張喜榮 ，賀太平 ，楊創(chuàng)勃 ，賈永軍 ，田 欣 ，郭長(zhǎng)義

（1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，陜西 咸陽 712000；3.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院CT室，陜西 咸陽 712000）

論 著

寶石能譜CT在鑒別良惡性胸腔積液中的應(yīng)用價(jià)值

張喜榮1，2，賀太平2，楊創(chuàng)勃2，賈永軍2，田 欣2，郭長(zhǎng)義3

（1.陜西中醫(yī)藥大學(xué)醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，陜西 咸陽 712000；2.陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，陜西 咸陽 712000；3.陜西中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院CT室，陜西 咸陽 712000）

目的：探討寶石能譜CT在良惡性胸腔積液鑒別診斷中的應(yīng)用價(jià)值。方法：經(jīng)臨床確診的14例良性胸腔積液（8例肺炎，5例肺結(jié)核，1例肺囊蟲病）和15例惡性胸腔積液（5例肺腺癌，4例肺鱗癌，2例肺腺鱗癌，4例轉(zhuǎn)移性）行寶石能譜CT平掃，分別測(cè)定并比較良惡性胸腔積液的混合能量圖像CT值、能譜曲線斜率、40及100 keV單能量圖像CT值、水基值、脂基值、血基值和有效原子序數(shù)。結(jié)果：良惡性胸腔積液的混合能量圖像CT值、能譜曲線斜率、水基值、脂基值、血基值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）；良惡性胸腔積液的40及100 keV單能量圖像CT值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），有效原子序數(shù)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論寶石能譜CT低能量級(jí)別、高能量級(jí)別和有效原子序數(shù)對(duì)良惡性胸腔積液的鑒別具有一定意義。

胸腔積液；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；診斷，鑒別

胸腔積液臨床較常見，引起胸腔積液的原因很多，包括心功能不全、胸膜原發(fā)惡性腫瘤、轉(zhuǎn)移性胸腔積液、結(jié)核性胸膜炎、肺栓塞、肺炎等，按病因可分為良性胸腔積液、惡性胸腔積液兩類，依靠臨床癥狀、常規(guī)影像學(xué)檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、胸膜活檢等可對(duì)近90%的胸腔積液進(jìn)行定性診斷［1-2］，但仍有10%的胸腔積液臨床上較難診斷。常規(guī)CT對(duì)胸腔積液的檢查具有很大優(yōu)勢(shì)［3］，但在胸腔積液性質(zhì)的鑒別診斷方面存在缺陷。寶石能譜CT可為胸腔積液的影像學(xué)診斷提供更多的定量信息［4-5］。本文旨在對(duì)寶石能譜CT在良惡性胸腔積液鑒別診斷中的價(jià)值進(jìn)行初步探討。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院2015年8月至2016年2月行胸部CT平掃的29例胸腔積液患者的影像及臨床資料，其中男22例，女7例；年齡35～86歲，平均55.8歲。14例為良性胸腔積液（8例肺炎，5例肺結(jié)核，1例肺囊蟲?。?，15例為惡性胸腔積液（5例肺腺癌，4例肺鱗癌，2例肺腺鱗癌，4例轉(zhuǎn)移性）。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①無法確診胸腔積液性質(zhì)者；②接受過胸腔治療、引流者；③胸腔積液性質(zhì)明確，但量較少，對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生偏移者。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery HD750機(jī)型、寶石 CT 能譜成像（gemstone spectral imaging，GSI）模式行胸部平掃。檢查前訓(xùn)練患者呼吸，以順利配合完成掃描，簽署知情同意書，經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)同意。患者取仰臥位頭先進(jìn)，掃描范圍從胸廓入口至膈頂整個(gè)肺野。掃描參數(shù)：機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.6 s/r，螺距0.984，80 kV 和 140 kV 快速切換（0.5ms），自動(dòng)管電流，層厚 5.0mm，層距 5.0mm，F(xiàn)OV 32 cm×32 cm，重建層厚0.625×64mm。

1.3 圖像分析 將重建數(shù)據(jù)傳至AW4.4后處理工作站，啟用GSI viewer協(xié)議，重建成混合能量（GSIQC）圖、40 keV單能量圖像、100 keV單能量圖像、水基圖、脂基圖、血基圖和有效原子序數(shù)圖。由2名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師采用雙盲法分別對(duì)胸腔積液量進(jìn)行評(píng)估，并選取胸腔積液最深的斷面進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的測(cè)量，并計(jì)算能譜曲線斜率。能譜曲線斜率=（40 keV單能CT值－100 keV單能CT值）/60。ROI為50mm2，避開邊緣、偽影；每個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量3次，取平均值。

