双源CT容积灌注成像在孤立性肺结节诊断中的应用研究

余洪 唐志明 刘衡 王勇朋 宋之光 范奇文 曾令雯 骆科进 张体江 李邦国△

(1.遵义医学院附属医院影像科，贵州省医学影像中心，贵州 遵义 563003；2.贵阳中医学院第一附属医院放射科，



双源CT容积灌注成像在孤立性肺结节诊断中的应用研究

余洪1唐志明1刘衡1王勇朋1宋之光2范奇文1曾令雯1骆科进1张体江1李邦国1△

(1.遵义医学院附属医院影像科，贵州省医学影像中心，贵州 遵义 563003；2.贵阳中医学院第一附属医院放射科，

贵州 贵阳 550001)

孤立性肺结节; 双源CT; 容积灌注成像; 血流动力学; 定量参数

孤立性肺结节(SPN) 是胸部影像学常见征象，是指肺实质内直径≤30 mm、单发的、圆形或类圆形、完全被肺实质包围的致密影，边界清晰或不清晰，病灶内多数无钙化、空洞，不伴肺不张、卫星病灶或肺门、纵隔淋巴结肿大[1]。SPN可见于不同性质的病变，是多种良、恶性疾病的共同表现，而其中最为常见者是肺癌[2]。既往SPN的CT灌注研究，大部分只是动态增强扫描，或者是部分容积灌注扫描，并非真正的容积灌注。本研究利用炫速双源CT对SPN进行容积灌注成像，为SPN定性诊断及鉴别诊断提供客观、科学的参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集我院2011年12月至2013年3月收治60例SPN患者，其中44例灌注成功且经过手术病理临床证实取得最终结果并纳入统计分析。44例中，男性26例，女性18例，年龄14～82岁，平均(52.6±10.8)岁。肺结节直径8～30 mm，平均22.4 mm。

1.2 纳入标准 (1)常规胸片或CT扫描发现孤立性肺结节，病灶性质不明；(2)能配合CT扫描，无对比剂过敏，无严重的心、肝、肾功能障碍等不适合增强扫描的禁忌证；(3)病人进行手术切除或介入穿刺之前未行放疗、化疗或其它相关治疗；(4)CT灌注时间距手术时间不超过2周。

1.3 检查方法 主要仪器采用炫速双源CT扫描仪、Ulrich medical REF XD 2060-Touch CT型自动高压注射器、非离子型对比剂碘海醇(300 mgI/mL)、18 G针头。患者屏气训练，调整呼吸频率与呼吸动度，同时吸氧10～15 min，1～1.5 L/min，提高病人缺氧耐受力，以便配合完成CT检查。建立静脉通道，留置套管针。病人仰卧位，束紧胸腹联合带，扫描范围自胸廓入口到双侧膈面水平。平扫参数：管电压100 kV，管电流100 mAs，矩阵512×512，螺距0.6，扫描层厚为8 mm。CT灌注扫描：确定灌注扫描靶层面(范围以结节中心层面上下3.5 cm)。采用SyngoVPCT体部灌注扫描方案，注射对比剂后延迟2～4 s进行灌注扫描，采集时间约38 s，对比剂总量50 mL，注射流率6 mL/s。扫描参数：管电压100 kV，管电流150 mAs，扫描层厚为5 mm，重建层厚为1 mm。扫描前开启X-CARE低剂量技术、非对称屏蔽采集技术(ADS)，集成4D实时调制(CARE Dose 4D)技术。

1.4 数据处理及图像分析 灌注扫描完成，将图像重建数据传到Siemens Syngo Multimodality workplace工作站，用体部灌注软件进行CT灌注成像分析。感兴趣区ROI的选择应尽可能避免结节内明显坏死、钙化灶，选择结节内或边缘实性部分，以SPN所在层面的颈总动脉或胸主动脉为流入动脉，计算机自行运算获得相应的灌注参数及伪彩图。

2 结 果

2.1 病理结果 经手术切除病理确定者20例，经穿刺活检或纤维支气管镜得到组织、细胞学证明者14例，8例经临床相关检查或试验性治疗证实，2例经临床长期随诊观察证实。将结果分为恶性、良性、炎性三组。恶性结节28例(其中腺癌16例，鳞癌6例，小细胞癌1例，类癌1例，转移瘤4例)；良性结节9例(结核球4例，动静脉畸形AVM 1例，血管瘤1例，肺囊肿1例，肺隔离症1例，纤维硬结1例)；炎性结节7例。

