双能量CT对结直肠癌区域淋巴结性质判定的临床研究

杨雪君， 赵卫， 郑凌琳， 张帆， 杨亚英



·腹部影像学·

双能量CT对结直肠癌区域淋巴结性质判定的临床研究

杨雪君， 赵卫， 郑凌琳， 张帆， 杨亚英

目的：探讨双源双能量CT扫描后碘图中碘浓度及碘图CT值(Overlay值)在结直肠癌转移淋巴结与炎性淋巴结鉴别诊断中的价值。方法：30例结直肠癌患者进行双源双能量CT扫描，分别将双能量动、静脉期增强扫描图像调入双能后处理软件“Liver VNC”，测量局域淋巴结实性部分的动、静脉两期的CT强化值、碘浓度及Overlay值。采用独立样本t检验进行比较，以P<0．05为差异具有统计学意义；并对其敏感性、特异性及受试者工作特性曲线(ROC)进行分析。结果：30例患者共检出105枚局域淋巴结，结直肠癌转移性淋巴结56枚，反应性增生49枚。结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结动、静脉期强化CT值分别为(32.67±11.99)、(38.30±14.65)、(35.48±13.55)和(37.08±15.57)HU；碘浓度分别为(1.58±0.81)、(3.17±1.07)、(1.85±0.90)和(3.56±1.38)mg/mL；Overlay值分别为(35.41±14.66)、(59.58±21.20)、(41.19±14.74)和(65.52±21.46)HU。结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结之间动静脉期碘含量及Overlay值及动脉期强化CT值差异均具有统计学意义(P<0.05)，静脉期强化CT值差异不具有统计学意义(P>0.05)；且动静脉碘浓度诊断转移淋巴结的诊断效能最高(敏感性为88.9%,特异性为73.2%，AUC为0.895)。结论：动脉期碘浓度结直肠癌转移淋巴及反应性增生淋巴结的影像鉴别诊断价值优于动、静脉期的于Overlay值及强化CT值。

结直肠肿瘤； 淋巴结； 假淋巴瘤； 体层摄影术，X线计算机

结直肠癌为消化系统恶性肿瘤中的常见疾病。螺旋CT是结肠直肠癌诊断及术前分期的常规检查方法[1]，结直肠癌转移淋巴结的CT强化值是重要诊断征象之一。由于扫描场内射线的不均质性、噪声、容积效应的影响及病人呼吸运动等因素的影响，使得CT值的可靠性和稳定性具有一定的偏差[2]。故以强化CT值判断淋巴结是否转移的准确率较低[3]。而双源CT双能量增强扫描通过双能软件技术可获得碘图，能够客观的显示病灶强化程度及其强化特点[4]，因此，本文旨在探讨双源CT碘图中碘浓度及Overlay值在结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结鉴别诊断中的价值。

材料与方法

1.研究对象

搜集2013年10月-2015年8月在我院行双源CT双能量增强扫描并经肠镜活检病理证实的53例结直肠癌。纳入标准为患者不伴其它腹部疾病，CT扫描前未行放疗、化疗。所有患者检查前均签署知情同意书。排除病灶周围无淋巴结病变者，无完整手术病理资料者23例。符合标准者共30例，其中男14例，女16例；年龄30～77岁，平均年龄(56.06±14.16)岁。

2.仪器与方法

采用西门子第二代炫速双源CT(Siemens Definition Flash,Siemens Medical Solutions,Forchheim,Germany)。患者检查前均禁食6～8 h，扫描前30 min口服500 mL水作为阴性胃肠对比剂。患者取仰卧位，扫描范围自膈顶至耻骨联合水平，行常规平扫及双能量增强扫描。平扫时扫描参数为管电压120 kV，管电流250 mA，开启CARE kV及CARE Dose 4D，准直128×0.6 mm，转速0.33 s/r，螺距0.85。增强扫描范围与平扫相同，选择双能量模式，A球管管电压100 kV，管电流250 mA；B球管管电压Sn140 kV；螺距0.85，视野512 mm×512 mm；对比剂采用碘普罗胺(370 mg I/mL)，剂量为1.5 mL/kg，生理盐水10～20 mL，以3.0 mL/s经肘静脉注入，采用对比剂示踪法(bolus tracking)触发启动扫描，触发点为肾动脉开口层面的腹主动脉，触发阈值为100 HU。

