宝石能谱CT在鉴别良恶性胸腔积液中的应用价值

张喜荣 ，贺太平 ，杨创勃 ，贾永军 ，田 欣 ，郭长义

（1.陕西中医药大学医学技术学院，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学附属医院医学影像科，陕西 咸阳 712000；3.陕西中医药大学第二附属医院CT室，陕西 咸阳 712000）

论 著

宝石能谱CT在鉴别良恶性胸腔积液中的应用价值

张喜荣1，2，贺太平2，杨创勃2，贾永军2，田 欣2，郭长义3

（1.陕西中医药大学医学技术学院，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学附属医院医学影像科，陕西 咸阳 712000；3.陕西中医药大学第二附属医院CT室，陕西 咸阳 712000）

目的：探讨宝石能谱CT在良恶性胸腔积液鉴别诊断中的应用价值。方法：经临床确诊的14例良性胸腔积液（8例肺炎，5例肺结核，1例肺囊虫病）和15例恶性胸腔积液（5例肺腺癌，4例肺鳞癌，2例肺腺鳞癌，4例转移性）行宝石能谱CT平扫，分别测定并比较良恶性胸腔积液的混合能量图像CT值、能谱曲线斜率、40及100 keV单能量图像CT值、水基值、脂基值、血基值和有效原子序数。结果：良恶性胸腔积液的混合能量图像CT值、能谱曲线斜率、水基值、脂基值、血基值差异均无统计学意义（均P＞0.05）；良恶性胸腔积液的40及100 keV单能量图像CT值差异均有统计学意义（均P＜0.001），有效原子序数差异有统计学意义（P＜0.05）。结论宝石能谱CT低能量级别、高能量级别和有效原子序数对良恶性胸腔积液的鉴别具有一定意义。

胸腔积液；体层摄影术，X线计算机；诊断，鉴别

胸腔积液临床较常见，引起胸腔积液的原因很多，包括心功能不全、胸膜原发恶性肿瘤、转移性胸腔积液、结核性胸膜炎、肺栓塞、肺炎等，按病因可分为良性胸腔积液、恶性胸腔积液两类，依靠临床症状、常规影像学检查、实验室检查、胸膜活检等可对近90%的胸腔积液进行定性诊断［1-2］，但仍有10%的胸腔积液临床上较难诊断。常规CT对胸腔积液的检查具有很大优势［3］，但在胸腔积液性质的鉴别诊断方面存在缺陷。宝石能谱CT可为胸腔积液的影像学诊断提供更多的定量信息［4-5］。本文旨在对宝石能谱CT在良恶性胸腔积液鉴别诊断中的价值进行初步探讨。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析陕西中医药大学附属医院2015年8月至2016年2月行胸部CT平扫的29例胸腔积液患者的影像及临床资料，其中男22例，女7例；年龄35～86岁，平均55.8岁。14例为良性胸腔积液（8例肺炎，5例肺结核，1例肺囊虫病），15例为恶性胸腔积液（5例肺腺癌，4例肺鳞癌，2例肺腺鳞癌，4例转移性）。

排除标准：①无法确诊胸腔积液性质者；②接受过胸腔治疗、引流者；③胸腔积液性质明确，但量较少，对测量结果产生偏移者。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery HD750机型、宝石 CT 能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）模式行胸部平扫。检查前训练患者呼吸，以顺利配合完成扫描，签署知情同意书，经医院伦理委员会同意。患者取仰卧位头先进，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0.984，80 kV 和 140 kV 快速切换（0.5ms），自动管电流，层厚 5.0mm，层距 5.0mm，FOV 32 cm×32 cm，重建层厚0.625×64mm。

1.3 图像分析 将重建数据传至AW4.4后处理工作站，启用GSI viewer协议，重建成混合能量（GSIQC）图、40 keV单能量图像、100 keV单能量图像、水基图、脂基图、血基图和有效原子序数图。由2名有经验的放射科医师采用双盲法分别对胸腔积液量进行评估，并选取胸腔积液最深的断面进行相应参数的测量，并计算能谱曲线斜率。能谱曲线斜率=（40 keV单能CT值－100 keV单能CT值）/60。ROI为50mm2，避开边缘、伪影；每个数据测量3次，取平均值。

2 结果

良恶性胸腔积液能谱CT相关参数比较见表1。良恶性胸腔积液的40及100 keV单能量图像CT值之间差异均有统计学意义（均P＜0.001），有效原子序数之间差异有统计学意义（P＜0.05）（图 1，2）。良恶性胸腔积液的能谱曲线斜率、混合能量图像CT值、水基值、脂基值、血基值差异均无统计学意义（均P＜0.05）（图 3）。

表1 良恶性胸腔积液能谱CT相关参数的比较（±s）

表1 良恶性胸腔积液能谱CT相关参数的比较（±s）

积液性质 混合能量图像CT值（HU） 能谱曲线斜率 40 keV单能量图像CT值（HU） 100 keV单能量图像CT值（HU）良性 12.61±3.39 0.56±0.04 43.15±3.79 9.11±1.38恶性 14.71±5.03 0.59±0.04 39.42±2.60 6.52±2.04 t值 0.200 0.057 0.005 ＜0.001积液性质 水基值（mg/cm3） 脂基值 （mg/cm3） 血基值（mg/cm3） 有效原子序数良性 1 016.90±19.83 -379.70±38.68 1 625.3± 98.44 7.87±0.08恶性 1 008.40±12.22 -392.60±41.28 1 655.8±106.24 7.90±0.02 t值 0.180 0.390 0.430 0.020

