能谱CT在腹部实质性脏器肿瘤中的应用

潘召城综述 林晓珠 陈克敏审校

从2008年能谱CT问世以来，国内外的影像工作人员对此进行了大量的基础和临床研究，目前，包括图像优化、斑块分析、物质分离等技术已经大量地应用在临床工作中。同时，以能谱CT多参数分析及图像优化功能为基础，在疑难疾病的诊断、“异病同影”间的鉴别诊断、肿瘤分期等领域也开展了许多的研究。本文就能谱CT在腹部实质性脏器肿瘤及肿瘤相关病变中的应用做一综述。由于脾脏和肾上腺肿瘤的能谱CT研究还比较少，故在此主要讨论肝脏、胰腺和肾脏这三个脏器上的应用。

能谱CT成像技术

X线通过物质的衰减能够客观反映X线的能量，所产生的光电效应与康普顿效应共同决定了物质的衰减曲线。任何物质都有其特征性的X线吸收曲线，而物质的衰减曲线在除K峰以外的区域均呈线性关系，而且这种吸收曲线能够用两个能量点来完整表达。利用两种不同能量的X线进行成像时，就有可能确定一个吸收曲线，继而确定这个吸收曲线所对应的物质。因此就可以选择两种物质作为基物质进行物质分离成像，这就是能谱CT成像的物理基础。现阶段能谱CT成像主要依靠单源瞬时kVp切换技术实现。单一球管在＜0.5ms的时间内完成高-低电压（140kVp和80kVp）的瞬时切换，产生在时空上完全匹配的双能数据，并且在同一时刻，探测器接收到来自同方向的两种不同能量信息，以此为基础实现数据空间能谱解析。最后通过相应的重建引擎和能谱分析软件，即可实现包括基物质成像、单能量图像、能谱曲线、判断化合物的有效原子序数等在内的多项应用，为诊断提供更多信息[1]。

能谱CT在肝脏肿瘤中的应用

1. 优化图像质量，提高病变检出率

能谱CT的应用首先体现在图像质量的优化上，并以此提高肝脏病变的检出。Cui等人对比分析了100例患者混合能量CT及单能量CT的图像，发现与混合能量图像相比，70keV图像对于腹部脏器的对比噪声比较前者提高13.8%～24.7%[2]。日本学者Yamada等[3]的研究结果显示，70keV单能量图像对于肝实质具有最低的噪声，并且提供较高的对比噪声比，有利于门脉期乏血供肝转移瘤的检出和诊断。Lu等[4]的研究结果也发现，40～70keV单能量图像用于观察肝脏小结节对比噪声比最高，能提高小肝癌的检出率，同时不会对图像的整体质量造成影响。而叶晓华等[5]对42例共104个病灶（肝细胞癌14例共23个病灶，肝转移瘤12例共56个病灶，肝血管瘤16例共25个病灶）进行了能谱CT三期扫描（动脉期、门静脉期、延迟期），分析对比所获得的70keV和140kVp图像，发现除在动脉期肝转移瘤、动脉期肝血管瘤2组图像上的检出率相同外，不同肿瘤在不同期相上70keV图像的检出率均较140kVp高，以小病灶（＜1cm）检出率增高最为明显。

2. 肝内病灶定性与鉴别

肝脏是恶性肿瘤转移的常见脏器，转移性肝癌的发病率接近或仅次于原发性肝癌。临床上，肿瘤有无肝脏转移对于肿瘤的分期十分重要，决定了患者治疗的选择。然而由于转移性肝癌的CT表现多种多样，有时与肝内其他病变难以区分，在这方面，能谱CT能提供给我们更多的信息。肝内的低密度囊性病灶，通常被认为是良性的肝囊肿，但部分转移性肝癌，尤其是胃肠道肿瘤出现肝脏转移时，也可表现为囊性，与良性肝囊肿相似。传统CT对于两者之间的鉴别主要是观察病灶囊壁厚薄是否均匀、有否强化，形态是否规则等，有时鉴别比较困难。短期内的增强CT随访或MRI检查可能能对其定性有所帮助，但增加了医疗费用及患者所承受的放射线剂量。能谱CT碘基图像能很好显示病灶在增强后的碘浓度，融合单能量图像后形成的伪彩图像能更直观地观察囊壁及囊内病灶的强化程度，并以此判断囊性病灶性质[6]。此外，还可以在怀疑转移的病灶及肿瘤原发灶上分别放置ROI，利用直方图及能谱曲线观察两者图形，比较病灶能谱曲线是否同源，以此判断病灶性质[7]。海绵状血管瘤是肝脏最常见的良性肿瘤，多在体检中发现，通常并不引起临床症状，亦不需要临床干预。肝脏海绵状血管瘤有时需要与肝细胞肝癌进行鉴别。吕培杰等人对49例共65个病灶进行了能谱CT双期扫描（动脉晚期和门脉期），其中21例为海绵状血管瘤，9例为伴有肝硬化的肝癌，另19例为非肝硬化背景下的肝癌。利用能谱扫描多参数分析及均一化碘浓度，对血管瘤和伴有肝硬化的肝癌的鉴别敏感度和特异度分别达到97%和100%，且在与非肝硬化背景下的肝癌的鉴别时，其敏感度、特异度达亦到93%和92%[8]。

