能谱CT对胆道系统阴性结石的体外研究

熊菲，王悦琪，宫凤玲

（华北理工大学附属医院，河北 唐山 063000）

0 引言

胆囊结石是我国乃至世界范围内的一种常见腹部疾病，最近几年，随着国人的饮食结构及生活习惯的改变，胆囊结石的发病率有所提高。据调查显示，我国近年来成年人胆囊结石的发病率为10%-20%[1]。胆系结石的分类主要有在普通X线扫描中呈等密度的胆固醇结石，胆色素结石及混合结石等。胆系阴性结石的主要成分为胆固醇[2]。由于以胆固醇为主要成分的胆系结石和胆汁的密度差异无统计学意义，这使得胆系阴性结石在进行影像学检查时难以被发现，很容易漏诊。诊断结石的首选检查为超声检查，研究表明，超声在对结石的位置、大小、数目的判断上具有显著优势，并且还能对结石的成分进行分析[3]，尤其是对阴性结石的诊断往往优于其他的影像学检查方法。但是近年来，由于Revolution能谱CT成像技术的不断发展，单能量技术及基物质分离技术的应用，使得CT检查在诊断阴性结石中的准确率不断提高。目前，能谱CT在对泌尿系结石中的诊断应用较为常见[2-3]，而对胆系结石诊断中的应用较少。故，本研究选取了42例经手术取出的胆系阴性结石样本进行体外分析，应用能谱分析技术，探究Revolution能谱CT对胆系阴性结石的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象与方法

选择在2020年5月到2021年2月期间，经华北理工大学附属医院X线检查后证实为胆系阴性结石的患者42例，其中女性患者24例，男性患者18例，年龄范围在35～75岁之间，平均（59.64±6.03）岁。选取该42例患者经普外科手术后取出的胆系结石42枚（每例患者各取一枚），其中胆囊结石30枚，胆总管结石12枚。

1.2 检查方法

结石用蒸馏水清洗干净，晾干并进行编号。将每两枚结石为一组，分别放入新鲜的猪胆囊内。自制一个长约20cm、宽约20cm、高约20cm的塑料容器，并将容器内注满生理盐水，此容器则作为腹部模型，再将装有结石的猪胆囊放入此模型中。

每2个胆囊为一组，将其分为11组，分别将标本放置于扫描台上。应用GE Revolution能谱CT，采用螺旋扫描，电压为高低能量（140和80Kvp）瞬时（0.5ms）切换，管电流约为600mA，螺距0.984:1，探测器准直64mm×0.625mm，球管转速0.6s/rot，FOV14.8cm，扫描层厚为5mm，间隔层厚也为5mm，重建层厚为1.25mm。

将图像导入GEAW4.7工作站，应用GSI Viewer软件进行后处理。测量出胆系阴性结石的有效原子序数。将40keV～140keV以每10keV为间隔，可得到11幅不同单能量图，将这11组单能量图所测得的CT值均值定义为结石和胆汁的平均CT值，CT斜率定义为(HU40keV-HU140keV)/100,钙水比值(CWR)定义为钙基图值（CD）/水基图值（WD）。

1.3 统计学分析

将所得的数据通过SPSS 23.0统计软件进行数据的处理与分析，进行正态检验、t检验，数据以±s进行表示，认为P＜0.05差异有统计学意义，P＞0.05差异无统计学意义。

2 结果

应用能谱分析，计算出结石的平均CT值为（16.25±2.32），胆汁的平均 CT值为（15.49±1.68），可直接测量出结石的 Zeff值为（7.40±1.24），胆汁的 Zeff值为（6.92±0.54）。阴性结石的能谱曲线逐渐上升，曲线的斜率为（1.42±0.55），胆汁的能谱曲线逐渐下降或近似为平行线的一条直线，该能谱曲线的斜率为（0.02±1.20）。结石的CWR值为（0.01±0.01）（表1）。

表1 胆系阴性结石与胆汁的相关参数（±s）

表1 胆系阴性结石与胆汁的相关参数（±s）

注：CT表示平均CT值，Slope表示CT的斜率，CWR表示钙水比值。（P＜0.05差异有统计学意义）

胆系阴性结石 胆汁 t值 P值CT 16.25±2.32 15.49±1.68 1.676 0.097 Slope 1.42±0.55 0.02±1.20 6.895 0.000 CWR 0.01±0.01 - - -Zeff 7.40±1.24 6.92±0.54 2.300 0.024

