能谱CT在乳腺癌诊断中的初步应用

陈俐君 魏清顺 成满平 杨菊红 杨晓萍

能谱CT在乳腺癌诊断中的初步应用

陈俐君 魏清顺 成满平 杨菊红 杨晓萍

目的探讨能谱CT在乳腺癌评估中的应用价值，为临床提供影像学辅助信息。资料与方法回顾性分析2016年5月-2017年2月兰州总医院经手术病理证实并行术前能谱CT双期增强扫描的乳腺癌患者12例，其中6例伴有淋巴结转移。以对侧正常腺体为对照，测量双期乳腺癌病灶及对侧正常腺体40～140keV下的平均CT值、能谱曲线斜率、碘(水)浓度及相对碘浓度。绘制原发灶及转移性淋巴结的能谱曲线、直方图及散点图。以12例胸部常规CT双期增强扫描的女性患者为对照进行辐射剂量对比评估，评估参数包括CT容积剂量指数、剂量长度乘积、有效辐射剂量。结果乳腺癌动、静脉期的各项能谱参数均明显高于正常腺体，差异有统计学意义(P＜0.05)。能谱CT胸部双期增强扫描的平均有效辐射剂量明显低于常规CT，差异有统计学意义(P＜0.05)。6例伴淋巴结转移的乳腺癌，原发灶与转移性淋巴结的能谱曲线、直方图及散点图均表现为在静脉期一致性较高。结论乳腺癌能谱参数的特征性表现有利于病变的进一步诊断。原发灶与转移淋巴结在能谱曲线、直方图及散点图等方面的一致性有助于淋巴结的定性诊断。能谱CT胸部双期增强扫描具有较低的辐射剂量，弥补了传统CT因辐射剂量问题在乳腺病变定性诊断方面的应用局限。因此，能谱CT在诊断乳腺癌方面具有一定的应用价值。

乳腺肿瘤；体层摄影术，X线计算机；辐射剂量

传统CT因辐射剂量高、软组织分辨率低等问题在乳腺病变定性诊断方面应用受限，从而影响其成为乳腺病变的常规检查方法。宝石能谱CT作为一项新型的CT扫描技术，可通过单能量图像、能谱曲线、碘定量等多参数分析，对病变进行定性、定量等综合诊断及评估，大大提高了诊断的准确性[1]。国内有关于能谱CT在乳腺方面的应用鲜有报道。本研究通过分析乳腺癌及转移性淋巴结的能谱特征，旨在探索能谱CT成像在乳腺癌评价方面的应用价值，为临床提供更多影像学辅助信息及解决问题的思路。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2016年5月-2017年2月兰州总医院经手术病理证实的乳腺癌患者12例，均为女性，年龄39～69岁，平均(50.08±9.04)岁；浸润性导管癌10例，浸润性小叶癌1例，浸润性乳头状癌1例。所有患者均行术前能谱CT双期增强扫描并签署知情同意书，术前未行任何放化疗等治疗。病灶位于左侧乳腺7例，右侧乳腺5例，均为单一病灶，且病变对侧乳腺均无异常。6例伴有淋巴结转移，1例累及胸肌间淋巴结，5例累及同侧腋窝淋巴结。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery 750HD宝石能谱CT。扫描范围自胸廓入口至肋弓下缘2cm，水平定位线位于腋中线，采用能谱CT扫描模式行胸部双期增强扫描。扫描参数为管电压80kVp与140kVp瞬时切换，切换时间0.5ms，管电流275mA，螺旋扫描速度0.6s/周，螺距因子1.375∶1。双期动态增强采用双筒高压注射器(德国拜耳)经肘静脉注射非离子型碘对比剂(威视派克，320mgI/ml，GE公司)，剂量1ml/kg，注射速度3ml/s，注射对比剂后30s、70s行动、静脉期扫描。

