双源CT鉴别诊断炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结

张 帆 ZHANG Fan

张隐笛 ZHANG Yindi

郑 冬 ZHENG Dong

雷 静 LEI Jing

王元玲 WANG Yuanling

杨亚英 YANG Yaying

双源CT鉴别诊断炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结

张 帆 ZHANG Fan

张隐笛 ZHANG Yindi

郑 冬 ZHENG Dong

雷 静 LEI Jing

王元玲 WANG Yuanling

杨亚英 YANG Yaying

作者单位
昆明医科大学第一附属医院医学影像科云南昆明 650032

目的 探讨双源CT双能量扫描中碘含量及能谱曲线对炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结诊断的临床价值。资料与方法 收集有完整双能量扫描资料并经肠镜或手术病理证实的30例炎症性肠病（15例溃疡性结肠炎、15例克罗恩病）共51枚反应性增生淋巴结及20例结直肠癌共35枚转移淋巴结进行回顾性分析。测量反应性增生淋巴结及转移性淋巴结的碘含量；并比较2种不同病理性质淋巴结的能谱曲线斜率，采用受试者工作特性曲线，选取鉴别诊断2种不同病理性质淋巴结的最佳敏感度和特异度。结果 动脉期炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结碘含量分别为（2.66±0.70）mg/ml、（1.65±0.81）mg/ml，曲线斜率分别为2.81±0.56、0.14±0.09，反应性增生淋巴结与转移性淋巴结两者的动脉期碘含量及能谱曲线斜率差异均有统计学意义（P＜0.05）。且能谱曲线斜率对炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结的诊断效能高于碘含量，其敏感度为96.7%，特异度为76.7%，曲线下面积为0.846。结论 双源CT双能量动脉期测量碘含量及能谱曲线斜率对炎症性肠病反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结的鉴别诊断具有一定的意义，且能谱曲线斜率优于碘含量。

炎症性肠疾病；淋巴结；增生；结直肠肿瘤；淋巴转移；体层摄影术，X线计算机；诊断，鉴别

炎症性肠病（inflammatory bowel disease，IBD）为一类反复发作的消化系统慢性炎症肠道疾病，主要包括克隆恩病（Crohn's disease，CD）与溃疡性结肠炎（ulcerative colitis，UC）等。流行病学调查显示，在发展中国家近20年中本病发病率呈大幅上升趋势[1-2]；国外文献报道，IBD已成为结直肠癌的高危因素之一，与IBD相关的结直肠癌虽仅占1%～2%，但仍有10%～15%的IBD患者最终因结直肠癌死亡[3-4]。对发生癌变的IBD患者早发现早治疗，对其预后具有重要的临床意义[5-7]。目前双能量能谱成像技术主要应用于颈部淋巴结病变及结直肠癌肿大淋巴结病变的定性诊断[8-9]。本研究通过双源CT双能量技术对IBD及结直肠癌患者病变区域肿大淋巴结的分析，探讨其在IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结鉴别诊断中的价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2015年2月—2016年5月于昆明医科大学第一附属医院初诊的30例IBD患者（15例UC、15例CD）和20例结直肠癌患者（升结肠癌9例、直肠癌11例）的双能量CT图像。所有患者均行双源CT双能量增强扫描并经手术或消化道内镜病理证实，其中男30例，女20例；年龄18～80岁，平均（48.0±18.4）岁。患者均无其他腹部疾病，所有患者检查前均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Definition Flash 双源CT（Somatom Definition，Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）扫描仪，患者检查前禁食6～8 h，检查前30 min饮水500 ml作为阴性胃肠对比剂，患者取仰卧位接受常规平扫、双能量动静脉期增强扫描，扫描范围自膈顶至耻骨联合水平。采用双筒高压注射器经肘静脉注射碘普罗胺（370 mgI/ml），剂量1.5 ml/kg，流速3.0 ml/s，采用对比剂自动跟踪触发启动扫描，触发点为肾动脉开口层面腹主动脉，触发阈值100 HU，延迟5 s行动脉期扫描，延迟25 s行静脉期扫描。扫描参数：平扫管电压120 kV，管电流250 mA；双能量增强扫描选择双能量模式，A球管管电压100 kV，管电流250 mA，B球管管电压Sn140 kV，管电流178 mA；螺距0.85，矩阵512×512，视野（FOV）330 mm；开启智能最佳管电压技术（CARE kV）及自动管电流调节技术（CARE Dose 4D）[10]，准直 128×0.6 mm，转速 0.33 s/r，螺距因子0.85。