3.手术及取材标准

手术均遵照全结肠系膜切除(complete mesocolic excision,CME)的原则进行[5]，标本取材原则是尽可能选取以显示病灶的靶平面图像一致的层面切开，并在与靶平面ROI一致的区域行淋巴结取材，进行最终病理结果确定[6]，靶淋巴结情况:转移淋巴结56例，反应增生淋巴结49例。

4.图像分析及后处理

在MMWP后处理工作站上，分别将动脉期、静脉期100 kVp及Sn140 kVp两组薄层数据一并调入双能量(dual energy,DE)软件，利用工具软件观察，观察范围为结肠直肠癌发生的部位以及与手术清扫范围一致的结直肠癌区域淋巴结，包括肠旁淋巴结、中间淋巴结、中央淋巴结[7]。记录淋巴结数量、实性部分平扫CT值及增强后CT值，计算淋巴结动脉期及静脉期增强CT值与平扫CT值之差。后选择“Liver VNC”模式进行碘浓度及Overlay值的测量，利用工具软件定义圆形ROI(约50 mm2)于相应病变淋巴结实质组织, 若淋巴结较小时适当减小面积，若淋巴结较大则选取2个以上同样大小的ROI，取其平均值。可分别得到动、静脉期二种不同性质淋巴结碘浓度及Overlay值。

5.统计学分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，分别对增强动脉期、静脉期结直肠癌转移淋巴结及反应性增生淋巴结的强化CT值、碘浓度及Overlay值采用独立样本t检验进行比较，先对各组进行方差齐性分析，当方差齐时，行独立样本t检验分析，当方差不齐时，行校正t'检验分析，以P<0．05为差异具有统计学意义。再对动静脉期强化CT值、碘浓度及Overlay值诊断转移淋巴结及反应性增生淋巴结的敏感性、特异性及受试者工作特性曲线(ROC)进行分析。

结 果

30例结直肠癌，其中升结肠癌8例，横结肠癌2例，乙状结肠癌4例，直肠癌16例。共发现区域淋巴结105枚，其中结肠癌转移淋巴结56枚(53.33%)，反应性增生淋巴结49枚(46.67%)。结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结动、静脉期强化CT值、碘浓度及静脉期Overlay值之间进行方差分析，差异无统计学意义(P>0.005)。结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结动脉期强化CT值分别为(32.67±11.99)和(38.30±14.65) HU，其差异具有统计学意义(t=2.011，P=0.047)；静脉期强化CT值分别为(35.48±13.55)和(37.08±15.57) HU，其差异不具有统计学意义(t=0.506，P=0.615>0.05)。结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结动脉期碘浓度分别为(1.58±0.81)和(3.17±1.07) mg/mL，其差异具有统计学意义(t=7.551，P=0.000)；静脉期碘浓度分别为(1.85±0.90)和(3.56±1.38) mg/mL，其差异具有统计学意义(t=6.562,P=0.000)；静脉期转移淋巴结与反应性增生淋巴结Overlay值分别为(41.19±14.74)和(65.52±21.46) HU，其差异具有统计学意义(t=5.957,P=0.000)。两种淋巴结动脉期Overlay值分别为(35.41±14.66)和(59.58±21.20) HU，将其两者之间进行方差分析，差异有统计学意义(F=8.192，P=0.005)，方差不齐，采用校正t检验，其差异具有统计学意义(t'=5.914，P=0.000，表1)。利用动脉期强化CT值诊断转移淋巴结时，敏感度为41.7%，特异度为80.4%，假阳性率58.3%，假阴性率19.6%，AUC(ROC曲线下面积)为0.618，静脉期强化CT值诊断转移淋巴结时，敏感度为41.7%，特异度为81.4%，假阳性率58.3%，假阴性率18.6%，AUC为0.535；动脉期碘浓度诊断转移淋巴结时，敏感度为88.9%，特异度为73.2%，假阳性率11.1%，假阴性率26.8%，AUC为0.895，静脉期碘浓度诊断转移淋巴结时，敏感度为69.4%，特异度为87.5%，假阳性率30.6%，假阴性率12.5%，AUC为0.859；利用动脉期Overlay值诊断转移淋巴结时，敏感度为77.8%，特异度为73.2%，假阳性率22.2%，假阴性率26.8%，AUC为0.819，静脉期Overlay值诊断转移淋巴结时，敏感度为83.3%，特异度为76.8%，假阳性率16.7%，假阴性率23.2%，AUC为0.837(表2、图1)。

