CT能谱成像在甲状腺结节出血诊断中的应用

何 磊 HE Lei

贾秀川 JIA Xiuchuan

刘蓉辉 LIU Ronghui

张淑倩 ZHANG Shuqian周汝明 ZHOU Ruming

CT能谱成像在甲状腺结节出血诊断中的应用

何 磊 HE Lei

贾秀川 JIA Xiuchuan

刘蓉辉 LIU Ronghui

张淑倩 ZHANG Shuqian周汝明 ZHOU Ruming

作者单位
河北省人民医院医学影像科 河北石家庄050051

目的 探讨CT能谱成像（GSI）技术对甲状腺结节出血的诊断价值。资料与方法 收集经手术病理证实的17例甲状腺结节出血患者，均行甲状腺CT能谱单能模式进行扫描，测量并比较甲状腺出血结节和周围正常甲状腺组织的CT值、碘浓度值、水浓度值及有效原子序数值，观察甲状腺出血结节和周围正常甲状腺组织的能谱曲线，并计算能谱曲线斜率。结果 甲状腺结节出血的能谱CT表现的特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率。出血结节与周围正常甲状腺组织的碘浓度值、水浓度值、能谱衰减曲线斜率差异有统计学意义（Z=－5.438、 －4.679、－5.317，P＜0.01），CT值、有效原子序数值差异有统计学意义（Z=－2.097、 －2.230，P＜0.05）。结论 CT能谱成像对甲状腺结节出血的检出及准确诊断具有重要价值。

甲状腺结节；出血；体层摄影术，X线计算机；能谱成像

甲状腺结节是临床常见疾病，大样本超声检测发现人群中40%～50%有甲状腺结节[1]。出血是甲状腺结节常见的病理改变，而超声及常规CT对甲状腺结节出血的诊断能力有限，与甲状腺实性结节较难区分。同时，准确地判定结节出血有助于甲状腺结节良恶性的判定[2]。能谱CT可得到单能量图像，并进行碘水物质分离，提供更多甲状腺病变功能和成分的信息，为研究甲状腺结节提供了新的成像手段。本研究探讨CT能谱成像（GSI）技术对诊断甲状腺结节出血的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2011年11月—2014年10月在河北省人民医院接受GSI检查、经手术病理证实为甲状腺结节出血的17例患者。其中，男6例，女11例；年龄27～68岁，平均（46.3±13.8）岁。其中6例因颈部不适就诊时发现（1例为近期甲状腺结节忽然增大），11例为体检时偶然发现，均无甲状腺病变相关症状。本研究经医院伦理委员会同意，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery CT750 HD CT描机，使用GSI单能模式行CT平扫。患者仰卧、颈过仰，肩部尽量下沉，以减少肩部硬化伪影的影响，扫描前训练患者呼吸与屏气，禁吞咽。扫描参数：管电压140 kV和80 kV 0.5 ms瞬时切换，管电流600 mA，球管旋转速度0.8 s/rot，视 野10 cm×10 cm，层厚0.625 mm，层间0.625 mm，螺距0.984∶1。扫描范围自下颌部至颈根部，甲状腺向胸廓内延伸时扩大扫描范围至其消失。

1.3 图像分析 扫描图像均传入AW（GE Healthcare）工作站，由2名经验丰富的主治或以上职称的医师利用GSI Viewer软件进行图像分析与处理，对各参数测量结果取其平均值。分别在常规CT平扫图像、碘基图像、水基图像及有效原子序数图像上划定感兴趣区（ROI）。所有患者的结节出血均为单一，并由图像分析医师与手术及病理科医师共同确定ROI，与结节出血的解剖部位一致。分别测量出血结节及周围正常甲状腺组织的CT值、碘浓度值、水浓度值及有效原子序数值，测量3次取平均值。观察出血结节和周围正常甲状腺组织的能谱曲线，并按公式（1）计算能谱曲线斜率。

