ssDECT增强扫描碘浓度鉴别良恶性浆膜腔积液

鞠 烨，刘爱连*，田士峰，李 烨，王逸敏，刘晓冬

(1.大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011；2.成都医学院第一附属医院放射科，四川 成都 610599)

ssDECT增强扫描碘浓度鉴别良恶性浆膜腔积液

鞠 烨1，刘爱连1*，田士峰1，李 烨1，王逸敏2，刘晓冬1

(1.大连医科大学附属第一医院放射科，辽宁 大连 116011；2.成都医学院第一附属医院放射科，四川 成都 610599)

目的 探讨单源双能量CT增强扫描三期碘浓度对良恶性浆膜腔积液的鉴别诊断价值。方法 回顾性分析我院行单源双能量CT增强扫描、并经穿刺脱落细胞学检查证实的浆膜腔积液患者65例，其中良性积液23例，恶性积液42例。采用单源双能量CT综合分析平台，在常规混合能量扫描下分别测量计算平扫及动脉期、静脉期、延迟期的标准化CT值(NCTval；NCTvalN、NCTvalA、NCTvalP、NCTvalD)；并计算三期标准化CT值强化程度(NCT；NCTA、NCTP、NCTD)。采用能谱分析软件于碘(水)图像上分别测量并计算平扫及增强三期标准化碘浓度(NIC；NICN、NICA、NICP、NICD)；计算增强三期碘浓度强化程度(IC；ICA、ICP、ICD)。比较良恶性浆膜腔积液的NCTval、NCT、NIC、IC，并进行ROC曲线分析计算各参数诊断良恶性浆膜腔积液的敏感度和特异度。结果 增强三期良、恶性浆膜腔积液NCTval、NCT差异均无统计学意义(P均>0.05)，而NIC、IC差异均有统计学意义(P均<0.05)。增强三期中ICD的曲线下面积最大(0.82)，当阈值为0.04时，敏感度、特异度分别为76.2%、69.6%。结论 单源双能量CT增强扫描碘浓度可为鉴别良恶性浆膜腔积液提供一种敏感、有效的方法。

浆膜腔积液；体层摄影术，X线计算机；双能量

及时、准确地对浆膜腔积液进行定性诊断对临床进一步制定治疗方案非常重要。研究[1-3]表明双能量CT平扫对良恶性浆膜腔积液的鉴别诊断有重要意义。但CT平扫指标仅反映不同积液的成分差异，而积液的强化特点则是评价积液的血流动力学变化、肿瘤新生血管通透性和完整性的一个重要内容。常规混合能量CT的CT值强化程度反映组织的强化特点，双能量CT可通过直接测量碘对比剂的浓度进而评估强化方式，可更准确地反映病灶强化特征，在肿瘤鉴别诊断中有重要作用[4]。本文旨在通过对比在单源双能量CT增强扫描中良、恶性浆膜腔积液的碘浓度，探讨增强扫描碘浓度对鉴别良恶性浆膜腔积液的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 回顾性分析2012年8月—2014年12月于我院接受单源双能量CT平扫及三期增强扫描的浆膜腔积液患者152例，排除87例积液量过少、图像伪影较重或扫描期相不佳的患者，最终纳入65例，其中男39例，女26例，年龄41～81岁，平均(63.2±10.4)岁。良性浆膜腔积液23例(良性组；肝硬化合并腹腔积液6例，心力衰竭合并胸腔积液4例、肺炎合并胸腔积液11例、结核性腹膜炎合并腹腔积液2例)，恶性浆膜腔积液42例(恶性组；胃肠道恶性肿瘤合并腹腔积液16例、肺癌合并胸腔积液16例、乳腺癌多处转移合并胸腔积液5例、卵巢癌合并腹腔积液3例、胰腺癌合并腹腔积液2例)。恶性积液诊断标准：恶性肿瘤的原发病灶均经病理证实，浆膜腔积液均经穿刺脱落细胞学检查发现恶性肿瘤细胞；排除恶性积液中肝硬化合并原发性肝癌者。良性积液诊断标准：无恶性肿瘤病灶，且积液的穿刺脱落细胞检查未发现恶性肿瘤细胞；肝硬化合并腹腔积液为临床确诊肝硬化，CT示肝硬化征象，腹腔积液穿刺呈漏出液；心力衰竭合并胸腔积液为临床诊断为心力衰竭，CT示心脏明显增大；炎性积液为患者有明确的炎症诊断，且积液穿刺发现大量炎性细胞。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery HD 750单源双能量CT机，采用双能量模式扫描。对所有患者均行平扫及三期动态增强扫描，管电压140 kVp和80 kVp瞬时切换(0.5 ms)，螺距1.375，球管旋转速度0.6秒/周，探测器宽度4 cm；噪声指数(noise index, NI)为10；管电流550 mA，扫描层厚5 mm，层间隔5 mm。平扫(N)后采用高压注射器于肘静脉注射碘对比剂[碘海醇(300 mgI/ml)、碘佛醇(320 mgI/ml)、欧乃派克(350 mgI/ml)]80～100 ml，流率3.5 ml/s，延迟30 s后行动脉期(A)扫描，60 s后行静脉期(P)扫描，180 s后行延迟期(D)扫描。图像重建均采用标准算法，重建层厚1.25 mm，层间隔1.25 mm。

