双能CT碘图腹部临床应用及进展

赵常红， 刘挨师， 郝粉娥

双能CT主要利用同源或不同源几乎同时发射的一组不同能级X射线对物质照射后进行成像。目前可同时采集高低KeV双能数据的方法包括双源双能、快速kVp切换、双层探测器双能三种模式，前两种为主要获取方式。双能CT不仅可提供组织器官常规解剖结构信息，经原始数据后处理，还可获得虚拟平扫、单能谱、碘图及线性、非线性融合图像。碘图通过定量碘浓度(iodine concentration，IC)，可对病变碘摄取进行客观准确评价，在临床应用中具有潜在价值。本文就双能碘图原理、优势及在腹部中的临床应用进行综述。

双能碘图原理

二代双能CT数据采集高低管电压分别设置为80/100 kVp和140 kVp。能谱CT和双源CT分别利用数据域和图像域分离技术，将扫描时探测器所收集的不同物质不同能级下的衰减信息进行后处理。能谱CT在高低能图像融合前，假设每个体素的衰减均为两种成对基物质，碘、水或碘、钙衰减的加权和[1]。双源CT在高低能图像融合后，将组织的每一体素均分解为脂肪、软组织及碘(骨、钙、尿酸)三种基物质[1]。通过基物质分解的空间图识别含碘像素，利用彩色编码技术显示图像中碘分布，即碘图。多项体模研究报道双能CT碘含量测定准确性较高[2-3]。

双能CT碘图的优势

1.无创功能性成像

CT灌注对病变血供变化的评估已被临床认可，但因辐射剂量高，成为限制其临床推广的主要因素。单期双能CT扫描辐射剂量较CT灌注显著降低。有学者认为局部病灶的碘值由新生血管灌注量决定，当对比剂浓度和注射流率一定时，IC即相当于病灶局部的血流灌注量[4]。目前有文献报道，IC与CT灌注参数间有相关性。Stiller等[5]纳入24例胰腺癌患者行多期双能灌注研究，认为在对比剂注入后约31.7 s的胰腺实质期图像中，胰腺癌、正常胰腺组织IC与CT灌注值间有相关性(r值分别为0.89、0.56)，研究者认为器官特异性、最佳时相单期双能CT碘图有望代替常规CT灌注。Gordic等[6]研究发现肝癌CT灌注参数(肝动脉灌注量)与动脉期双能碘图参数(IC)间高度相关(r=0.75)，研究者强调碘值受双能CT扫描时间点的选择影响较大。

2.图像质量好

图像质量主观评分及医师诊断信心高：碘图可提高病变轮廓显示的显著性。文献报道双能CT后处理不同序列图像中，碘图病变显著性得分及医师诊断信心最高，认为碘图相当于MRI中的扩散加权成像，可视为双能CT图像中的“problem-solver”序列[7]。

图像质量客观评分高：一项关于40例双能CT与38例常规增强CT胰腺癌图像质量的对比研究中，发现碘图信噪比、对比噪声比在所有单能量图像及120 kVp图像中最高，中位数分别为10.46、5.73，较120 kVp 图像的5.82、1.93明显升高[8]。

提高病变诊断准确率，缩短医师阅片时间：碘油化学栓塞术后患者图像显示，碘图有效降低了碘油沉积造成的线束硬化伪影，明显提高医师的诊断准确率，缩短阅片时间，较常规增强图像，年资10年以上的不同放射科医师阅片时间平均缩短约49 s[9]。

3.可有效降低辐射剂量

双源双能CT采用全自动动态实时射线剂量调控技术(CARE Dose 4D)，能谱CT采用自适应迭代重建技术(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR)，在保证图像质量的前提下可有效降低患者辐射剂量。文献报道腹部体模CT灌注研究辐射剂量高达20 mSv[10]，常规腹部CT增强扫描单期辐射剂量为4～5 mSv[11]，而腹部单期双能碘图辐射剂量为3～4 mSv[6，11]。