1.3 图像后处理及分析 由2名主治医师进行图像后处理及图像诊断分析，将增强扫描100 kV及Sn140 kV图像数据调入Siemens Syngo MMWP后处理工作站，观察范围为IBD病变区域淋巴结与结直肠癌发生部位及手术清除范围一致的区域淋巴结，选择“Liver VNC”模式获得碘图进行碘含量测定，经“Mono Energetic”模式得到60～180 keV一系列能谱图像，利用工具定义50 mm2圆形感兴趣区（ROI），选择病变区域淋巴结实性部分，避开血管、液化坏死区及钙化区，若淋巴结较小时适当减小面积；若淋巴结较大则选取2个以上相近大小的ROI，然后合并计算，取其平均值。可得到不同性质淋巴结碘含量及60～180 keV下CT值变化的能谱曲线，计算其能谱曲线斜率，取60 keV及180 keV两点连线所画直线以计算其斜率，斜率= 60～180 keV CT值/100，当斜率为负值时，曲线为“上升型”；斜率为正值时，曲线为“下降型”。

1.4 取材标准 选取内镜或手术病理证实IBD患者病变肠壁周围区域反应增生性淋巴结进行分析测量；结直肠癌患者选取全结肠系膜切除术后，病变肠壁周围术后病理证实的转移性淋巴结进行分析测量[11]。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，增强扫描动脉期反应增生性淋巴结与转移性淋巴结的碘含量及能谱曲线斜率参数符合正态分布，组间比较采用成组资料t检验；碘含量与能谱曲线斜率对于鉴别诊断2种淋巴结的敏感度、特异度采用受试者工作特性（ROC）曲线进行分析。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

50例患者中，共86枚淋巴结，淋巴结长径0.5～1.5 cm。30例IBD患者中，共发现炎症病变区域反应性增生淋巴结51枚（59.3%）；20例结直肠癌患者中，发现癌变区域转移性淋巴结35枚（40.7%）。

2.1 能谱曲线及碘含量相关结果 动脉期IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结碘含量差异均有统计学意义（t=6.018，P＜0.05），见表1。2种性质的淋巴结单能量值60～180 keV，随着单能量值升高，CT值均逐渐递减，且单能量值越高，CT值降低幅度越小，2种性质的淋巴结能谱曲线在60～180 keV下均呈下降型（图1～3），能谱曲线斜率差异有统计学意义（t=28.02，P＜0.05）。

表1 动脉期IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结碘含量及曲线斜率比较（x±s）

2.2 碘含量及能谱曲线斜率诊断效能分析 动脉期IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结诊断效能分析见图4。碘含量ROC曲线下面积为0.776，鉴别2种病变淋巴结的敏感度为73.3%，特异度为70.0%；能谱曲线斜率的曲线下面积为0.846，敏感度为96.7%，特异度为76.7%。

3 讨论

双源CT双能量能谱分析是目前CT发展中的新技术和新趋势，双能量扫描根据不同物质在不同能量下衰减情况不同的特性，实现物质成分的分离。双能量碘图能显示图像中碘的分布，能够对淋巴结的碘浓度进行定量评估，从而反映淋巴结血流灌注分布情况[12]。本研究显示，IBD反应性增生淋巴结内的碘含量明显高于结直肠癌转移性淋巴结（P＜0.05），推测与炎症性反应增生淋巴结皮质内含大量次级淋巴小结，淋巴滤泡增大，数目增多，淋巴细胞丰富，髓索增厚，髓窦内皮细胞增多，小血管明显增大有关。而结直肠癌转移性淋巴结虽肿瘤生成因子刺激形成丰富的新生血管，但由于基底膜发育欠完善、内皮细胞连接松散，因此对于不同淋巴结新生血管生成具有不同速度和分布不均匀的特点[13]。另外，在转移性淋巴结中，肿瘤细胞从外部到达淋巴结，并定居在包膜下窦，是一个向心性发展过程，因此转移性淋巴结周围血管的形成较为常见，致转移性淋巴结中央血供延迟或下降[14]。邵琦等[15]对转移性淋巴结研究发现，肿瘤侵犯的淋巴结中央区常因血供不足出现坏死液化，从而使结直肠癌转移性淋巴结碘含量低于IBD反应性增生淋巴结。