1.3 图像分析 由2位从事乳腺病变影像诊断的副主任医师负责感兴趣区(ROI)的选取，并采用双盲法进行能谱分析。在ADW 4.6后处理工作站进行数据测量与分析。在动、静脉期能谱CT图像上，于乳腺癌病灶强化均一的实性层面、转移淋巴结径线最大截面及其上下层面分别选取ROI。动、静脉期ROI选取尽可能在断层扫描的同一层面、同一部位及相同面积测量，选取时避开坏死区、血管及脂肪。同时于对侧正常腺体分布致密区选取ROI作为对照。测量乳腺癌病灶及对侧正常腺体动、静脉期40～140keV下的平均CT值、能谱曲线斜率、碘(水)浓度，计算相对碘浓度[相对碘浓度=ROI内碘(水)浓度/同层面主动脉内碘(水)浓度]，绘制乳腺癌原发病灶与转移性淋巴结的能谱曲线、直方图及散点图。记录能谱CT及常规CT胸部双期增强扫描的辐射剂量参数，包括CT容积剂量指数(CT dose index volume，CTDIvol)、剂量长度乘积(dose-length product，DLP)、有效辐射剂量(effective dose，ED)，并根据公式(1)计算ED。

其中k为胸部辐射因子，k值取0.014。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，计量资料以±s表示，采用独立样本t检验比较乳腺癌与正常腺体能谱参数及能谱CT与常规CT的ED，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 乳腺癌的能谱特征 通过比较乳腺癌与正常腺体能谱参数发现，乳腺癌与正常腺体动、静脉期40～140keV水平下的CT值、碘(水)浓度及相对碘浓度相比差异均有统计学意义(P＜0.05)；乳腺癌不同单能量下的平均CT值、碘(水)浓度及相对碘浓度均显著高于正常腺体，且静脉期相差更加明显。通过分析乳腺癌与正常腺体动、静脉期的能谱曲线发现，两者斜率差异有统计学意义(P＜0.05)。见表1、2。

2.2 乳腺癌转移性淋巴结的能谱特征分析 6例伴有淋巴结转移的病例中，动、静脉期转移性淋巴结及原发灶的能谱曲线、直方图及散点图显示动脉期两者能谱曲线斜率有差异并部分交叉，散点图及直方图分布部分重叠；静脉期转移性淋巴结的能谱曲线、直方图及散点图与原发病灶几乎完全重合。见图1。

2.3 能谱CT与常规CT的ED比较 对比能谱CT及常规CT胸部双期增强扫描的ED发现，能谱CT扫描的平均ED为3.79mSv，常规CT的平均ED为6.52mSv，两者差异有统计学意义(P＜0.05)。

3 讨论

3.1 能谱CT在乳腺癌病灶评估中的应用 能谱CT可获得不同的单能量图像，避免传统CT混合能量产生的容积效应及硬化伪影，从而获得更加准确的CT值，更可靠地反映组织间的差异，有利于乳腺癌病灶的显示并提高病灶检出率[2-3]。

本研究对比乳腺癌及正常腺体能谱曲线发现，动、静脉期乳腺癌在40～140keV单能量下的CT值均显著高于正常腺体，以静脉期为著。乳腺癌的能谱曲线表现为速降型，正常腺体能谱曲线为平缓型；尤其在低能量(40～70keV)水平下，两者斜率差异较大，且差异有统计学意义(P＜0.05)；但在高能量水平下，两者曲线均走行较为平坦，与王锐等[4]的研究结果一致；而何川东等[5]研究发现，浸润性导管癌病灶的能谱曲线呈缓慢下降型，正常腺体曲线为弓背向上型，这可能与测量时正常腺体内存在少量脂肪有关，其原因主要为乳腺癌病灶较正常腺体血供丰富，增强后尤其是静脉期病灶较正常腺体明显强化，且肿瘤细胞分布致密，使病灶较正常腺体衰减更加明显。同时由于低能量X线亦被物质所吸收，穿透组织时衰减显著，故在40～70keV曲线表现更为陡直，而在高能量水平走行较为平缓。

传统CT增强扫描后的混合能量图像与能谱CT的碘基图相比，前者显示肿瘤组织与周围正常组织界限不清，而碘图能够清晰显示肿瘤的浸润范围及其与周围血管的关系[6]。由于乳腺癌病变血供丰富，增强扫描后病灶内碘浓度较高，因此可以在碘图中清晰显示病灶的形态及范围。通过碘基图测定病灶或组织内的碘浓度可以反映病灶的血供特点及强化方式。本研究通过对比乳腺癌与对侧正常腺体发现，乳腺癌病灶动、静脉期的平均碘(水)浓度及相对碘浓度均明显高于正常腺体，两者差异有统计学意义(P＜0.05)，且静脉期更高。

