能谱CT在鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张中的价值研究*

傅志颖 陈亮 邹南安 李丰章 刘天笑 万红

肺癌是临床上常见的恶性肿瘤，其临床表现包括发热、血痰、咳嗽、咯血等[1]。相关研究表明近年新发肺癌病例数约200 万人，在恶性肿瘤发病率中排名首位[2]。临床上根据发生部位可将肺癌分为周围型与中央型两种类型，前者范围包括三级支气管以下及呼吸性细支气管以上的肺癌[3]，后者指三级支气管以内，常累及肺门淋巴管支气管与相邻组织，肿瘤生长导致支气管狭窄或阻塞进而引发阻塞性肺不张、肺炎等多种并发症[4]。现阶段对于手术与非手术方式为治疗肺癌的两种主要方式，对于存在心肺功能不全，通常采用非手术方式进行治疗[5]；对于肺癌病理分期晚期，肿瘤侵犯肺叶、肺动脉或主支气管时常采用患者袖状肺叶切除术（sleeve lobectomy，SL）替代全肺切除术（pnuemonectomy，PN）对患者进行治疗以减少术后并发症发生率、提升生存率[6]。但中央型肺癌累及肺门，可致肺组织塌陷（或阻塞），因此中央型肺癌患者易合并有肺不张[7]，而如何采用更加精确有效的方式对两者进行诊断与区别是现阶段医学工作者需探求的问题。在使用常规CT 时，由于肿瘤组织与不张密度接近导致两者边界难以区分故在诊断时对肿瘤体积及位置的评估存在误差[8]。能谱CT 的产生使医学影像进入新时代，至此CT 研究从宏观向微观转变，具有良好的临床应用价值[9]。但能谱CT 在鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张中的效果如何尚待研究，基于此本研究探讨了能谱CT 对中央型肺癌与阻塞性肺不张的鉴别价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取萍乡市人民医院2020 年7 月-2022 年5 月经病理证实为中央型肺癌合并阻塞性肺不张的68 例患者为研究对象。纳入标准：经病理证实为中央型肺癌合并阻塞性肺不张；可进行能谱CT 扫描；入组前或近期未接受相关治疗。排除标准：碘对比剂过敏；患有严重的肾、心功能障碍；经平扫CT 未见肺不张或显示肿瘤较小。68 例患者中男38 例，女30 例；年龄41～83 岁，平均（60.14±5.24）岁。患者或家属知悉同意本次试验，研究经本院伦理委员会批准。

1.2 方法 采用美国GE 宝石能谱CT（Discovery 750 HDCT），检查前对患者进行屏气训练，所有患者均取仰卧位，嘱咐患者屏气进行吸气相扫描。扫描范围：膈底至肺尖，包括整个肺野，在能谱成像模式（gemstone spectral imaging，GSI）下启动平扫及动脉期增强扫描；扫描参数：电压80 keV 和140 keV 瞬时切换，自动毫安，层厚/层距5 mm，螺距0.984∶1，准直器宽度0.625 mm×64，标准算法重建及迭代后处理，层厚/层距1.25 mm。增强扫描使用双筒高压注射器经肘静脉以3.5 mL/s 的速率注入碘海醇70 mL（320 mgI/mL），以同样的速率注入生理盐水30 mL。在升主动脉区监测，应用造影剂动态跟踪技术触发动脉期增强扫描。

1.3 图像分析 将扫描后的图像重建出层厚及层间距均为1.25 mm 单能量图像传送至后处理工作站AW4.6 并使用GSI View 软件自动生成动脉期单能量图像、动脉期碘基图，利用优化对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）技术找到可对两者进行区分的最佳单能量图，对图像进行多平面重建（multiplanar reformation，MPR）。由两位高年资影像诊断医师分别观察评价常规混合能量CT 动脉期图像、动脉期单能量图像对两者空间解剖关系分界的正确辨别率，意见不一致时与另一位高年资诊断医师一起进行协商并得出最终结果。分别选取肺癌肿块实性成分、肺不张作为感兴趣区（region of interest，ROI），尽量选取病灶中间层面，避开坏死、空洞、钙化及血管，并保持选取ROI 大小、形状一致，各测量3 次，取平均值，测量分析指标：（1）在碘基图上测量ROI 的碘浓度（iodine concentration，IC）；（2）能谱曲线的斜率，病变斜率=（40 keV-100 keV）/60；（3）有效原子序数（effective atomic number，Eff-Z）。