双能CT碘图在腹部病变中的临床应用

1.双能碘图在腹部肿瘤性病变中的应用

碘图对腹部肿瘤性病变的诊断和鉴别：碘图因其可直观显示各组织器官及病变碘分布，定量病变IC，在腹部肿瘤性病变的诊断及鉴别中应用广泛，特别是在小的肿瘤性病变的诊断中优势明显。Lv等[12]研究认为门脉期病灶与正常肝组织碘浓度比值(lesion to normal hepatictissueratio,LNR)为1.2时，鉴别诊断小血管瘤与小肝癌合并肝硬化的敏感度、特异度分别为97%、100%，较常规增强CT分别提高约10%。门脉期LNR为1.3时，鉴别诊断小血管瘤与小肝癌未合并肝硬化的敏感度、特异度分别为93%、96%，较常规增强CT的87%、92%稍有增高。敖炜群等[13]发现实质期双能碘图中胰腺癌强化比值较其它双能衍生图像都低，肿瘤与周围胰腺实质碘摄取对比差异最大，胰腺癌病灶显示敏感度最高。双能碘图结合单能谱对2 cm以下胰岛细胞瘤的诊断敏感度较常规增强CT提高约20%，诊断敏感度达95.7%[14]。在肠道肿瘤性病变的检查中，通过测量碘图中肠道肿瘤与粪便的CT值，可明确鉴别两者[15]。对无法行肠道准备的患者，碘图较常规增强CT对肠道内病变的诊断准确率提升约10%，两者对较大恶性病变的诊断准确率无差异，但对小的良性病变，碘图诊断更具优势[16]。

碘图对腹部肿瘤术前分化级别的评价：肿瘤分化级别与恶性程度密切相关，对疾病转归及预后具有重要影响。动态增强CT通过病变不同期相的强化方式，可对肿瘤进行初步分级评价[17]，但目前尚未见常规增强CT对肿瘤分级的定量诊断。相关学者认为病变碘摄取量与肿瘤血管密度相关[13，18]。刘小静等[18]发现静脉期食管标化碘浓度(normalized iodine concentration,NIC)域值为1.92时，鉴别高中分化与低分化食管癌的敏感度、特异度分别为80.5%和89.5%。NIC在高中分化与低分化胃癌间的差异同样有统计学意义，低分化者较中高分化者降低[19]。但另一项纳入81例结直肠癌患者的研究认为高级别肿瘤IC较低级别高[20]。Zhao等[21]在肾透明细胞癌的研究中同样认为高级别肿瘤的IC高于低级别肿瘤，以病理诊断为标准，当皮质期IC域值为0.710 mg/mL时，鉴别两者的准确率达97.3%。上述结论的差异，还需要更多研究进行探讨。

碘图对肿瘤转移淋巴结的评价：肿瘤是否发生淋巴结转移，在肿瘤分期、指导治疗及预后评价中有重要意义。目前碘图对淋巴结的定性主要应用于颈胸部及腹部胃肠道等部位[19，22-24]。碘图可显示早期常规增强CT无法显示的淋巴结坏死区[25]。胃癌转移淋巴结NIC较非转移淋巴结升高[19]。动静脉期IC在结直肠癌转移淋巴结与反应增生性淋巴结的诊断中同样具有较高效能[26]。Kato等[24]在81枚直肠癌周围淋巴结的碘定量分析中发现转移淋巴结IC低于非转移淋巴结，当IC域值为2.1 mg/mL时，鉴别两者的准确率为87.9%，较先前文献报道常规增强CT的诊断准确率升高10%～30%[27-28]。碘图对淋巴结的定性诊断，是一种全新、无创性的临床评估手段，对肿瘤患者术前评估具有重要意义。

碘图对腹部肿瘤治疗疗效的评价：目前，临床上实体肿瘤治疗疗效的评价标准为RECIST1.1，以治疗前后瘤体大小及数量的变化作为衡量标准，此指标适合以细胞毒为主的化疗药物疗效评价，但对抗肿瘤血管生成靶向药物疗效的评价存在缺陷。碘图通过计算病变碘摄取量，可从评估肿瘤细胞活性的角度对抗肿瘤药物的疗效进行评价。Knobloch等[29]在比较常规增强CT、CT灌注、单期双能增强早期监测瑞格拉非尼对临床前肿瘤模型试验鼠的治疗疗效中，发现双能增强、CT灌注、常规增强分别于治疗后第1、1、4天出现IC、表面通透性、CT值的降低，但双能增强较CT灌注辐射剂量显著降低，较常规增强可更早发现肿瘤治疗后反应，同时有效避免因肿瘤治疗过程中出血造成的CT值测量误差。Altenbernd等[30]认为较Choi标准利用CT值变化评价病变治疗效果，双能碘摄取(iodine uptake,IU)较其更能准确鉴别肝癌放射栓塞治疗后病变的稳定(stable disease，SD)与进展(progressive disease，PD)、部分缓解(partial response，PR)与SD。另有学者根据病变IU对30例肝细胞癌患者靶病灶进行索拉非尼治疗后的早期疗效评价，与AALSD评价标准相比，发现两者对评价PD、PR及SD病灶的差异无统计学意义，但研究者认为肝细胞癌IU较目前的肿瘤疗效评价标准具有更及时、稳定的评价效果，可作为最佳的早期肿瘤应答生物学标记[4]。