表1 动、静脉期乳腺癌与正常腺体不同单能量下CT值比较(x±s，HU)

表2 动、静脉期乳腺癌与正常腺体碘(水)浓度及曲线斜率比较(±s)

表2 动、静脉期乳腺癌与正常腺体碘(水)浓度及曲线斜率比较(±s)

注：与乳腺癌比较，*P＜0.05

项目 动脉期 静脉期碘(水)浓度(mg/cc)乳腺癌 8.79±1.20 14.28±2.37正常腺体 1.56±0.20* 2.02±0.30*相对碘浓度乳腺癌 0.090±0.010 0.400±0.050正常腺体 0.020±0.002* 0.060±0.004*曲线斜率乳腺癌 1.87±0.25 2.89±0.41正常腺体 0.51±0.05* 0.50±0.03*

3.2 能谱CT在乳腺癌转移性淋巴结评估中的应用乳腺癌腋窝淋巴结转移是评估患者预后及术前分期的重要依据。传统CT以淋巴结横径＞1cm为标准诊断淋巴结肿大或转移；但有研究表明，乳腺癌腋窝淋巴结转移与其大小无明显相关性[7]。因此，应用传统CT诊断乳腺癌淋巴结是否转移存在一定的误差。能谱CT可获得特征性的能谱曲线、直方图及散点图。肿瘤组织来源不同，其能谱曲线、散点图及直方图的表现不同。综合分析不同肿瘤的能谱特征有利于肿瘤进一步定位、定性诊断及临床分期[8]。转移性淋巴结与淋巴结反应性增生不同，其正常结构被肿瘤组织所替代而表现为与原发肿瘤相似的细微结构及生物学行为。因此，通过综合分析淋巴结与原发灶的能谱曲线形态、散点图及直方图分布模式，能够鉴别肿大淋巴结的良、恶性及来源，实现其定性诊断[9-11]。本研究发现，乳腺癌转移性淋巴结的能谱曲线形态、直方图及散点图分布与原发灶相比在动脉期并非完全重合，但在静脉期两者分布基本一致，提示在静脉期诊断乳腺癌转移性淋巴结可能更为准确。然而，本研究仅对6例转移性淋巴结的能谱特征进行了分析，尚未进行非转移性淋巴结能谱特征的对比分析，因此关于能谱CT诊断淋巴结性质方面的综合应用价值还需进一步研究证实。

图1 女，45岁，左侧乳腺浸润性导管癌。动脉期乳腺癌原发灶(A)及转移淋巴结(B)的能谱曲线(C)、直方图(D)及散点图(E)显示未完全重合；静脉期乳腺癌原发灶(F)及转移淋巴结(G)的能谱曲线(H)、直方图(I)及散点图(J)显示完全重合

3.3 能谱CT辐射剂量评估 通过对比能谱CT与传统CT扫描模式在胸部双期增强扫描中的平均辐射剂量发现，能谱CT较传统CT扫描的辐射剂量更低，这主要与其采用高低能量瞬间切换的扫描模式及自适应统计迭代重建技术的应用有关，从而使得能谱CT在降低辐射剂量的同时不损失图像质量，弥补了传统CT因辐射剂量问题在乳腺方面的应用局限，对于射线敏感器官乳腺而言具有一定的优势。

总之，能谱CT单能量成像、能谱曲线、物质分离等技术的综合应用以及低辐射剂量的优势在乳腺癌及淋巴结转移评估方面具有一定的应用价值，能够为乳腺癌的诊断及治疗提供更多有价值的影像学信息。但由于能谱CT在诊断乳腺病变方面的应用研究较少，本研究仅初步探讨了能谱CT在乳腺癌诊断及评估方面的应用价值，故今后还需进一步扩大样本量，完善能谱CT在乳腺病变诊断及鉴别诊断、预后评估等方面的综合应用。

[1]Zhao LQ,He W,Li JY,et al.Improving image quality in portal venography with spectral CT imaging.Eur J Radiol,2012,81(8):1677-1681.