3 讨论

胸腔积液是由肺、胸膜及多种肺外疾病所致的一种常见临床体征。目前，临床上对胸腔积液的定性诊断主要依赖胸腔积液的外观、常规检查、实验室检查、影像学检查、肿瘤标记物、结核菌素培养、胸膜活检、纤维支气管镜取活检、淋巴结穿刺活检、经皮肺穿刺活检等［6］，尚无一种影像学方法能够确切地鉴别良恶性胸腔积液。CT作为胸腔积液最常用的影像学检查手段，其特异度为22%～56%，敏感度为88%～100%［7-10］，但其在胸腔积液的定性诊断方面存在局限性。

近几年，宝石能谱CT作为一种新的评价胸腔积液性质的影像检查手段，临床应用越来越广泛。能谱CT集合了很多新的技术，包括高低电压（140 kV和80 kV）的瞬间切换技术、能谱探测器及强大的后处理功能等［11］。不同物质对不同能量X线的吸收特性不同，借此原理可对物质进行分离，得到40～140 keV 101个单能量图像和2种基物质密度图像，奠定了CT多参数诊断的基础。

本研究结果显示，良恶性胸腔积液的40及100 keV单能量图像CT值之间差异均有统计学意义（均P＜0.05），有效原子序数之间差异有统计学意义（P＜0.05）。良恶性胸腔积液的混合能量CT值、能谱曲线斜率及基物质图差异均无统计学意义（均P＞0.05）。上述结果与马凤等［12］的研究结果有差异，原因可能是胸腔积液量、ROI大小及位置不同等导致。本研究结果可从2个方面分析：①不同原因引起的良恶性胸腔积液含有不同的细胞学成分，恶性胸腔积液中的癌胚抗原、内皮生长因子、血细胞及血红蛋白的含量比良性胸腔积液多［13］。这些成分具有不同的X射线吸收系数，因此良恶性胸腔积液在40及100 keV的单能量图像中有差异。②有效原子序数主要用于人体组织化学元素的定量分析，尤其是在肾结石、胆结石等的分析中。良恶性胸腔积液的成分不同，故其有效原子序数存在差异。

本研究局限性：①研究对象较少，仅对胸腔积液的良恶性进行了初步研究，未对胸腔积液的形成原因进行探讨。②观察者对病灶的位置和大小等已达成共识，未比较观察者之间的差异。

总之，宝石能谱CT低能量级别、高能量级别图像和有效原子序数对良恶性胸腔积液的鉴别有一定意义。

图1 男，41岁，咳嗽、咳痰、发热2 d，临床证实为肺炎，右侧胸腔积液 图1a～1g 分别为能谱曲线、单能量图像、100 keV单能量图、水基图、脂基图、血基图、有效原子序数图

图2 男，64岁，胸闷气短1个月，病理证实为肺腺癌，双侧胸腔积液伴双肺下叶外压性不张 图2a～2g 分别为能谱曲线、40 keV单能量图像、100 keV单能量图、水基图、脂基图、血基图、有效原子序数图

图3 良恶性胸腔积液的能谱曲线图。恶性胸腔积液的能谱曲线整体较良性走势偏低

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2017-04-08）

Application value of spectral CT in differential diagnosis of benign and malignant p leural effusion

ZHANG Xirong，HE Taiping，YANG Chuangbo，JIA Yongjun，TIAN Xin，GUO Changyi*.
*CT Division，the Second Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine，Xianyang，712000，China.

Objective：To investigate the value of spectral CT in the differential diagnosis of benign and malignant pleural effusion.Methods14 patients with benign pleural effusion （8 with pneumonia，5 with pulmonary tuberculosis and 1 with pneumocystosis） and 15 patients with malignant pleural effusion （5 with adenocarcinoma of lung，4 with squamous cell carcinoma，2 with adenosquamous carcinoma and 4 with metastatic carcinoma）underwent non-contrast spectral CT imaging.All patients were confirmed by pathology.Various parameters for the effusion were measured and compared：CT values of GSI QC，the slope of the spectral curve，monochromatic images at 40 keV and 100 keV，the material contents on the water-，fat-and blood-based material decomposition images，and the effective atomic number Z.ResultsThe CT values of GSI QC，the slope of the spectral curve，the water-density，fat-density and blood-density between benign and malignant pleural effusion had no differences （allP＞ 0.05）.CT values of monochromatic 40 keV and 100 keV spectral images and the effective atomic number Z between benign and malignant pleural effusion were statistically different （allP＜0.05）.ConclusionThe spectral CT provides CT value measurements at both high and low energy levels and effective atomic number to assist the differential diagnosis of benign and malignant pleural effusion.

Pleural effusion；Tomography，X-ray computed；Diagnosis，differential

10.3969/j.issn.1672-0512.2017.06.001

咸阳市科学技术局项目（2016k02-9）。

郭长义，E-mail：344952556@qq.com。