图1 男，45岁，UC，结肠壁明显增厚并区域淋巴结反应性增生。动脉期碘图碘含量为2.1 mg/ml（箭，A）；反应性增生淋巴结能谱曲线呈下降型（B）；病理示隐窝结构紊乱，固有层弥漫性重度炎症细胞浸润，见隐窝脓肿（HE，×400，C）；内镜下乙状结肠充血水肿糜烂（D）

图2 男，52岁，CD并区域淋巴结反应性增生。动脉期碘图碘含量为2.6 mg/ml（箭，A）；反应性增生淋巴结能谱曲线呈下降型（B）；病理下隐窝结构异常，黏膜中-重度慢性炎，局部见裂隙状溃疡（HE，×400，C）；内镜下回盲末端溃疡、息肉样增生（D）

图3 女，37岁，直肠黏液腺癌并肠旁淋巴结转移。动脉期碘图碘含量为1.3 mg/ml（箭，A）；反应性增生淋巴结能谱曲线呈下降型（B）；病理示直肠高-中分化腺癌，腺体紊乱，大量异型性细胞浸润，不规则深染的细胞核位于中央（HE，×400，C）

物质的CT值衰减曲线由组成物质的化学成分决定。不同物质的能谱曲线因其化学成分的不同而具有差异。这种曲线以CT值的改变为依托，使每个单能量点均具有相对应的精确CT值，因此能谱曲线可用于对不同组织成分进行定量分析，获得组织化学成分的有价值的信息[16]。本研究发现，IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结在60～180 keV内的动脉期能谱曲线斜率差异有统计学意义（P＜0.05），并且2种淋巴结组织不但在不同单能量水平下的CT值不同，且在60～180 keV能量水平下表现出一定规律，推测2种不同病理性质淋巴结动脉期能谱曲线斜率不同，其原因可能是两者淋巴结组织成分不同，IBD反应性增生淋巴结主要是正常淋巴组织，内富含大量炎症细胞；而转移性淋巴结的正常淋巴组织被肿瘤组织细胞替代，两者对X线的衰减程度不同，因此能谱曲线的斜率存在差异，尽管两组淋巴结斜率曲线均为正值，呈下降型曲线，但由于2种淋巴结对碘对比剂的吸收差异，2种淋巴结组织所得2条能谱衰减曲线不重合，斜率不相同。

图4 碘含量及能谱曲线斜率诊断效能的ROC曲线

正常情况下浅表淋巴结体积较小，其直径大多＜0.5 cm，质地柔软光滑，活动度大[17]。当人体器官发生炎症感染时，细菌随淋巴液经过淋巴结，淋巴细胞产生淋巴因子或抗体，种植于病变部位以消灭细菌，可相应地引起病变区域淋巴结反应性增生肿大。当患恶性肿瘤时，肿瘤细胞也常沿淋巴管发生转移，肿瘤细胞在淋巴结内停留、分裂增生，导致病变区域相应淋巴结持续性肿大[18]。目前影像学检查是观察与评价淋巴结的最佳方法，评价要点主要包括淋巴结大小（短径、长径、最大横截面积）、密度、边缘、形态及强化方式等。一般情况下淋巴结越大，发生转移的可能性越大，当小肠病变伴淋巴结＞1 cm时需警惕小肠癌变可能[19-20]。双源CT双能量技术较常规CT具有快速成像、功能成像的功能，可获得常规混合能量图像、多种基础物质及40～140 keV内101种连续单能量图像。突破传统CT采用的单参数和混合能量成像，不仅能观察淋巴结的形态学信息，且能通过混合能量图像 、单能量图像 、碘基图等物质分离图像，对淋巴结进行多能量参数综合定量及定性分析，有利于鉴别淋巴结良恶性[21-22]。Gong等[23]利用双能量CT研究发现碘含量在诊断大肠癌高低分化程度中有一定的临床意义。金梅等[24]利用能谱CT研究发现在甲状腺良恶性结节之间碘能量及能谱曲线斜率均有差异。目前双能量CT能谱分析多应用于颈部淋巴结病变及大肠癌转移性淋巴结的鉴别诊断，而对于IBD反应性增生淋巴结的研究较为少见。