1.4 统计学处理 采用SPSS 20.0 软件对所有原始数据进行分析与处理。计数资料采用χ2检验与率（%）表示；计量资料采用t 检验与（）描述；分析鉴别肺癌与阻塞性肺不张的敏感度与特异度，采取曲线下面积（area under the curve，AUC）进行数据测量。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 常规混合能量CT 动脉期图像与动脉期单能量图像对肺癌肿块与肺不张边界的正确辨别率比较 常规混合能量CT 动脉期图像显示68 例患者均为中央型肺癌并发阻塞性肺不张，肿瘤所在位置支气管狭窄或闭塞，对应部位肺段及肺叶体积减小，肺不张与肿瘤区域均呈片状实性密度增高影，未能得到清晰区分；增强扫描后图像显示上瘤组织呈现轻度、中度强化，肺不张组织呈现显著均匀强化，可辨别肿瘤与肺不张组织边界共53 例，正确分辨率为77.94%。动脉期单能量图像可较好清晰分辨肺癌与肺不张边界，可辨别肿瘤与肺不张组织边界共62 例，正确辨别率为91.18%。动脉期单能量图像对肺癌肿块与肺不张边界的正确辨别率高于常规混合能量CT 动脉期图像（χ2=4.561，P=0.033）。

2.2 68 例患者肺癌肿块与阻塞性肺不张IC、衰减曲线斜率及Eff-Z 比较 肺癌肿块的IC、衰减曲线斜率、Eff-Z 均低于阻塞性肺不张（P＜0.05），见表1。

表1 68例患者肺癌肿块与阻塞性肺不张IC、衰减曲线斜率与Eff-Z比较（）

表1 68例患者肺癌肿块与阻塞性肺不张IC、衰减曲线斜率与Eff-Z比较（）

2.3 IC、衰减曲线斜率与Eff-Z 诊断鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张的价值分析 IC、衰减曲线斜率与Eff-Z 诊断鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张时，以衰减曲线斜率的AUC 最高，敏感度、特异度分别为66.18%、86.76%，衰减曲线斜率的AUC 高于Eff-Z（P＜0.05），但与IC 比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 IC、衰减曲线斜率与Eff-Z诊断鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张的价值分析

3 讨论

随着人口老龄化趋势的不断上升、环境污染以及吸烟人群的不断增加导致恶性肿瘤发病及病死率迅速上升，肺癌是恶性肿瘤中常见的疾病，现阶段已成为危害人民生命健康的主要疾病之一[10-11]。由于早期肺癌缺乏显著的临床表现，超过30%的患者确诊时已为中晚期[12]。中央型肺癌患者可并发阻塞性肺炎，造成肺容积减少最终导致阻塞性肺不张[13]，目前鉴别阻塞性肺不张与中央型肺癌的影像学方法包括：MRI、核医学以及CT 等，其中正电子发射计算机断层显像（positron emission tomographycomputed tomography，PET-CT）区分肿瘤边界能力强，但价格昂高贵[14]；磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）可较好显示肿瘤分界但其在胸部病变诊断中的应用尚未得到全面普及[15]。CT是诊断肺癌的主要检查手段，但两者在常规CT 图像中密度相近，影像学改变重叠性大，故临床上将两者完全区分开存在一定困难[16]，但采用合理手段明确区别肺不张与肿块对于肺癌的诊断、疗效、临床分期等意义重大[17]。因此本研究采用能谱CT 对两者进行鉴别并对其价值进行分析。

结果显示单能量图像较常规混合能量CT 图像具更高辨别率，究其原因：能谱CT 能生成40～140 keV的单能量图像，由于不同物质在不同keV 条件下对射线吸收情况存在差异，而低千伏下物质衰减的差别更加显著，有助于辨别两种性质存在差异却关系紧密的病灶，利用能谱CT 的优化对比噪声比（CNR）技术获得最佳单能量图像，其较常规混合能量CT图图像质量更佳，组织对比度更高，所以更容易鉴别肿块与肺不张组织[18-19]。刘丽娟等[20]的研究结果显示准确分析碘含量可提升中央型肺癌疗效判定价值，碘是CT 对比剂中的主要成分，IC 是能谱CT中的常用参数，病变部位ROI 中的IC 可直接对血液供应状态进行反映[21]；衰减曲线斜率可作为反应能谱曲线衰减差异的参数，不同物质可致衰减曲线斜率存在差异[22]；Eff-Z 引申自原子序数，假定某元素对X 线单位质量中的衰减比率与某化合物相同即可用其原子序数表示此化合物的Eff-Z[23-24]，采用Eff-Z 可鉴别CT 值与密度接近的物质。肺癌肿块的IC、衰减曲线斜率与Eff-Z 均低于肺不张（P＜0.05），IC、衰减曲线斜率与Eff-Z 诊断鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张时，以衰减曲线斜率的AUC 最高，敏感度、特异度分别为66.18%、86.76%，衰减曲线斜率的AUC 高于Eff-Z（P＜0.05），但与IC 比较差异无统计学意义（P＞0.05），表明IC、衰减曲线斜率与Eff-Z 均具有较好的鉴别价值，采用能谱CT 可较好区分中央型肺癌与阻塞性肺不张，2021 年裴丽美[25]同样采用能谱CT 对两者进行鉴别，结果与本研究相似，进一步证明能谱CT 对于鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张具有较高的价值。

综上所述，能谱CT 在鉴别中央型肺癌与阻塞性肺不张中具有显著优势，可用于指导肺癌临床诊断与治疗。