斜率=（HU140keV－HU40keV）/（140－40） （1）

1.4 病理诊断 所有病例均手术切除后立即送检，行大体标本及HE染色光镜检查。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，对出血结节及周围正常甲状腺的CT值、碘浓度值、水浓度值、有效原子序数值及能谱曲线斜率进行Wilcoxon秩和检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 甲状腺结节出血的病理诊断和CT表现 本组病例大体标本中均可明确见到结节内呈红褐色或红色的出血成分，光镜下可见大量红细胞或含铁血黄素。其中腺瘤伴出血10例，结节性甲状腺肿伴出血7例。与周围正常甲状腺组织相比，甲状腺出血结节的CT能谱表现具有特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率（图1）。

2.2 能谱CT定量分析 结节出血与周围正常甲状腺组织的碘浓度值、水浓度值、能谱衰减曲线斜率比较，差异有统计学意义（Z=－5.438、－4.679、－5.317，P＜0.01），CT值、有效原子序数值差异有统计学意义（Z=－2.097、－2.230，P＜0.05）。见表1。

图1 女，43岁，甲状腺腺瘤伴出血。CT平扫示甲状腺右叶出血结节（箭）CT值（63.5 HU）与周围正常甲状腺组织（箭头）CT值（62.77 HU）接近，甲状腺左叶为正常甲状腺组织（星号，A）；碘基图示出血结节（箭）碘浓度值（0.382 mg/ml）明显低于周围正常甲状腺组织（箭头）碘浓度值（1.318 mg/ml）（B）；水基图示出血结节（箭）水浓度值（1054.70 mg/ml）明显高于周围正常甲状腺组织（箭头）水浓度值（1027.68 mg/ml）（C）；原子序数图示出血结节（箭）有效原子序数（7.83）低于周围正常甲状腺组织（箭头）有效原子序数（8.30）（D）；CT能谱曲线图示出血结节（红色曲线）的能谱曲线斜率绝对值（0.31）明显低于周围正常甲状腺组织（黄色曲线）1.04（E）；碘/水分布散点图示出血结节（红色）水含量明显高于周围正常甲状腺组织（黄色），而碘含量则明显低于周围正常甲状腺组织（F）；有效原子序数分布直方图示出血结节的有效原子序数（红色）明显低于周围正常甲状腺组织（黄色，G）

表1 出血结节与正常甲状腺组织各能谱CT特征性参数比较（n=17）

3 讨论

甲状腺结节出血常见，无论是急性期大量血细胞堆积还是出血后病灶内出现含铁血黄素沉积[3]，都会使其表现为稍高或等密度病变，常规CT平扫很难发现结节并难与实性结节区分。能谱CT通过高低电压（80 kV和140 kV）的瞬时快速切换以获取两组不同能量的、具有很好的一致性吸收投影数据，故能够进行从数据空间的吸收投影数据到物质密度投影数据的转换[4-5]，提供配对基物质浓度值、能谱衰减曲线、有效原子序数等数据资料。

3.1 甲状腺结节出血的CT能谱表现 本研究结果表明，结节出血与周围正常甲状腺组织的碘浓度值、水浓度值、能谱衰减曲线斜率及CT值、有效原子序数值差异均有统计学意义（P＜0.05）；与周围正常甲状腺组织相比,甲状腺结节出血能谱CT表现具有特征性：等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率，证明CT能谱平扫能有效发现并准确诊断结节出血。出血结节表现为低碘含量、高水含量，可能是由于甲状腺结节出血破坏了甲状腺滤泡细胞，而甲状腺内的碘是以甲状腺球蛋白的形式储存于甲状腺滤泡内，因此碘浓度值明显降低，而出血表现为液态，相对于以实性成分存在的甲状腺结节，水浓度值明显升高。

