能谱CT对肝硬化腹腔积液性质的鉴别诊断价值

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(石河子大学医学院第一附属医院，新疆 石河子 832008)

文慧东就读于石河子大学医学院研究生院

腹腔积液是肝硬化最常见的并发症，按照性质分为感染性腹腔积液和非感染性腹腔积液，及时准确的定性对肝硬化腹腔积液治疗方案的确定有极其重要的临床意义。鉴别诊断肝硬化腹腔积液性质主要依靠腹腔穿刺术，此项操作为有创检查，具有一定的风险性，有穿刺禁忌证的患者无法完善此项检查[1]，同时受制于腹腔积液量，其次容易出现并发症。目前，运用常规B超、腹部CT及MRI等传统影像学可对肝硬化腹腔积液的定性诊断有一定帮助。有关研究[2-4]通过CT征象来描述腹腔积液性质，其内容多有交叉重叠，且参考价值有限。因此，临床医师需要一种简单、无创、方便的检查方法对肝硬化腹腔积液性质进行定性诊断。能谱CT成像是近几年来兴起的一种新技术，通过多参数分析提高组织结构和特性的分辨能力进行疾病的鉴别诊断。关于能谱CT鉴别肝硬化腹腔积液性质的文献报道较少，因此，本文就能谱CT是否鉴别诊断肝硬化腹腔积液性质的进行验证。

1 资料与方法

1.1研究对象：选取2016年10月～2017年10月我院消化内科诊治肝硬化腹腔积液患者60例作为研究对象，年龄40～76岁，平均(58.0±10.67)岁，其中感染组26例：男16例，女10例。非感染组34例，其中男21例，女13例。

1.2纳入标准：①肝脏穿刺活检术或结合临床表现和生化检查及影像学诊断确诊肝硬化；②经过腹部彩超常规或常规CT扫描检查证实存在腹腔积液；③无腹腔穿刺禁忌证，均可完成腹腔穿刺术；④所有患者均行能谱CT检查；⑤入组患者签署伦理知情同意书。

1.3排除标准：①肝硬化腹腔积液合并肝恶性肿瘤；②同时合并结核病、心力衰竭、肾脏衰竭等其他原因引起腹腔积液的疾病。

1.4感染性腹腔积液确诊标准：①临床表现和体征具有共性，表现为发热、腹痛，查体腹部触诊有压痛及反跳痛；②腹腔积液常规检查白细胞>500×106/L，多核白细胞超过正常水平的60%以上；③腹腔积液细菌培养阳性。其中②是必备条件。

1.5仪器与方法：使用X线电子计算机断层扫面装置(CT)，型号为GE Discovery CT 750 HD (64排)，告知患者检查前一天晚9点以后禁食，检查当天凌晨0点以后禁水，为了得到理想的扫描结果，检查前10 min饮水800 ml充盈胃腔，设定扫描范围(肝脏顶部至盆腔)，选择宝石能谱成像(gemstone spectral imaging，GSI)模式平扫。扫描参数：GSI Dual Phase Liver 2.5扫描，机架旋转速度：0.6 s/r，螺距：0.984，管电压为高低能量(80 kV和140 kV)瞬时(0.5 ms)切换，管电流550 mA，扫描层厚5.0 mm,层间隔：5.0 mm,视野500 mm,准直器40 mm,轴位图像层厚和层间距均为5 mm,增强扫描前注射1 ml/kg碘佛醇，注射速率：2.5～3 ml/h，图像重建第一组为常规140 kvp图像，用于检查过程中实时观察，第二组为单能量(80 keV),层厚、层间隔为1.25 mm。

1.6图像处理和测量：图像分析和测算均在工作站AW4.6上进行，由作者及2名工作经验丰富的影像科诊断医师分别进行双盲测量，于成像图像上选取腹腔积液最为明显层面进行测量，选取感兴趣区域(ROI)直径为8～10 mm2,选择三点并取其平均值，保存ROI数据文件，载入能谱扫描分析软件，得到混合能量CT值(HU)、40～140 keV单能量CT值(HU，间隔为10 keV),有效原子序数，选取钙基图、水基图输出配对基物质图，输出水钙浓度及水碘浓度图，计算能谱曲线斜率(W值)，公式为：K=a/b，a为140 keV和40 keV时对应的CT值之差，b为常数100，根据结果分为递增性(K>0)和递减性(K<0)[5]。

2 结果

88.4%(23/26)的感染组腹腔积液曲线类型为递增型，见图1，97%(33/34)的非感染组腹腔积液类型为递减型，见图2，未找到其他特定分布规律。两组混合能量CT值比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。感染组与非感染组单能量CT值(70～140 keV，10 keV为间隔)、有效原子序数、能谱曲线斜率、水钙浓度、水碘浓度有显著的统计学差异(P<0.01)，见表1～3。非感染组的有效原子序数的平均值(7.78±0.21)高于感染组(7.14±1.01)(表3)。感染组的水钙浓度均值低于非感染组，浓度分别为-6.18±2.19、5.41±4.03，而感染组的水碘浓度均值高于非感染组，浓度分别为1034.45±18.45、987.69±22.48，见表3。能谱曲线类型对两组腹腔积液性质鉴别诊断的ROC曲线分析显示，其诊断效能(即曲线下面积AUC)为85.9%，其灵敏度为97.1%，特异度为96.2%，见图3。

组别140 kVp40 keV50 keV60 keV70 keV80 keV感染组25.78±7.53-1.75±11.469.10±8.5515.22±7.2019.04±7.3122.30±6.92非感染组23.62±7.2225.69±15.9216.54±11.109.87±8.086.79±6.574.18±5.29P值0.780.020.0350.030.000.00