1.3图像分析 由2名有5年以上工作经验的影像诊断医师盲法分析图像，意见不同时经讨论达成一致。采用AW 4.5工作站，首先于混合能量图像中积液最明显的层面勾画圆形ROI(直径5～10 mm)，避开血管及肋骨边缘和伪影，测量平扫及增强三期ROI的CT值，同一层面测量3次，取均值。再将自动生成的单能量图像(5 mm mono)载入分析软件GSI viewer，获得碘(水)图像，对照其混合能量的ROI，在同一层面的主动脉勾画ROI，大小为主动脉直径的2/3，见图1、2。

计算标准化CT值(normalized CT value， NCTval)：NCTval=CTval积液/CTval同层主动脉，计算三期标准化CT值强化程度(normalized enhanced CT value， NCT)：NCTA=NCTvalA-NCTvalN，NCTP=NCTvalP-NCTvalN，NCTD=NCTvalD-NCTvalN。于碘(水)图像上测量并计算标准化碘浓度(normalized iodine concentration， NIC)：NIC=积液内的碘值/同层面主动脉的碘值。计算增强碘浓度强化程度(iodine concentration， IC)：IC=(增强后积液碘值-平扫积液碘值)/(增强后同层面主动脉碘值-平扫同层面主动脉碘值)。

1.4统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。所测值均不符合正态性分布，以(中位数，四分位数间距)表示；良、恶性浆膜腔积液三期NCTval、NCT、NIC、IC的比较采用Mann-Whitney检验，以P<0.05为差异有统计学意义。绘制各参数的ROC曲线，获得敏感度、特异度、准确率及其诊断阈值。

表1 良、恶性浆膜腔积液参数比较(中位数，四分位数间距)

表2 各参数诊断效能的ROC曲线分析

图1 患者男，74岁，肺炎合并右侧胸腔积液 A.静脉期的碘(水)图像上ROI的碘浓度为3.05 μg/cm3; B.延迟期的碘(水)图像上ROI的碘浓度为5.78 μg/cm3

图2 患者男，54岁，胃癌合并腹腔积液 A.静脉期的碘(水)图像上ROI的碘(水)浓度为1.48 μg/cm3; B.延迟期的碘(水)图像上ROI的碘浓度为3.72 μg/cm3

2 结果

增强三期良、恶性浆膜腔积液常规混合能量的NCTval、NCT差异均无统计学意义(P均>0.05)，恶性组浆膜腔积液的NIC、IC均高于良性组，差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1。

NICA、NICP、NICD、ICA、ICP、ICD诊断阈值、敏感度、特异度及曲线下面积(area under curve, AUC)见表2。增强三期IC均有较高的AUC，其中ICD的AUC最高，为0.82，当阈值为0.04时，敏感度、特异度分别为76.2%、69.6%。

3 讨论

良、恶性浆膜腔积液的治疗方法与预后不同，及时准确地定性诊断对临床治疗方案的制定有重要意义。临床常根据积液的外观、生化检查、肿瘤标记物、细胞穿刺学检查等鉴别浆膜腔积液的性质，也是诊断浆膜腔积液的金标准，但具有创伤性，且恶性脱落细胞学检查存在假阴性率，其敏感度仅40%～60%[5]。笔者既往研究[1-3]将双能量CT平扫用于对良恶性浆膜腔积液的鉴别，发现良恶性浆膜腔积液具有不同的能谱曲线类型；平扫单能量图像中低能量CT值在良恶性积液的鉴别中有重要作用，而在混合能量图像CT值差异无统计学意义。本研究中，良、恶性浆膜腔积液的平扫及三期增强的混合能量图像NCTval及NCT差异均无统计学意义，表明常规混合能量CT值均对良恶性浆膜腔积液的鉴别存在局限性；良、恶性浆膜腔积液具有不同的配对基物质浓度(脂—水、水—碘、水—钙)，其中恶性积液的脂(水)浓度高于良性积液。张迎等[6]证实双能量CT的能谱曲线可鉴别葡萄糖及生理盐水，且可区分不同浓度的葡萄糖溶液，对鉴别不同成分溶液有很好的可行性。杜祥颖等[7]采用数学方法对能谱曲线进行解析，采用双能量CT的能谱曲线对不同浓度碘对比剂进行定量分析，通过解析能谱曲线方程，发现系数a与碘浓度呈正相关，进一步扩展了能谱成像在物质分析方面的应用。