本研究的局限性：①病例数有限，未对不同类型的IBD反应性增生淋巴结进行对比分析；②未对双能量成像中静脉期的碘含量及曲线斜率进行分析比较；③本研究的2种方法对2种类型淋巴结的鉴别诊断特异度均不够高；④结肠镜可能漏诊炎症性病变癌变的情况，未手术切除的淋巴结转移瘤亦可能漏诊。因此，有待进一步扩大样本探索更完善的具有鉴别诊断能力的影像学方法及指标。

总之，双能量成像中动脉期碘含量及能谱曲线斜率对IBD反应性增生淋巴结与结直肠癌转移性淋巴结的鉴别诊断具有一定的意义，其结果为IBD的诊断及本病是否发生癌变提供了新的思路，为腹部淋巴结的影像学定性诊断提供了新的探索方向。

[1] Magro F, Langner C, Driessen A, et al. European consensus on the histopathology of inflammatory bowel disease. J Crohns Colitis, 2013, 7(10): 827-851.

[2] Dignass A, Eliakim R, Magro F, et al. Second european evidence-based consensus on the diagnosis and management of ulcerative colitis part 1: definitions and diagnosis. J Crohns Colitis, 2012, 6(10): 965-990.

[3] Ouaïssi M, Maggiori L, Alves A, et al. Colorectal cancer complicating inflammatory bowel disease: a comparative study of Crohn's disease vs ulcerative colitis in 34 patients.Colorectal Dis, 2011, 13(6): 684-688.

[4] Herszenyi L, Miheller P, Tulassay Z. Carcinogenesis in inflammatory bowel disease. Dig Dis, 2007, 25(3): 267-269．

[5] 中华医学会病理学分会消化病理学组筹备组, 中华医学会消化病学分会炎症性肠病学组. 中国炎症性肠病组织病理诊断共识意见. 中华病理学杂志, 2014, 43(4): 268-274.

[6] 陈倩云, 张丽娟, 范恒, 等. EMT与炎症性肠病和结肠炎相关性结直肠癌的研究进展. 世界华人消化杂志, 2016, 24(16):2498-2505.

[7] 李景南. 炎症性肠病与结直肠癌. 中华内科杂志, 2014,53(5): 351-353.

[8] 李青青, 邓亚敏, 马小锋, 等. 双能量CT成像鉴别诊断颈部鳞癌转移淋巴结与淋巴结结核. 中国医学影像学杂志,2015, 23(3): 161-164.

[9] Kato T, Uehara K, Ishigaki S, et al. Clinical significance of dual-energy CT-derived iodine quantification in the diagnosis of metastatic LN in colorectal cancer. Eur J Surg Oncol, 2015,41(11): 1464-1470.

[10] 顾海峰, 高娟, 李林, 等. 双源CT的最新技术与进展研究.医疗卫生装备, 2014, 35(5): 105-107, 121.

[11] 中华医学会消化病学分会炎症性肠病学组. 炎症性肠病诊断与治疗的共识意见(2012年•广州). 中华内科杂志, 2012,51(10): 818-831.

[12] 饶艳莺, 杨文洁, 刘博, 等. 双能CT对肺癌淋巴结分期的可行性研究:碘浓度与纵隔淋巴结转移的相关性分析. 放射学实践, 2013, 28(7): 759-762.

[13] 廖茜, 汪俊萍, 白人驹, 等. CT灌注成像鉴别兔腋窝炎性增生性与转移性淋巴结. 中国医学影像技术, 2011, 27(12):2423-2426.

[14] 陈淑香, 尹化斌, 高峰, 等. 全身MR扩散加权成像在鉴别淋巴结肿大原因的应用研究. 临床放射学杂志, 2015, 34(5):780-784.

[15] 邵琦, 陈丽羽, 周玲燕, 等. 颈部转移性淋巴结超声造影时间一强度曲线分析. 肿瘤学杂志, 2016, 22(1): 33-38.