图1 患者，68岁，感染性腹腔积液，A腹腔积液B.能谱曲线，类型为递增型(W=6.8)，C有效原子序数D水钙浓度E水碘浓度

图2 患者，男性，57岁，非感染性腹腔积液，A腹腔积液B.能谱曲线，类型为递增型(W=-6.2)，C有效原子序数D水钙浓度 E水碘浓度

图3 ROC曲线分析

组别90 keV100 keV110 keV120 keV140 keV感染组24.14±7.3325.28±7.4226.17±7.5326.98±7.7828.23±8.21非感染组2.37±5.141.255±5.640.4±5.910.03±6.13-0.9±6.3P值0.000.000.000.000.00

组别能谱曲线斜率有效原子序数水钙浓度水碘浓度感染组3.85±4.737.14±1.01-6.18±2.191 034.45±18.45非感染组-1.86±4.657.78±0.215.41±4.03987.69±22.48P值0.000.000.000.00

3 讨论

肝硬化腹腔积液性质的鉴别诊断一直以来都是消化科医生比较关注的问题，根据常规标准[6],通过腹腔穿刺术抽取积液测量其蛋白含量、乳酸脱氢酶、细胞数及进行李凡他试验等将积液分为漏出液及渗出液。漏出液为非炎性积液，而渗出液为炎性积液。通常，肝硬化感染性腹腔积液缺乏特征性的临床表现，腹腔积液细菌培养阳性率低，这造成很多感染性腹腔积液患者不能得到早期诊断和治疗，会发展为感染性休克，导致死亡，文献报道病死率为30%～50%[7]。而应用能谱CT多参数分析为物质定性提供更多的依据，可以显著提高疾病诊断的准确性和可靠性,对肝硬化腹腔积液的鉴别诊断有一定的帮助。已有学者应用能谱CT成像对浆膜腔积液性质的鉴别诊断的进行相关研究。鞠烨、刘爱连等人的研究结果显示单能量CT值(40-50keV，10keV为间隔)对良恶性浆膜腔积液性质鉴别起到极大的作用[8]。郭仕涛等应用能谱CT对体外浆膜腔积液的性质进行研究和探索[9]。混合能量CT值是传统CT扫描测量得到，它能够体现积液的整体密度，却不能分辨各组积液成分差异。本组资料显示混合能量CT无法区分两组积液，侧面反映传统CT对二者的鉴别诊断价值有限。而能谱CT可以输出单能量图像，相比于混合能量CT值更准确地反映物质对X线的吸收特点，测定结果更为精确[10-11]。一般情况下，低能量X线穿透力差，可以得到较好的组织对比度，但是其噪声高，随着能量升高，噪声减低，组织分辨力弱化。本研究中，在低能量(40～60 keV)两组积液在组织分辨力上低于高能量(70～140 keV)，其原因可能和图像噪声高有关。70～140 keV(10 keV为间隔)的单能量CT值有统计学差异，表明高能量图像在两组积液性质的鉴别中起到重要作用，这与鞠烨等人的研究所示在渗出性和漏出性积液在单能量下差别大的结果不一致。其原因可能是：①由于腹腔积液中细菌生物学行为导致积液中所含细胞的数目和细胞质构成比例、活性因子及坏死成分含量不同，从而使得单能量CT值有差异。②提高组织对比度的同时可能会影响两组的鉴别能力。有效原子序数(Effective-Z)指同混合物或化合物的质量衰减系数一致的元素原子序数，可以用来进行物质检测、鉴别及物质分离等[12]。文献报道[13]有效原子序数可以确定尿路结石成分，对临床上制定合理的方案有极大的帮助。能谱CT还能获得水、钙、脂等不同物质组合的基对，它只是反映两种物质集合所产生的衰减效应，其受有效原子序数的影响，一般选取衰减差别较大的两种物质进行研究。本文中感染组与非感染组的有效原子序数、水钙浓度、水碘浓度存在差异。分析其原因：细菌入侵后定殖于腹腔新陈代谢后引起腹腔积液蛋白质、脂肪酸、碳水化合物、微量元素、有形成分等含量变化及摄碘能力增强有关，从而引起有效原子序数不同，进而导致其物质浓度的差异。能谱曲线斜率(K值)大小是对能谱CT值衰减程度的量化评估[14]，能谱曲线相比于其他参数更为形象、直观。本组研究中，感染组能谱曲线的衰减程度高于非感染组，并且两组曲线类型不同，88.4%的感染组为递增型，97%的非感染组呈现递减型，说明两种积液的构成不同，其原因可能是感染性腹腔积液中细胞数目增多，炎性反应因子等活性成分增加导致。而ROC曲线也说明了曲线类型对两组积液性质的鉴别具有较高的诊断效能。能谱CT中能谱曲线类型、单能量CT值(70～140 keV)、能谱曲线斜率、有效原子序数、水钙浓度、水碘浓度可以用于鉴别诊断肝硬化腹腔积液性质。

本研究取得了一定的成果，发现能谱CT多参数分析对肝硬化腹腔积液性质的鉴别诊断有一定的参考价值，但样本量有限，某些结论与文献报道存在差异，可以通过增加样本量来进一步验证，这可以作为下一步研究方向。虽然单能量CT值可以对肝硬化腹腔积液性质进行鉴别诊断，但临界值难以确定。本文中感染组样本低于非感染组，这与临床上多为非感染性积液有关。总之，能谱CT成像分析对肝硬化腹腔积液性质的鉴别有一定的帮助，其临床应用有待进一步研究。