2.2 恶性、良性与炎性SPN强化方式情况 恶性结节以均匀强化为主，炎性结节多表现为周边强化，良性组出现了多种强化方式，以轻度强化方式较多。

2.3 恶性、良性与炎性SPN平扫值与增强峰值结果 恶性结节组平扫值(27.96±9.92)HU，PH(105.68±45.71)HU；炎性结节组平扫值(26.88±10.72)HU，PH(87.45±39.07)HU；良性结节组平扫值(15.42±6.39)HU，PH(26.57±6.92)HU。CT平扫值：恶性组与良性组、炎性组与良性组、恶性组与炎性组比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；增强峰值PH：恶性组与良性组、炎性组与良性组间比较，差异有统计学意义(P<0.01)，恶性组与炎性组间差异无统计学意义(P>0.05)。见表1，如果设定PH值>30 HU为诊断恶性结节的阈值，则敏感度为97%，特异度为56%，准确率为82%。

表1 各参数组间比较统计结果

2.4 SPN时间密度曲线 不同性质肺结节出现多种形态的TDC曲线，大致归纳为四种类型：Ⅰ型呈速升速降型，下降幅度较缓且降支可能出现平台期；Ⅱ型呈速升缓降型，下降期可能有缓升高趋势；Ⅲ型曲线：整体形态走向平缓，只在一定范围内有小幅度波动。不典型曲线：曲线形态没有规律。本实验中恶性组以Ⅰ型曲线为主；炎性组以Ⅱ型曲线为主；良性组以Ⅲ型曲线为主(4例结核球、1例纤维硬结、1例肺囊肿)，另有1例AVM、1例血管瘤、1例隔离症出现了Ⅱ型曲线。

2.5 SPN容积灌注参数结果及统计分析 恶性、炎性结节组的BF、BV和PS值明显高于良性结节组，组间比较差异有显著统计学意义(P<0.01)，恶性组与炎性组间BF、BV与PS比较差异无统计学意义(P>0.05)；良性组的TTP、MTT值低于恶性、炎性结节组，组间比较差异有统计学意义(P<0.01)，而恶性组与炎性组比较无统计学意义(P>0.05)。本实验结果中，设定BV值≥15 mL/100 g为判定恶性组的阈值，则28例恶性结节里，26例正确，2例错误；9例良性结节判断完全正确。炎性组7例中，5例正确，2例错误。以BV值≥15 mL/100 g为判定恶性结节的阈值，敏感度为92.8%，特异度85.7%，阳性预测值为94.2%，阴性预测值为83.3%。BF(I)值是BF值的优化算法，该参数与BF值保持很好的一致性。RSQ：相关系数的平方，描述测量值和理论值的线性相关程度，数值在0～1之间，单位为%；RSD：残差指数，反映测量值样本集的离散程度大小。见表2，3。

表2 孤立性肺结节双源CT灌注参数表

表3 恶性、炎性、良性肺结节各灌注参数统计学分析

2.6 X线辐射剂量 本研究利用双源CT扫描仪及CT水模对X-Care技术在开启和关闭两种状态下的X线辐射剂量进行了比较。在未开启X-Care技术扫描水模体时，剂量长度乘积(DLP)为74.9 mGy.cm。开启X-Care技术扫描同一水模体，DLP为43.4 mGy.cm，明显低于前者。有效剂量(ED)=DLP×k(权重因子)。对同一扫描部位而言，因K值为同一常数，DLP与ED成正比。

3 讨 论

CT灌注软件推导数学方法仅两种：非去卷积算法和去卷积算法。非去卷积法相对简单、容易理解，但却容易低估BF值。去卷积法更加真实反映组织器官的灌注情况，是目前CT灌注成像研究应用最多的数学方法[3]，本实验应用去卷积算法。作者尝试将两种数学方法做比较，但根据体部灌注软件自带的Patlak 分析(属于非去卷积法)计算44例SPN患者，有8例不能得出Patlak BV、PS，同时不能得到灌注彩图，这样的病例数占总数的22.7%。目前业界专家对于两种算法计算得出的结果存在的差异，没有给出很好的解释[4]，因此，建立一套标准的分析方法非常有必要。