图1 蓝线代表动脉期碘浓度，绿色代表动脉期Overlay值，黄色代表动脉期CT强化值；浅褐色代表静脉期碘浓度，紫色代表静脉期Overlay值，红色代表静脉期CT强化值。

对比项目转移淋巴结反应性增生淋巴结t值P值动脉期 强化CT值平均值(HU)32.67±11.9938.30±14.652.0110.047 碘浓度平均值(mg/mL)1.58±0.813.17±1.077.5510.000 Overlay值平均值(HU)35.41±14.6659.58±21.205.9140.000静脉期 强化CT值平均值(HU)35.48±13.5537.08±15.570.5060.615 碘浓度平均值(mg/mL)1.85±0.903.56±1.386.5620.000 Overlay值平均值(HU)41.19±14.7465.52±21.465.9570.000

表2 依据动、静脉淋巴结强化CT值、碘浓度及Overlay值诊断效能对比

讨 论

根据物质在不同管电压下对X线的吸收系数不同的原理，双源CT能量扫描采用双球管、双探测器同时进行数据采集，通过碘在高低管电压球管扫描时发出的不同能量下的衰减趋势与其他组织衰减趋势的明显差异，将碘从图像中单独提取出来并配以伪彩，形成碘图。其中在碘图上所测的病变淋巴结的CT值(Overlay)值即为病变净强化值，而碘浓度则为每个体素内的碘的浓度值，通过碘图中碘对比剂的强化程度，能够直接反映出病灶的血流灌注分布情况，相比常规CT强化值能够更加准确、稳定地分析轻微强化的病灶[8-9]。目前国内外文献中多用Overlay值或碘浓度体现碘的分布情况，少有两者对病灶诊断效能的对比研究。

本研究结果表1显示，结直肠癌转移性淋巴结动静脉期的强化CT值、碘浓度及Overlay值均低于反应性增生淋巴结，与Tawfik等[10]研究颈部淋巴结的结论相同。淋巴结内的血流灌注主要与淋巴结中微血管密度(MVD)有关，在肿瘤血管最密集部位的微小血管数值称之为微血管密度，是肿瘤血管生成评估的金标准[11]，当MVD升高时，病灶强化程度也将升高。本研究得到转移淋巴结强化CT值、碘浓度及Overlay值均低于反应性增生淋巴结，主要是由于转移淋巴结中的MVD低于反应性增生淋巴结[10，12]。Naresh等[13-14]学者认为这种现象与淋巴结肿本身存在的抗肿瘤血管形成因子作用使转移淋巴结中MVD下降有关。同时反应性淋巴结坏死少见,血流类型以中心型和边缘型为主，而转移淋巴结坏死多见,血流灌注类型则多以边缘型为主[15]，这进一步解释了转移淋巴结强化CT值、碘浓度及Overlay值均低于反应性增生淋巴结的原因。