3. CT门静脉成像和门静脉栓塞性质的鉴别

CT成像是门静脉显像中最重要的手段之一。由于其无创性、高分辨率、多角度全面显像等特点，在肝癌术前术后评估、肝硬化门脉高压症、门静脉先天变异和门静脉瘤等领域应用广泛[9]。但由于CT门静脉成像为静脉期图像，图像质量受多种因素影响，有时门静脉与肝实质及肝外软组织间的反差较小，不利于血管的观察。尽管增加对比剂剂量及加快注射速率可以提高动脉血管成像质量，但对门静脉图像的改善不明显。而能谱CT技术的结合可以在一定程度上解决这一问题。赵丽琴等[10]对45例肝硬化门静脉高压患者行能谱CT扫描，结果显示单能量图像可以显著提高肝内、外门静脉的显示和图像质量，其中50keV单能量图像的对比噪声比较混合能量提高约120%～150%。此外，能谱CT还能对门静脉内栓子性质进行分析鉴别，这对于肝癌患者的术前评估十分重要。Qian等[11]对16例门静脉血栓和44例门静脉癌栓患者进行了CT能谱扫描，研究发现门静脉癌栓的绝对碘浓度和相对碘浓度均高于门静脉血栓的测值，能谱CT对于两者之间鉴别的敏感度和特异度最高可达到100%和91.7%。

能谱CT在胰腺肿瘤中的应用

1. 胰岛素瘤的诊断和定位

胰岛素瘤是胰腺神经内分泌功能性肿瘤中最常见的一种，其发病率约（1～4/）10万。肿瘤体积常常较小，一般在1～2cm左右，但即使很小的胰岛素瘤就能引起明显的低血糖症状，继而引发低血糖昏迷等严重并发症，而手术切除是唯一可以治愈的手段。由于胰岛素瘤大部分为良性，在手术方式的选择上要求尽量做到切除病灶而保留正常胰腺组织，因此术前准确定位尤为重要。鉴于肿瘤通常较小，其影像表现又多种多样，传统CT在胰岛素瘤的定位上比较困难，而能谱CT多参数图像的联合诊断能更好地检出病灶。Lin等分别对21例（23个病灶）和14例（16个病灶）进行了能谱CT和普通混合能量CT双期扫描，结果显示能谱CT扫描结合单能量图像及碘基图像，对胰岛素瘤的检出率达到95.7%，高于传统混合能量CT检出率（68.8%）[12]。在此基础上张静等对30例胰岛素瘤患者能谱CT双期扫描图像进行了回顾性分析，发现动脉期图像对胰岛素瘤的诊断价值高于门静脉期图像，动脉期能谱CT多参数图像对胰岛素瘤的检出率可达到96.7%，与之前Lin等的研究结果相一致[13]。

2. 寡囊型浆液性囊腺瘤和黏液性囊性肿瘤的鉴别

囊性肿瘤是一大类常见的胰腺肿瘤，约占所有胰腺肿瘤的15%。其中又分为浆液性囊性肿瘤、黏液性囊性肿瘤和导管内乳头状黏液性肿瘤。浆液性囊性肿瘤一般少有临床症状，多由体检发现，包括浆液性微囊腺瘤、寡囊型/大囊型浆液性囊腺瘤和其他少见类型。由于黏液性囊性肿瘤侵袭性较强，生物学行为更偏向恶性肿瘤，而浆液性囊腺瘤则大多为良性，因此在临床处置上有所区别，准确的术前诊断对于临床治疗方案的制订有指导作用。寡囊型浆液性囊腺瘤（SOA）与黏液性囊性肿瘤（MCNs）影像学表现相似，应用传统CT难以做到术前准确鉴别。林晓珠等人回顾性分析了27例胰腺囊性肿瘤，其中15例为SOA，12例为MCNs，发现在低能量水平上，SOA的CT值明显低于MCNs，在40keV水平上，动脉期SOA与MCNs的平均CT值为36±13和62±23，门脉期分别为43±14和61±25，经统计学检验证实两者具有差异具有显著性。同时，将CT能谱成像定量指标与传统的临床指标相结合，判别分析结果显示样本回代符合率高（100%）,所得的判别函数具有很高的判断能力，在两种肿瘤的鉴别上有重要价值[14]。

能谱CT在肾脏肿瘤中的应用

复杂囊肿与肾细胞癌的鉴别：

肾脏囊性病变是最为常见的肾脏病变之一，绝大部分的肾囊肿不引起任何症状，CT表现为边界清楚、边缘光滑的薄壁类圆形低密度囊性灶。其内密度均匀，CT值通常在-10～20HU之间，增强后不强化。少部分囊肿因内部出血、感染、炎症、缺血等原因形成复杂性肾囊肿，此时则需要与肾癌相鉴别，而病灶的强化程度则是鉴别的要点。能谱CT碘基图像可准确地发现病灶内的碘物质含量，静脉团注含碘对比剂后，复杂性囊肿因无对比剂进入，故在碘基图上为低密度，而肾癌则因有其强化表现为高密度。Kaza等人对肾脏病变的增强进行了能谱CT定量研究，结果发现，将病灶内碘浓度阈值设为2mg/cm3，对于病灶有否强化的判断准确性最高，其相对的灵敏度、特异度和准确度达到90%、93.7%和92.8%[15]，从而更准确地判断肾脏病变的强化情况，有助于一部分复杂囊肿和肾癌之间的鉴别。

以上是能谱CT在腹部实质性脏器肿瘤病变中的一些应用。除此之外，我国学者还利用能谱CT平台开展了肾癌分期、肝癌分期的初步研究，但由于病例较少，尚缺乏明确的结论。相信在不久的将来，随着CT能谱成像技术的进一步发展和普及，能谱CT会越来越多地应用到临床工作中，为肿瘤的早期诊断与鉴别诊断提供更多有益的帮助。