本实验中部分肺结节直径<8 mm，测量结果受到容积效应影响导致不准确、甚至为负值，这说明CT平扫值对于SPN性质的判定没有意义。若将PH值>30 HU为诊断恶性结节的阈值，则敏感度为97%，特异度为56%，准确率为82%，这与部分报道不一致[5]，推测可能与对比剂注射剂量、流率以及CT机型不同有关。本研究中恶性组TDC大部分表现为Ⅰ型曲线，说明对比剂进入组织中比较容易，肿瘤血管明显增多、基底膜不完整、通透性高，故强化时间早、峰值出现较早[6]，而下降支后出现平台期，可能是对比剂在血管或组织间隙中流动比较缓慢形成滞留有关。炎性组TDC大部分表现为Ⅱ型曲线，表明结节内血管同样丰富，对比剂进入容易，但排空延迟，因为组织水肿引起静脉回流受阻。良性结节血供少或者没有明显血供，因此TDC表现为低平曲线。

本研究表明，恶性、炎性结节的BF、BV、PS均明显高于良性结节，差异有统计学意义，然而恶性组与炎性组间比较，差异无统计学意义，这与陈南等[7]研究结果一致。炎性结节虽然血管增多，但是基底膜基本完整，而恶性结节除了肿瘤血管明显增多外、且基底膜不完整，所以能够解释炎性结节和恶性结节BF、BV值较高的原因，大部分良性结节乏血供(本实验中血管瘤、AVM、肺隔离症除外)，因此灌注参数值均较低，依靠这三个指标鉴别恶性与良性结节、炎性与良性结节帮助较大、是非常可靠而且准确的，但是对于恶性结节与炎性结节则不能鉴别。

本研究组中，良性组TTP、MTT值均低于恶性、炎性组，具有显著差异，而恶性组与炎性组比较则无明显差异；良性结节属乏血供病灶，血管较细且内部结构无异常，对比剂扩散慢，按理说MTT值应该相对较长，但本实验中良性组MTT却低于恶性、炎性结节，分析可能是良性组中出现了血管瘤、AVM、肺隔离症3个富血供病变，导致MTT值变小，进一步提示MTT作为良性结节与恶性、炎性结节鉴别的指标的可信度不高。

综上，炫速双源CT容积灌注成像可作为SPN研究的重要方法，对结节性质的鉴别有一定的价值，特别是良、恶性结节，但是对于恶性与炎性结节的鉴别仍然缺乏特异性，需要结合TDC、增强方式以及各种灌注参数、临床实验室检查来进行多方位、综合性的评价，以期提高SPN的早期定性诊断率。

[1] Winer-Muram HT. The solitary pulmonary nodule[J]. Radiology, 2006, 239(1): 34-49.

[2] National Lung Screening Trial Research Team, Aberle DR, Berg CD, et al. The national lung screening trial: overview and study design[J]. Radiology,2011,258 (1):243-253.

[3] 田兴仓, 李文玲, 朱力，等. 多层螺旋CT灌注成像在孤立性肺结节中的诊断价值[J].临床放射学杂志, 2013,29(5):730-733.

[4] Goh V, Halligan S, Bartram C. Quantitative tumor perfusion assessment with multi-detector CT: are measurements from two commercial software packages interchangeable[J]. Radiology, 2007, 242(3) : 777-782.

[5] Tateishi U. Vascular endothelial growth factor related angiogenesis[J]. Radiology, 2005, 235(3) :1084-1085.

[6] 白荣杰, 程晓光, 申宝忠，等. 64层CT灌注成像对孤立性肺结节微血管结构的评价[J].临床放射学杂志, 2008, 27(8):1032-1037.

[7] 陈南, 黄政, 杨振刚. 多层螺旋CT肺灌注成像在肺肿瘤诊断中的应用[J].贵州医药, 2011,35(8):747-749.

国家自然科学基金资助项目(81460265)；贵州省科学技术基金资助项目[黔科合丁字(2012)2361号]

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1000-744X(2016)09-0981-03

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△通信作者，E-mail:lbg2015@163.com