[16] Heye T, Nelson RC, Ho LM, et al. Dual-energy CT applications in the abdomen. Am J Roentgenol, 2012, 199(5 Suppl):S64-S70.

[17] 王屹. 直肠癌转移性淋巴结影像诊断及其临床应用. 中华胃肠外科杂志, 2016, 19(6): 630-633.

[18] 应伟荣, 陈松宽. 双能量CT扫描在淋巴瘤与淋巴转移瘤鉴别诊断中的应用. 中国现代医生, 2015, 53(27): 104-108.

[19] 解骞, 窦娅芳, 梁宗辉, 等. 256层多排螺旋CT小肠成像对小肠炎症性病变的临床应用研究. CT理论与应用研究,2013, 22(2): 329-338.

[20] 叶小青, 潘昌远. 多层螺旋CT在消化系统常见肿瘤淋巴结转移诊断中的临床价值. 医学影像学杂志, 2015, 25(4):735-737.

[21] Kraśnicki T, Podgórski P, Guziński M, et al. Novel clinical applications of dual energy computed tomography. Adv Clin Exp Med, 2013, 21(6): 831-841.

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

[23] Gong HX, Zhang KB, Wu LM, et al. Dual energy spectral CT imaging for colorectal cancer grading: a preliminary study.PLoS One, 2016, 11(2): e0147756.

[24] 金梅, 刘力, 林奕军, 等. 双源CT碘图与能谱曲线技术在甲状腺结节鉴别诊断中的应用. 医学影像学杂志, 2016,26(12): 2203-2207.

（本文编辑 周立波）

Dual-source CT in Differential Diagnosis of Inflammatory Bowel Disease Reactive Hyperplasia Lymph Nodes and Metastatic Lymph Nodes of Colorectal Cancer

Purpose To explore the clinical value of iodine content and energy spectrum in dual-source dual-energy CT scan in the diagnosis of inflammatory bowel disease reactive hyperplasia lymph nodes (LNs) and metastatic LNs in patients with colorectal cancer.Materials and Methods Complete dual energy scanning data of 51 reactive LNs in 30 patients with inflammatory bowel disease (15 cases of ulcerative colitis, 15 cases of Crohn's disease) and 35 metastatic LNs in 20 patients with colorectal cancer confirmed by colonoscopy or pathology were collected and retrospectively analyzed. The iodine contents of reactive hyperplasia LNs and metastatic LNs were detected and the slopes of energy spectrum curves were compared between the two different pathological LNs. Moreover, the receiver operating characteristic curve was applied to determine the optimum sensitivity and specificity of differential diagnosis of these two kinds of LNs. Results The iodine contents of inflammatory bowel disease reactive hyperplasia LNs and metastatic LNs in patients with colorectal cancer in arterial phase were (2.66±0.70) mg/ml and (1.65±0.81) mg/ml, and the slopes of curves were 2.81±0.56 and 0.14±0.09, respectively. There were significant differences in the iodine contents and the slopes of the energy spectral curves between these two kinds of LNs in arterial phase (P＜0.05). Moreover, the diagnostic efficacy of energy spectrum curve slope, of which the sensitivity, specificity and area under the curve was 96.7%, 76.7% and 0.846, respectively; was higher than those of iodine content in diagnosing inflammatory bowel disease reactive hyperplasia LNs and metastatic LNs. Conclusion Dual-source dual-energy CT-derived arterial phase measurement of iodine content and slope of energy spectral curve has certain significance for differential diagnosis of inflammatory bowel disease reactive hyperplasia LNs and metastatic LNs, and the slope of spectral curve is superior to iodine.

Inflammatory bowel diseases; Lymph nodes; Hyperplasia; Colorectal neoplasms; Lymphatic metastasis; Tomography, X-ray computed; Diagnosis, differential

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.09.007

杨亚英

Department of Imaging, the First Affiliated Hospital, Kunming Medical University,

Kunming 650032, China

Address Correspondence to: YANG Yaying E-mail: yayingyang@163.com

昆明医科大学研究生教育管理创新基金项目（2016S16）。

R735.3；R814.42

2017-04-24

修回日期： 2017-06-11

中国医学影像学杂志

2017年 第25卷 第9期：662-665，670

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (9): 662-665, 670