宝石能谱CT在结核性胸腔积液和癌性胸腔积液鉴别诊断中的应用

马 凤

张志远2 ZHANG Zhiyuan

贾永军1 JIA Yongjun

任 翔1 REN Xiang

刘 磊1 LIU Lei

1.宁夏医科大学研究生学院 宁夏银川750004

2.宁夏医科大学总医院心脑血管病医院放射科 宁夏银川 750002

胸腔积液是临床常见的并发症，可继发于多种疾病，如心功能不全、恶性肿瘤、结核性胸膜炎、肺栓塞和肺炎等。胸腔积液按发病机制可以分为渗出液和漏出液，漏出液一般病因比较明确，容易诊断；而渗出液的病因较多，其中最常见的是结核性和癌性胸腔积液，两者治疗和预后截然不同，因此，结核性和癌性胸腔积液的鉴别诊断十分重要。目前胸腔积液的鉴别诊断主要依靠临床症状、胸腔积液的常规检查和生化检查，这些方法特异性低；结核分枝杆菌培养及胸膜活检阳性率不高、耗时，且有一定的创伤。影像学方法对胸腔积液性质的定性诊断尚存在不足，仅能根据肺部、胸膜、纵隔及心脏疾病间接判断胸腔积液的性质。韩志江等[1]运用CT值来鉴别结核性胸腔积液和恶性胸腔积液，但CT值的测定缺乏特异性及敏感性。本研究对胸腔积液患者行宝石能谱CT成像（GST）扫描，通过测量胸腔积液的混合能量CT值、能谱曲线斜率、脂基密度值、血基密度值及有效原子序数，探讨宝石能谱CT在鉴别诊断结核性胸腔积液与恶性胸腔积液中的价值和意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2011-08～2012-04于宁夏医科大学附属心脑血管病医院就诊的8例结核性胸腔积液患者，确诊标准：①结核菌素试验阳性（＞15 mm）[2]；②胸腔积液中淋巴细胞百分率＞50%[2]；③抗结核治疗有效。其中男7例，女1例；年龄32～82岁，平均（59.63±20.39）岁。癌性胸腔积液患者8例，确诊标准：①胸腔积液或痰液中找到癌细胞[2]；②胸部CT发现有肺癌或胸部其他肿瘤性病变；③胸腔积液或痰液虽未找到癌细胞，但锁骨上或其他部位活检证明为转移癌。其中男6例，女2例；年龄50～77岁，平均（63.50±8.70）岁；腺癌5例，鳞癌2例，小细胞肺癌1例。排除标准：①同时患有肝硬化、肾衰、心衰、低蛋白血症等；②胸腔积液患者肺内既有结核病灶又有占位性病变；③胸腔积液原因不明，不能明确是结核性胸腔积液或癌性胸腔积液；④胸腔积液的性质明确，但量较少，对测量结果产生偏移。

1.2 仪器与方法 采用 GE Medical system, Discovery CT 750 HD机，所有患者采用GSI模式进行胸部平扫，扫描范围从胸廓入口至膈顶整个肺野，扫描参数：机架旋转速度0.6 s/r，螺距为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，层厚 5.0 mm，层间距 5.0 mm，视野 32 cm×32 cm。

1.3 图像分析 将数据传至AW 4.4工作站，启用GSI viewer 协议，重建成混合能量（GSI QC）图、40 keV单能图、100 keV单能图，基于脂/血对将图像重建成脂基密度图像和血基密度图像，由2名有经验的医师采用盲法分别对胸腔积液量进行评估，并选取胸腔积液最深层面测量混合能量CT值及40 keV、100 keV单能量下胸腔积液CT值；计算能谱曲线斜率：能谱曲线斜率=（40 keV单能CT值－100单能CT值）/60；脂基密度值和血基密度值分别由脂基密度图和血基密度图获得。将数据导入Eff-Z Analysis子协议中获得胸腔积液的有效原子序数。感兴趣区放置在胸腔积液最深层面中心，距离胸壁及肺组织＞0.5 cm，测量数据时感兴趣区面积相等，约为55 mm²，各数据均测量3次取平均值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 11.5软件，结核性胸腔积液和癌性胸腔积液的混合能量CT值、能谱曲线斜率、脂基密度值、血基密度值及有效原子序数采用独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