CT平扫指标可反映不同种类积液的差异，增强扫描可进一步反映组织血流动力学变化，间接反映血管壁通透性及完整性，故研究积液的增强扫描特点可反映不同种类疾病引起积液的病理生理变化。常规混合能量CT增强扫描可通过测量CT值评价其密度和增强程度。而对于双能量CT成像，可通过定量指标(即碘浓度值)判别组织的强化程度，碘浓度图像可直接计算组织的碘浓度，且碘浓度图像对碘对比剂的分布显示明显。研究[8]发现静脉期NIC值对胃癌分化程度的判断有重要意义；碘浓度可用来鉴别良恶性纵隔肿瘤，且较常规混合能量CT的CT值测量能够提供更多信息[9]；碘浓度值在鉴别肾脏肿瘤是否有强化上较常规CT值的测量更为准确[10]。

恶性肿瘤通过新生肿瘤血管获得血供，这些新生血管基膜不完整，内皮细胞连接不紧密，间隙增大，通透性增高；肿瘤的恶性程度越高，肿瘤新生血管的生长速度越快，血管表面的通透性越大[11]，碘对比剂由血管内渗出至积液的量越大。笔者假设双能量CT增强扫描在良、恶性浆膜腔积液中具有不同的碘浓度及不同的碘浓度的强化程度。本研究随机使用不同浓度的对比剂(分别为300、320、350 mgI/ml)；因不同患者间由于个体循环的差异等影响积液的碘浓度，本研究使用同层大动脉测量值对碘浓度及CT值均进行标准化，计算后的标准化值(NCTval、NCT、NIC、IC)消除了不同个体及对比剂浓度的差异影响。结果显示双能量CT增强扫描中，良、恶性浆膜腔积液碘浓度存在差异，且恶性积液强化后的碘浓度高于良性积液；增强三期恶性积液的IC均高于良性组；ROC曲线显示，增强扫描NIC、IC均有较高诊断效能，其中以延迟期IC的AUC最高(0.82)，由于随着扫描时间的延长，碘对比剂渗出增多，致积液碘浓度增高。

本研究的不足：为在体试验研究，患者内环境复杂，如胸腹腔内脏器对射线的吸收、部分容积效应等因素，还有待进一步与离体标本的对照研究；恶性浆膜腔积液的原发肿瘤未进行病理类型的分组，且对扫描前是否进行放化疗等治疗未进行控制，而在良性浆膜腔积液中的结核性积液病例数过少，未单独分析探讨。将有待在今后的研究中进一步完善。

总之，双能量CT增强扫描碘浓度是一种新的评估浆膜腔积液强化程度的定量指标，相比混合能量CT值可更准确地反映浆膜腔积液中碘对比剂的渗出情况，为良恶性浆膜腔积液的鉴别诊断提供一种有效的定量方法。

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Iodine-density analysis of enhanced ssDECT imaging for differentiation of benign and malignant serous cavity effusion

JUYe1,LIUAilian1*,TIANShifeng1,LIye1,WANGYimin2,LIUXiaodong1

(1.DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116011,China; 2.DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofChengduMedicalCollege,Chengdu610599,China)

Objective To assess the value of iodine concentration of single source dual energy CT (ssDECT) enhanced scanning in differentiating malignant and benign serous cavity effusion. Methods Totally 65 patients with histopathological or laboratory proven serous cavity effusion underwent ssDECT imaging, including 23 cases of benign serous cavity effusion and 42 cases of malignant serous cavity effusion. The mean CT value (NCTval) of quality check images at plain scanning and enhancement scanning were measured (NCTvalN, NCTvalA, NCTvalP, NCTvalD), and the enhanced degree of CT values (NCT) between plain scanning and enhancement scanning (NCTA, NCTP, NCTD) were calculated, respectively. Using the spectral analysis software, the normalized iodine concentration (NIC) of plain scanning and enhancement scanning were measured, and the enhanced degree of NIC (IC) were also calculated, respectively (ICA, ICP, ICD). The difference of these parameters was evaluated statistically. The NCTval, NCT, NIC, IC were statistically analyzed between malignant and benign serous cavity effusion, and the sensitivity, specificity, area under curve (AUC) and threshold of the ROC curve were carried out. Results The NCTval and NCT between malignant and benign serous cavity effusion had no statistically significant difference (bothP>0.05). The NIC and IC showed statistically significant difference between malignant and benign serous cavity effusion at the three phases (bothP<0.05). ICDhad the highest AUC (0.82), the sensitivity, specificity was 76.2% and 69.6% when the threshold was 0.04. Conclusion The iodine concentration with the ssDECT enhanced scanning provides a new, sensitive and effective approach for identifying benign and malignant serous cavity effusion.

Serous cavity effusion； Tomography, X-ray computed; Dual-energy

国家自然科学基金(81470078)。

鞠烨(1986—)，女，辽宁大连人，硕士，医师。研究方向：腹部CT及MRI诊断。E-mail: juyedalian@sina.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

2016-06-27

2016-10-27

R442.5; R814.42

A

1003-3289(2017)01-0053-04

10.13929/j.1003-3289.201606152