结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结的动静脉期碘浓度、Overlay值及动脉期强化CT值之间均有统计学差异，可以认为动静脉期碘浓度、Overlay值及动脉期强化CT值对结直肠癌转移淋巴结及反应性增生淋巴结的鉴别诊断有一定的意义。本研究显示动、静脉期碘浓度及Overlay值在结直肠癌转移淋巴结与反应性增生淋巴结的鉴别诊断上的敏感性及特异性均大于强化CT值对诊断转移淋巴结的敏感性、特异性，且碘浓度、Overlay值ROC曲线下面积也远大于强化CT值的曲线下面积。说明动、静脉期两期碘浓度及Overlay值对两种淋巴结的鉴别诊断价值均要优于强化CT值的测量，且动脉期碘浓度的诊断效能最高，为三种诊断结直肠癌转移淋巴结的方法之中的最佳选择方案。而在本研究中利用动静脉期强化CT值诊断结直肠癌淋巴结是否转移的假阳性率高达58.3%、58.3%，分析原因可能有两点：一是由于图像的噪声、容积效应的影响及测量误差等因素的影响，使得测量的增强前后的CT值存在一定的误差；二是由于不同BMI指数的患者所注射造影剂总量不同而导致病灶强化程度的不同，而导致了假阳性率的升高。由于对比剂的主要成份为碘剂，而碘图对碘剂沉积极为敏感，能在一定程度上减少背景CT值和容积效应的干扰。此外，单能谱成像能避免或减少常规CT混合成像时混合能力X线频率波动(固有硬化效应)的影响，能得到更为稳定、精准的CT值[16]。故相较于常规CT上由于硬化伪影和CT值漂移的影响，碘图能客观、直接的反映不同病变淋巴结内的碘剂浓度分布差异及强化程度差异，为结直肠癌淋巴结病变的定性、分级提供指导意见。

图2 患者，女，64岁。a) 升结肠中分化腺癌并周围淋巴结反应性增生(箭)； b) 升结肠癌周围增生淋巴结碘图。 图3 患者，男，51岁。a) 直肠中高分化腺癌，并周围淋巴结转移(箭)； b) 直肠癌周围淋巴结转移碘图。

综上，本研究应用双源CT双能量成像后处理得直肠癌转移淋巴结动静脉期两期强化CT值、碘浓及Overlay值均小于反应性增生淋巴结。动、静脉期碘浓度、Overlay值及动脉期强化CT值对结直肠癌转移淋巴及反应性增生淋巴结的影像鉴别诊断均有一定的意义，但动脉期碘浓度对两种淋巴结的鉴别诊断的诊断效能最高。本文也有不足之处，由于为初步研究，尚未对结直肠癌不同病理分级的转移淋巴结进行对比分析, 有待扩大样本量进行下一步深入探讨。

[1] 周瀚，杨志刚，闵鹏秋．胃癌中上腹部淋巴结转移的螺旋CT特征[J]．实用医院临床杂志，2013，10(4)：72-75．

[2] 兰永树，黄文龙，朱德强，等.影响CT值的因素及对策的探讨[J]．实用放射学杂志，2006，22(3)：352-355．

[3] Derya Tezcan,Aysel Türkvatan,Mehmet Akif Türkoglu,et al.Preoperative staging of colorectal cancer: accuracy of single portal venous phase multidetector computed tomography[J].Clinical Imaging,2013,37(6):1048-1053.

[4] Boellaard TN，Henneman ODF，Streekstra GJ，et al.The feasibility of colorectal cancer detection using dual-energy computed tomography with iodine mapping[J].Clinical Radiology，2013，68(4):799-806.

[5] 刘荫华，姚宏伟．结直肠癌外科手术的原则与进展[J]．中华消化外科杂志，2013，12(6)：401-404．

[6] 李现红，李红梅，臧金林，等．64排螺旋CT灌注成像技术在直肠癌术前评估中的应用价值[J]．中国肿瘤外科杂志，2014，6(4)：80-84．

[7] 刘荫华，姚宏伟．日本《大肠癌诊疗规范》解读与结直肠癌手术实践[J]．中国实用外科杂志，2012，32(9)：709-713．

[8] Kaufmann S,Sauter A,Spira D，et al．Tin-filter enhanced dualenergy-CT:image quality and accuracy of CT numbers in virtual noncontrast imaging[J].Acad Radiol，2013，20(7):596-603．

[9] 王芳,高剑波,梁盼.标准化碘浓度在胃癌分化程度鉴别及淋巴结性质判定中的价值[J].放射学实践，2014，29(9):1012-1015.