结核性胸腔积液和癌性胸腔积液的能谱曲线互相交叉、重叠，无特定的分布规律（图1、2）。结核性胸腔积液和癌性胸腔积液的混合能量CT值、能谱曲线斜率、脂基密度值、血基密度值及有效原子序数比较，差异均无统计学意义（t=―0.891、0.69、0.085、0.581、0.201,P＞0.05）。

表1 结核性胸腔积液和癌性胸腔积液宝石能谱成像扫描结果比较

图1 患者男，44岁，结核性胸腔积液。A.胸腔积液的能谱吸收曲线；B.Eff-Z图示右侧胸腔中等量胸腔积液（箭）；C.脂基密度图，皮下脂肪为高密度，肋骨及脊柱等脂肪含量少的组织为低密度；D.血基密度图，心脏、血管等呈高密度

图2 患者男，57岁，右肺中央型肺癌伴中等量胸腔积液。A.胸腔积液的能谱吸收曲线；B.70 keV单能图像示右侧胸腔中等量胸腔积液（箭），右下肺门肿块并右下肺阻塞性肺炎（箭头）；C.脂基密度图；D.血基密度图

3 讨论

胸腔积液的定性诊断一直以来都是胸科医师关心的热点，尤其是良、恶性胸腔积液的定性诊断。近年来，由于老年性结核和青年癌性胸腔积液病例增多，使得结核性胸腔积液和癌性胸腔积液的鉴别较为困难。临床根据胸腔积液的外观、常规检查、生化检查、结核菌素培养及胸膜活检等方法可以对胸腔积液作出定性诊断。然而，门诊患者及有胸腔穿刺、胸膜活检、胸腔镜检查禁忌证者不能接受此项检查，因此，临床迫切需要一种简便、快捷的方法对此类患者的胸腔积液进行提示性的定性诊断。目前尚无一种影像学方法能够确切地鉴别结核性胸腔积液和癌性胸腔积液，影像科医师在胸部CT诊断中，常常根据肺部、纵隔、胸膜病变及心脏病变间接推断胸腔积液的性质。韩志江等[1]研究发现，血性恶性胸腔积液的CT值高于结核性胸腔积液（CT 值分别为 19.6 Hu、14.2 Hu,t=5.186,P＜0.001）。既往研究采用常规CT机，仅依靠CT值单参数进行研究，诊断模式局限，而且常规CT机发射的X线并非单一谱线的X线，而是包含一定能谱范围的X线，这种混合能谱的X线在穿过人体时，较低能量的X线被吸收，仅较高能量的X线穿过人体，获得的CT值为较高能谱射线穿过人体后所得的混合能量CT值，其受射线硬化伪影及余晖效应等的影响，CT值漂移现象比较明显，CT值相对不准确。

不同物质对于不同能量X线的吸收特性不同，CT能谱成像正是基于这一原理，利用石榴石的高稳定性，在 0.5 ms内进行高能量（140 kVp）和低能量（80 kVp）的瞬时切换，实现两组数据的瞬间同时采样，并在投影数据空间进行基物质的分离，得到40～140 keV 101个单能量图像和两种基物质密度图像，提供了除MRI之外的又一种影像多参数成像模式。辛小燕等[3]利用CT能谱多参数成像特点鉴别诊断渗出液与漏出液，为胸腔积液的初步定性诊断提供了一种新的方法。陈达庄[4]对114例结核性胸腔积液和104例癌性胸腔积液进行分析，结果显示，结核性胸腔积液中血性胸腔积液占12.3%，癌性胸腔积液中血性胸腔积液占57.6%，两者差异有统计学意义（P＜0.001）；结核性胸腔积液和癌性胸腔积液中的蛋白质含量不同[5]，其胸腔积液的性状和对X线的吸收谱线不同。