[2]任庆国,滑炎卿,李剑颖.CT能谱成像的基本原理及临床应用.国际医学放射学杂志,2011,34(6):559-563.

[3]刘金刚,刘亚,李丽新,等.CT能谱成像在诊断肿瘤淋巴结转移和肿瘤性质中的作用.中华放射学杂志,2011,45(8):731-735.

[4]王锐,张文坤,侯月娇.双能 CT 能谱曲线在乳腺肿块诊断中的价值.实用放射学杂志,2016,32(4):539-542.

[5]何川东,黄丹,刘启榆,等.宝石能谱CT成像对乳腺浸润性导管癌的诊疗价值.现代肿瘤医学,2016,24(19):3124-3128.

[6]周健,吕衍春.CT能谱成像在肿瘤诊断中的应用.中国神经肿瘤杂志,2011,9(4):263-266.

[7]刘春英,何晓鹏,舒健,等.MSCT在乳腺癌腋窝淋巴结转移术前N分期的诊断价值.实用放射学杂志,2014,30(1):65-68.

[8]林晓珠,沈云,陈克敏.CT能谱成像的基本原理与临床应研究进展.中华放射学杂志,2011,45(8):798-800.

[9]林晓珠,李卫侠,朱延波,等.宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用.诊断学理论与实践,2010,9(2):155-160.

[10]Matsumoto K,Jinzaki M,Tanami Y,et al.Virtual monochromatic spectral imaging with fast kilovoltage switching:improved image quality as compared with that obtained with conventional 120-kVp CT.Radiology,2011,259(1):257-262.

[11]欧阳爱梅,苏新友,魏兆龙.宝石能谱CT成像在肿瘤诊疗中的应用进展.中国临床医学影像杂志,2015,26(8):602-604.

Preliminary Application of Spectral CT in the Diagnosis of Breast Cancer

CHEN Lijun
WEI Qingshun
CHENG Manping
YANG Juhong
YANG Xiaoping

PurposeTo explore the preliminary application of spectral CT in the diagnosis of breast cancer,in order to provide more imaging supplemental information for clinical studies.Materials and MethodsTwelve patients with pathologically confirmed breast cancer underwent preoperative spectral CT dual-phase contrastenhanced scans in General Hospital of Lanzhou from May 2016 to February 2017 were retrospectively analyzed,including 6 patients with lymph node metastasis.With contralateral normal breast as the control group,the CT values at 40-140keV,spectral curve slopes,iodine contents and relative iodine contents of breast cancer were measured in dual phase.The spectral curve,histogram,scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes were drawn.In order to compare the radiation doses,12 female patients undergoing dual-phase contrast-enhanced scans with traditional CT were included randomly as the control group,and the radiation dose evaluation parameters included volume CT dose index,dose-length product,effective dose.ResultsAll the spectral parameters of breast cancer in arterial phase and venous phase were higher than those of normal breast,and the differences were statistically signi fi cant (P＜0.05).The average effective dose of spectral CT dual-phase contrastenhanced scans was lower than that of regular CT,and the difference was statistically signi fi cant (P＜0.05).For the 6 patients with lymph node metastasis,the spectral curve,histogram and scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes were in higher consistency in venous phase.ConclusionThe special spectral parameters of breast cancer contribute to the further diagnosis of lesions.The consistence of spectral curve,histogram and scatter plot of primary lesions and metastatic lymph nodes is helpful for the identi fi cation of lymph nodes.Spectral CT breast dual-phase contrastenhanced scans use lower radiation dose,which makes up for the deficiency of traditional CT in the qualitative diagnosis of breast diseases due to higher radiation dose.Therefore,spectral CT is of certain clinical application value in the diagnosis of breast cancer.

Breast neoplasms; Tomography,X-ray computed; Radiation dosage

兰州总医院影像诊断科 甘肃兰州730050

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.11.007

杨晓萍

Department of Radiology,General Hospital of Lanzhou Command PLA,Lanzhou 730050,China

Address Correspondence to:YANG Xiaoping E-mail:lwyxp_zxl@sohu.com

甘肃省自然科学基金(1606RJZA160)

R445.3；R737.9

2017-06-28

2017-07-26

中国医学影像学杂志2017年 第25卷 第11期：825-828

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (11):825-828

(本文编辑 闻 浩)