈等密度，依靠平扫图像无法区分两者。而通过平扫时反映物质成分的能谱曲线分析，SHCC曲线呈下降趋势，而HPD及两者对应背景肝的曲线趋于平直。分析其原因为SHCC含有大量恶性肿瘤细胞或异型性细胞，恶性肿瘤细胞核质比大，细胞间隙小，细胞致密，而HPD为正常肝组织成分及结构；加之，低能量下所对应的CT值更能反映物质的组织特性[13]。因此，在低能量时SHCC的CT值更高于HPD。综上，根据平扫能谱曲线的差异可以简便、直观、有效地鉴别在常规CT平扫及动态增强难以鉴别的不典型SHCC与HPD，而且，避免造影增强的负担和对比剂过敏风险。

本研究也存在一定的局限性：病例数相对较少；部分病例无病理学证实，仅通过随访及临床综合诊断；未严格考虑背景肝脏的基础病变（肝硬化结节、脂肪肝等）的影响。

综上所述，单源双能CT平扫能谱曲线为常规CT难以区分的不典型SHCC与HPD的鉴别提供了一种安全、简便易行且更加直观的全新手段，值得临床推广应用及进一步研究。

[1]吕培杰.CT能谱成像在小肝癌检测中的应用价值[J].放射学实践，2011，26（3）：321-324.

[2]裴贻刚，胡道予.肝脏一过性灌注异常的MSCT表现及其原因探讨[J].放射学实践，2010，25（7）：776-779.

[3]鞠烨，刘爱连，汪禾青，等.能谱曲线鉴别诊断良恶性浆膜腔积液[J].中国医学影像技术，2012，28（12）：2239-2242.

[4]杨璐，王守安，朱庆强，等.CT能谱成像鉴别肝脏微小转移瘤与小囊肿[J].中国医学影像技术，2013，29（1）：92-96.

[5]杨传红，于德新，王琳琳，等.CT能谱成像在肝细胞癌与肝转移瘤鉴别中的价值[J].医学影像学杂志，2014，24（11）：1931-1935.

[6]Zhang D,Li X,Liu B.Objective characterization of GE discovery CT750 HD scanner:Gemstone spectral imaging mode[J].Med Phys,2011,38(3):1178-1188.

[7]刘爱连，沈云.能谱CT临床应用图谱[M].北京：人民军医出版社，2012：22-23.

[8]Karcaaltlncaba M,Aktaq A.Dual-energy CT revisited with multidetector CT:Review of principles and clinical applications[J].Diagn Interv Radiol,2011,17(3):181-194.

[9]JAhn JH.Nontumorous arterioportal shunts in the liver:CT and MRI findings considering mechanisms and fate[J].Eur Radiol,2010,20(2):385-394.

[10]常燕翔，张雯，颜志平，等.肝脏灌注异常的CT表现及意义[J].中国CT和MRI杂志，2015，13（12）：62-64.

[11]Megibow AJ,Chandarana H,Hindman NM,et al.Increasing the Precision of CT measurements with dual-energy scanning[J].Radiology,2014,272(3):618-621.

[12]Agrawal M,Pinho D,Kulkarni N,et al.Oncologic Applications of Dual-Energy CT in the Abdomen[J].Radiographics,2014,34(3):589-612.

[13]李明英.CT能谱成像对肺内良恶性肿块诊断的初步研究[D].济南：山东大学，2013：16-17.

Value of spectrum curve from single-source dual-energy noncontrast CT imaging for identifying atypical small hepatocellular carcinnoma from hepatic perfusion disorders

XU Ming-zhe,LIU Ai-lian,SUN Mei-yu,LIU Yi-jun,LI Ye
(Department of Radiology,First Affiliated Hospital of Dalian Medical University,Dalian Liaoning 116011,China)

Objective:To assess the spectral curve from noncontrast CT imaging in differentiating atypical small hepatocellular carcinnoma(SHCC)from hepatic perfusion disorders(HPD)with single-source dual-energy CT.M ethods:Thirty-two histopathologically or clinically proven SHCC and HPD patients,who underwent spectral CT enhancement scanning using spectrum imaging modality(GSI)were retrospectively enrolled with 35 lesions,including 16 SHCC and 19 HPD.The atypical SHCCs were hyperattenuating in arterial phase and nearly isodense in portal venous and equilibrium phases.On polychromatic images(QC images),CT value(CT(QC)value)of SHCC,HPD and appropriate background were measured in noncontrast and arterial phase,and then on monochromatic(40 keV and 140 keV)images,thus the slope of the energy spectrum was calculated.The data from two observers were analyzed with intra-class correlation coefficients(ICC）to assess inter-observer agreement.The differences of CT(QC)value and spectral curve slope between SHCC and liver background,HPD and appropriate background were compared by paired t-test.The differences of CT(QC)value and spectral curve slope between SHCC and HPD on noncontrast and arterial phase images were compared by independent t-test.Results:The inter-observer agreements were good(ICC＞0.75).In arterial phase,there were no differences of CT(QC)value or spectral curve slope between SHCC and HPD.On unenhanced imaging,there were no differences of CT(QC)value between SHCC and background,HPD and background,or SHCC and HPD.However,there were significant differences of spectral curve slope between SHCC and background,SHCC and HPD((0.19±0.12)vs(0.00±0.12),(0.19±0.12)vs(0.04±0.17),P＜0.05).There was no difference of spectral curve slope between HPD and background.Conclusion:The single-source dual-energy CT noncontrast imaging provides a new convenient,safe and reliable method on the basis of spectral curve features to identify atypical SHCC and HPD which were difficult to differentiate on three phase enhanced imaging by conventional CT.

Liver neoplasms;Tomography,spiral computed

R735.7；R814.42

A

1008－1062（2017）01－0044－05

2016-05-03

徐明哲（1992-），女，河南平顶山人，在读硕士研究生。E-mail：dyxumingzhe@163.com

刘爱连，大连医科大学附属第一医院放射科，116011。E-mail：cjr.liuailian@vip.163.com