[10] Tawfik AM,Razek AA,Kerl JM,et al.Comparison of dual-energy CT-derived iodine content and iodine overlay of normal,inflammatory and metastatic squamous cell carcinoma cervical lymph nodes[J].Eur Radiol,2014,24(3):574-580.

[11] 章斐然，郑仰，陈君填，等．胃癌淋巴管密度、微血管密度水平及其临床意义[J]．临床肿瘤学杂志，2014， 19(6)：530-534．

[12] 王爱亮，刘志强，陆信仰，等．直肠癌中环氧化酶2、血管内皮生长因子C的表达及与血管生成、淋巴管生成相关性的研究[J]．中华临床医师杂志，2012,6(3)：1300-1304．

[13] Naresh KN，Nerurkar AY，Borges AM，et al．Angiogenesis is redundan for tumour growth in lymph node metastases[J]．Histopathology，2001，38(3)：466-470．

[14] 袁欣，白世祥，刘菊，等.食管癌原发灶及转移淋巴结血管内皮生长因子和微血管形成的测定[J].肿瘤防治杂志，2001，8(3)：251-252．

[15] 欧阳林，周水添，陈妙红，等．淋巴结病变CT灌注时间-密度曲线形态变异及其临床意义[J].中国医学影像技术杂志，2012，28(7)：1326-1330．

[16] 曾炳亮，桂绍高.双源CT 能谱成像技术在淋巴瘤与转移性淋巴瘤鉴别诊断中的应用研究[J].江西医药，2015，50(3)：195-198．

Clinical research of dual-energy CT diagnosis of the regional lymph nodes in colorectal cancer

YANG Xue-jun,ZHAO Wei,ZHENG Ling-ling,et al.

Medical Imaging Department,the First Affiliated Hospital,Kunming Medical University,Kunming 650032,China

Objective：To explore the value of Iodine content and overlay value in dual-energy CT for differential diagnosis of the inflammatory and metastatic lymph nodes in colorectal cancer.Methods:30 colorectal cancer patients recieved dual energy CT scan with pathologically confirmed 102 enlarged lymph nodes.The enhanced images of arterial and venous phases of dual energy CT were transferred to dual energy postprocessing software "Liver VNC",the CT enhanced value,iodine concentration and overlay values of solid parts of the lymph nodes in arterial and venous phase were measured respectively.Results:30 patients were detected with 105 pieces of local lymph nodes,metastatic colorectal cancer lymph node 56,reactive hyperplasia of 49.Colorectal cancer metastasis and lymph node hyperplasia of reactivity lymph node arterial and venous Ihase contrast enhanced CT value were (32.67±11.99)HU、(38.30±14.65)HU、(35.48±13.55)HU、(37.08±15.57)HU;Iodine concentration were (1.58±0.81)mg/mL、(3.17±1.07)mg/mL、(1.85±0.90)mg/mL、(3.56±1.38)mg/mL;Overlay values were (35.41±14.66)HU、(59.58±21.20)HU、(41.19±14.74)HU、(65.52±21.46)HU.Colorectal cancer metastasis and lymph node reactive hyperplasia of lymph nodes between arterial and arterial phase iodine content and overlay and venous phase of enhanced CT value differences were statistically significant (P<0.05),difference of enhanced CT value in venous phase is not statistically significant (P>0.05).Arterial iodine concentration was the most valuable in diagnosis of metastatic lymph nodes (the sensitivity,specificity and AUC was 88.9%,73.2%,0.895).Conclusion:The imaging differential diagnosis of metastatic lymph nodes and reactive hyperplastic lymph nodes in the arterial phase is better than that of overlay and CT in the dynamic and venous phase.

Colorectal neoplasms; Lymph nodes; Pseudolymphoma; Tomography,X-ray computed

650032 昆明，昆明医科大学第一附属医院医学影像科

杨雪君(1990-)，女，湖北十堰人，硕士，住院医师，主要从事腹部影像诊断工作。

云南省卫生科技计划资助项目(2014NS158)

杨亚英，E-mail：yayingyang@163.com

R814.42； R735.34； R322.25； R551.2

A

1000-0313(2016)10-0957-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.10.012

2015-12-02

2016-04-26)