能谱衰减曲线是由物质本身的化学分子结构决定的，而人体组织成分多为混合性而非单一性，其能谱衰减曲线多不具有特征性，然而类似的能谱衰减曲线可提示同样或类似的物质成分类型[6-7]。本研究发现甲状腺结节出血的能谱曲线随着keV的升高，病灶的CT值出现递减，曲线为弧线下降形，斜率为负值，与李铭等[8]的研究呈弓背向上型不同。在化学元素衰减曲线中，血的能谱衰减曲线接近为一条直线，斜率近乎为0；脂肪的衰减曲线为弓背向上形，即斜率为正值；纤维肌肉组织的衰减曲线为弧线下降形，即斜率为负值；参照上述组织成分的能谱衰减曲线，甲状腺结节出血成分比较复杂，除有血液的成分外，还有瘤体的一些滤泡结构和纤维组织结构，因此能谱衰减曲线应该表现为弧线形，即更接近纤维肌肉组织的衰减曲线。在李铭等[8]的研究中，甲状腺出血结节部分病例为离体标本，是否会造成部分碘流失，致碘浓度值变为负值从而引起上述差异，还需进一步增大样本量来证实。

观察出血结节与周围正常甲状腺组织的曲线形态，发现两者曲线呈相交状态，证明在相交点对应的keV处出血结节和周围正常甲状腺组织的CT值一致，说明单纯依靠单一能量图像不一定能对两者进行区分。同时还发现以两曲线相交点处keV为界，单能量keV值越高或越低，曲线间的离散度越大，即两种成分间的质量吸收系数差异越大，提示进行多keV观察有助于在周围正常甲状腺组织背景下检出出血结节。

当某元素和某物质的质量衰减系数相同时，该元素的原子序数就称为该物质的有效原子序数[9]。本研究中，出血结节与周围正常甲状腺组织的有效原子序数存在明显差异（P＜0.05），直观地反映其由不同成分物质构成。

3.2 鉴别诊断 甲状腺实性结节有时表现为等、高CT值、低碘含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率，与出血结节比较，水含量最具特异性，甲状腺实性结可表现为低或略低水含量，而出血结节为高水含量；甲状腺结节囊变亦可表现为低碘含量、高或等水含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率，但是如果CT值不同，发生囊变的甲状腺结节则表现为明显低密度，而出血结节表现为等、高密度。准确地判定出血结节对于甲状腺结节良恶性的鉴别也有重要意义。结节性甲状腺肿和甲状腺腺瘤病灶较小即出现出血、囊变，与甲状腺癌不同[2]。尤其是病灶较小而出现灶内出血时，应首先考虑良性病变。本组17例均是结节性甲状腺肿和腺瘤合并出血，印证了上述观点。

总之，甲状腺结节出血的CT能谱成像表现具有特征性，表现为等、高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序数及低能谱曲线斜率，可以成为影像学评估甲状腺结节出血的可靠依据，同时也为鉴别甲状腺结节良恶性提供有效参考，为临床提供了一种新的、有效的检查方法。

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（本文编辑 冯 婕）

新书讯

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CT Gemstone Spectral Imaging in Diagnosis of Thyroid Nodule Hemorrhage

Purpose To explore the value of gemstone spectral imaging (GSI) in diagnosis of thyroid nodule hemorrhage. Materials and Methods Seventeen patients with surgery and pathology confirmed thyroid nodule hemorrhage underwent thyroid spectrum CT scan. The CT value, iodine concentration value, water concentration value and the effective atomic ordinal value as well as spectral curve slope of hemorrhagic nodules and surrounding normal thyroid tissue were measured respectively. Results Hemorrhagic thyroid nodules showed equal or high CT value, low concentration of iodine, high concentration of water, low spectral curve slope, and low effective atomic ordinal value on spectral CT imaging. There were statistically significant differences in concentration of iodine value, concentration of water value, and spectral curve slope between hemorrhagic nodules and surrounding normal thyroid tissue (Z=－5.438, －4.679 and －5.317, P＜0.01), and there were statistically significant differences in CT value and effective atomic ordinal value (Z=－2.097 and －2.230, P＜0.05). Conclusion Energy spectrum CT scan is important in detection and accurate diagnosis of thyroid nodule hemorrhage.

Thyroid nodule; Hemorrhage; Tomography, X-ray computed; Spectral imaging

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.05.007

何 磊

Department of Radiology, Hebei General Hospital, Shijiazhuang 050051, China

Address Correspondence to: HE Lei

E-mail: helei198104@sina.com

R445.3；R581

2014-11-24

修回日期：2015-04-20

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第5期：347-350

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(5): 347-350