2.双能CT碘图在腹部囊实性病变良恶性鉴别中的价值

由于部分囊实性病变存在不典型变化，如何对其准确定性一直是影像界的难题。Li等[31]认为双能衍生图像可部分提高胰腺黏液性囊腺瘤与浆液性寡囊型囊腺瘤的鉴别诊断准确率，当IC域值为3.2533 mg/mL时，鉴别两者的敏感度、特异度分别为89.47%、56.52%，但回归及多参数分析结果显示病变大小、位置及轮廓对两者的鉴别诊断价值较定量信息更重要。有学者将病灶大小、部位、形态等因素排除，以0.5 mg/mL IC和20 HU CT值变化为域值，对肾脏复杂囊肿与肾脏囊性肿瘤进行鉴别，发现双源CT碘图和增强CT对72个肾脏占位病变的诊断准确率分别为97%和89%，其中10%的囊性病变强化程度小于20HU，按CT值变化视为无强化，考虑为复杂囊肿，但碘图测量IC在0.7～0.9 mg/mL之间，后经病理证实均为恶性[32]。另有文献报道，能谱CT以1.28 mg/cc IC为域值，实质期鉴别肾乳头状细胞癌与假性肾囊肿的准确率为97%[33]。相关研究者认为碘图更有利于高密度无强化囊肿与低水平真正强化肿瘤之间的鉴别[32]。

3.双能CT碘图对腹部寄生虫病活性的评价

腹部常见寄生虫病为肝包虫病，其中部分肝泡型包虫病不可切除或不能完全切除，需依赖苯并咪唑类药物长期维持治疗。PET/CT被认为是评价虫体活性的金标准。有学者报道MRI图像中肝包虫微囊的有无可作为初步鉴别其活性的依据[34]。王静等[35]在对18个肝包虫病灶的研究中发现，门脉期病灶IC与PET/CT18F-FDG摄取间高度相关(r=0.874)，PET/CT上的“热结节”病灶，在门脉期碘图上同样表现为连续或不连续的高色阶环，研究者认为PET/CT费用昂贵不易普及，双能碘图成本效益比较高，更适合肝泡性包虫病的疗效评价。

4.双能CT碘图在急腹症中的临床应用

多数可疑急腹症通过平扫CT可得到确诊，如胆道、泌尿系阳性结石、胃肠道穿孔、肝脾破裂等。但相关研究发现双能CT在部分急腹症中可早期提供平扫甚至增强CT所无法提供的信息。钱蓉等[36]认为双源CT 120 kV门脉期图像+碘图对急性胰腺炎早期坏死灶的诊断敏感度达100%，准确率达94.1%。Spanier等[37]报道起病96h内的18例急性重症胰腺炎患者行增强CT均未发现早期坏死灶，但最终11例进展为胰腺坏死。碘图不仅可显示灌注良好的正常胰腺实质和无灌注的胰腺坏死灶，还可敏感显示处于两者之间的半暗带[38]。另有文献报道双能CT虚拟平扫联合碘图血管造影对急性消化道出血的诊断准确率稍高于传统CT平扫+CTA，但差异无统计学意义[39]。

5.双能CT碘图在腹部血管性病变中的应用

有文献报道虚拟平扫图像结合静脉期图像、碘图对腹主动脉瘤腔内修补术后内漏形成检出的敏感、特异度、阳性预测值、阴性预测值均为100%[40]。高立等[41]研究发现CTA所示腹主动脉病变累及肾动脉者与碘图显示肾脏低灌注区相吻合，在不增加患者辐射剂量的前提下，双肾碘图可准确反映腹主动脉病变对肾实质的累及情况。另有学者认为动脉晚期碘图以0.9 mg/mL IC为阈值时，鉴别肝癌门脉瘤栓与血栓的准确率为97%，较传统增强CT的88.2%有所提高[42]。

展望

双能CT成像作为一种新的功能学成像技术，可对病变碘摄取量进行准确客观评价，同时具有低辐射剂量的优势，随着双能CT的应用与推广，相信包括碘图在内的双能技术将为临床提供更多有价值的信息。

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