行能谱CT单能量成像后，可以得到40keV～140keV之间的不同能量的图像，以每10keV为间隔，可以得到11组不同的单能量图像。通过观察及测量，可以得出结石的平均CT值从40keV至140keV缓慢升高，胆汁的CT值从40keV至140keV缓慢降低。且在65keV～75keV时，两能谱曲线出现相交点，此时结石与胆汁的CT值大致相同，结石与胆汁的密度基本相似，阴性结石轮廓与正常胆汁分辨不清，不能进行正确的影像诊断，此时t=-0.848，P＞0.05，差异无统计学意义。其余不同单能量条件下，差异有统计学意义（表2，图1～4）。

表2 不同单能量下胆系阴性结石与胆汁的CT值（HU）比较（±s）

表2 不同单能量下胆系阴性结石与胆汁的CT值（HU）比较（±s）

单能量值（keV）结石CT值（HU）胆汁CT值（HU） t值 P值40 -32.89±13.84 39.62±11.86 -25.782 0.000 50 -16.63±6.46 28.06±11.18 -22.701 0.000 60 -2.23±6.03 17.68±3.03 -19.120 0.000 70 15.64±4.57 16.49±4.73 -0.848 0.399 80 19.98±7.93 15.19±3.56 3.571 0.001 90 23.03±6.78 14.13±2.87 7.834 0.000 100 26.39±4.41 12.68±3.25 16.219 0.000 110 29.77±2.78 9.94±2.73 32.983 0.000 120 33.34±6.28 7.80±1.45 53.546 0.000 130 38.79±6.41 5.03±1.71 32.980 0.000 140 44.26±7.07 2.28±0.96 38.131 0.000

图1 结石与胆汁的能谱曲线图，结石的能谱曲线为缓慢上升型（黄色），胆汁的能谱曲线为下降型或接近平直（红色）

图2 140keV单能量图：结石呈相对高密度，胆汁呈低密度

图3 40keV单能量图：结石呈相对低密度，胆汁呈高密度

图4 70keV单能量图：结石与胆汁密度近似相等。

3 讨论

胆系结石的并发症有多种，可能导致慢性胆囊炎、胆道梗阻等症状，所以对胆系结石的诊断尤为重要，目前临床常用的方法为超声检查[4]。超声检查费用低廉、方便操作，能够更加直观、可动态观察结石大小、形态。超声还可对结石成分进行判断，胆系阴性结石的主要成分为胆固醇，但是胆固醇的含量会影响声影的表现，使声影表现呈现多样性，这样使得对阴性结石的判断充满主观性[5]。

阴性结石因为是等密度结石，而传统的CT采用的是混合能量扫描，所以在常规螺旋CT扫描中容易漏诊。能谱CT的优势是能够实现单能量成像。能谱CT应用的是动态变焦的球管和高压瞬时变能发生器，这确保能量能在毫秒之间进行80kVp～140kVp之间的快速切换[6]。X线经过物质能量会被吸收，经过不同的物质能量被吸收的程度也不尽相同，最终能通过X线剩余能量得出物质的吸收能量，从而来推测物质的成分。因此，近年来CT能谱成像在胆系结石的诊断中，逐渐发挥出重要作用。

本研究中，42例病例在X线扫描中均未发现结石，但经手术证实均有结石存在，且经能谱CT扫描，调节能量值，可观察到X线扫描时不能观察到的等密度结石。对结石与胆汁的能谱曲线及单能量图进行观察与分析后得出，结石的CT值由40keV～140keV呈上升趋势，而胆汁的CT值由40keV～140keV呈下降趋势，且两者的能谱曲线在65keV～75keV之间相交。这说明，单能量的65keV～75keV相当于传统CT的混合能量值。Wang[7]等的研究结果显示，结石在高keV下CT值较高，在低keV下CT值较低，在70keV时结石密度与胆汁密度相等，此结论本研究相符。结石的能谱曲线呈缓慢上升型，脂质的能谱曲线也呈缓慢上升型，说明阴性结石中含有脂质成分。胆汁的能谱曲线呈现两种不同形态，即平直型和接近平直的缓慢下降型，这可能与胆囊内胆泥淤积的程度有关[8]。

本研究存在一些不足之处，本研究病例数较少，还需进一步增大样本量来增加结果的准确程度。其次，对结石大小、结石其他成分对结果的影响等变量未进行研究。

综上所述，能谱CT对胆系阴性结石的诊断率要比常规CT的诊断率高，对临床进一步的处理及治疗有很大的指导意义。