本研究结果提示，结核性胸腔积液和癌性胸腔积液的能谱曲线斜率、血基密度值及有效原子序数值间无显著差异，即仅凭能谱曲线的形状和斜率、血基密度值及有效原子序数不能区分结核性胸腔积液和癌性胸腔积液，其可能原因为：①结核性胸腔积液和癌性胸腔积液成分虽然不同，结核性胸腔积液的腺苷脱氨酶、脯氨酸肽酶、淋巴细胞、抗结核菌素-IgG较恶性胸腔积液中高，而恶性胸腔积液中癌胚抗原、血管内皮生长因子、血细胞、血红蛋白含量较结核性胸腔积液高，但两者对X线吸收衰减的不同反映到能谱曲线上可能互相抵消；②尽管有研究认为血性胸腔积液恶性所占比例较高，但其第二位原因就是结核，本研究开展时间不长、样本量不足可能是导致结果与既往研究不符的主要原因；③有效原子序数是定量分析人体组织内化学元素的构成组合，对于肾结石、胆囊结石等的组成成分分析有肯定意义，本研究利用有效原子序数来研究混合溶液中化学元素的构成组合，可能是导致本研究结果显示差异无统计学意义的原因。

本研究的不足之处：①样本量比较小，结果存在偏差；②未能完全限制患者的纳入标准，如未限制患者是初发症状，将接受治疗的患者也纳入研究，可能对结果有影响；③能谱CT的临床应用还处于初步阶段，需积累更多的经验进一步明确。

总之，宝石能谱CT能谱扫描的混合能量CT值、脂基密度值、血基密度值、能谱曲线斜率及有效原子序数值尚不能用于鉴别诊断结核性胸腔积液和癌性胸腔积液，有待进一步增加病例数，探索、总结更多的能谱参数，以得出相对安全、可靠的诊断依据。

[1] 韩志江, 陈文辉, 叶健.结核性胸腔积液和恶性胸腔积液鉴别诊断中 CT 值的应用.中国实用内科杂志 , 2006, 26(S2):128-129.

[2] 陆再英.内科学.第 7 版.北京 : 人民卫生出版社 , 2008:110-115.

[3] 辛小燕 , 朱斌 , 陈君坤 , 等.CT 能谱成像在胸腔渗出液与漏出液定性鉴别中的作用.中华放射学杂志 , 2011, 45(8):723-726.

[4] 陈达庄.胸腔积液的鉴别诊断.广东医学杂志 , 1985, 6(5):31-32.

[5] 李宏庆.良、恶性胸腔积液蛋白质组学研究.上海: 复旦大学硕士学位论文 , 2010: 4.

[6] 张祥, 谢玉娥.以胸腔积液为主要表现的充血性心力衰竭48 例误诊分析.中国误诊学杂志 , 2007, 7(27): 6482.

[7] 邓念强.血清及胸腔积液抗PPD-IgG检测对结核性胸腔积液的诊断价值.中国防痨杂志 , 2001, 23(6): 348-350.

[8] Bansal A, Tandon S, Kharb S.Diagnostic value of sialic acid in pleural effusion.Zhongguo fei ai za zhi, 2010, 13(4): 349-351.

[9] 任庆国 , 滑炎卿 , 李剑颖.CT 能量成像技术进展和临床应用.CT 影像杂志 , 2011, 34(6): 559-563.

[10] 范家珊.胸水C-反应蛋白在鉴别结核性及癌性胸腔积液中的价值.实用全科医学 , 2006, 4(5): 515-516.

[11] 冯恩志, 戚好文, 薛军.胸水淋巴细胞微核率检测在良、恶性胸腔积液鉴别诊断中的意义.第四军医大学学报, 2002,23(6): 549-551.

[12] 张慎峰.胸水ADA及CEA检测对结核性、恶性胸腔积液的诊断价值.黑龙江医学 , 2010, 34(5): 380-382.

[13] 程大也.胸腔积液和血清中PLD和ADA检测对结核性和恶性胸腔积液的诊断价值.陕西医学杂志 , 2010, 39(1): 23-25, 80.