2 結(jié)果

良惡性胸腔積液能譜CT相關(guān)參數(shù)比較見表1。良惡性胸腔積液的40及100 keV單能量圖像CT值之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.001），有效原子序數(shù)之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（圖 1，2）。良惡性胸腔積液的能譜曲線斜率、混合能量圖像CT值、水基值、脂基值、血基值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）（圖 3）。

表1 良惡性胸腔積液能譜CT相關(guān)參數(shù)的比較（±s）

表1 良惡性胸腔積液能譜CT相關(guān)參數(shù)的比較（±s）

積液性質(zhì) 混合能量圖像CT值（HU） 能譜曲線斜率 40 keV單能量圖像CT值（HU） 100 keV單能量圖像CT值（HU）良性 12.61±3.39 0.56±0.04 43.15±3.79 9.11±1.38惡性 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積液性質(zhì) 水基值（mg/cm3） 脂基值 （mg/cm3） 血基值（mg/cm3） 有效原子序數(shù)良性 1 016.90±19.83 -379.70±38.68 1 625.3± 98.44 7.87±0.08惡性 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 討論

胸腔積液是由肺、胸膜及多種肺外疾病所致的一種常見臨床體征。目前，臨床上對(duì)胸腔積液的定性診斷主要依賴胸腔積液的外觀、常規(guī)檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查、影像學(xué)檢查、腫瘤標(biāo)記物、結(jié)核菌素培養(yǎng)、胸膜活檢、纖維支氣管鏡取活檢、淋巴結(jié)穿刺活檢、經(jīng)皮肺穿刺活檢等［6］，尚無一種影像學(xué)方法能夠確切地鑒別良惡性胸腔積液。CT作為胸腔積液最常用的影像學(xué)檢查手段，其特異度為22%～56%，敏感度為88%～100%［7-10］，但其在胸腔積液的定性診斷方面存在局限性。

近幾年，寶石能譜CT作為一種新的評(píng)價(jià)胸腔積液性質(zhì)的影像檢查手段，臨床應(yīng)用越來越廣泛。能譜CT集合了很多新的技術(shù)，包括高低電壓（140 kV和80 kV）的瞬間切換技術(shù)、能譜探測(cè)器及強(qiáng)大的后處理功能等［11］。不同物質(zhì)對(duì)不同能量X線的吸收特性不同，借此原理可對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離，得到40～140 keV 101個(gè)單能量圖像和2種基物質(zhì)密度圖像，奠定了CT多參數(shù)診斷的基礎(chǔ)。

本研究結(jié)果顯示，良惡性胸腔積液的40及100 keV單能量圖像CT值之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），有效原子序數(shù)之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。良惡性胸腔積液的混合能量CT值、能譜曲線斜率及基物質(zhì)圖差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。上述結(jié)果與馬鳳等［12］的研究結(jié)果有差異，原因可能是胸腔積液量、ROI大小及位置不同等導(dǎo)致。本研究結(jié)果可從2個(gè)方面分析：①不同原因引起的良惡性胸腔積液含有不同的細(xì)胞學(xué)成分，惡性胸腔積液中的癌胚抗原、內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、血細(xì)胞及血紅蛋白的含量比良性胸腔積液多［13］。這些成分具有不同的X射線吸收系數(shù)，因此良惡性胸腔積液在40及100 keV的單能量圖像中有差異。②有效原子序數(shù)主要用于人體組織化學(xué)元素的定量分析，尤其是在腎結(jié)石、膽結(jié)石等的分析中。良惡性胸腔積液的成分不同，故其有效原子序數(shù)存在差異。

本研究局限性：①研究對(duì)象較少，僅對(duì)胸腔積液的良惡性進(jìn)行了初步研究，未對(duì)胸腔積液的形成原因進(jìn)行探討。②觀察者對(duì)病灶的位置和大小等已達(dá)成共識(shí)，未比較觀察者之間的差異。

總之，寶石能譜CT低能量級(jí)別、高能量級(jí)別圖像和有效原子序數(shù)對(duì)良惡性胸腔積液的鑒別有一定意義。

圖1 男，41歲，咳嗽、咳痰、發(fā)熱2 d，臨床證實(shí)為肺炎，右側(cè)胸腔積液 圖1a～1g 分別為能譜曲線、單能量圖像、100 keV單能量圖、水基圖、脂基圖、血基圖、有效原子序數(shù)圖

圖2 男，64歲，胸悶氣短1個(gè)月，病理證實(shí)為肺腺癌，雙側(cè)胸腔積液伴雙肺下葉外壓性不張 圖2a～2g 分別為能譜曲線、40 keV單能量圖像、100 keV單能量圖、水基圖、脂基圖、血基圖、有效原子序數(shù)圖

圖3 良惡性胸腔積液的能譜曲線圖。惡性胸腔積液的能譜曲線整體較良性走勢(shì)偏低

［1］Aleman C，Sanchez L，Alegre J，et al.Differentiating between malignant and idiopathic pleural effusions：the value of diagnostic procedures［J］.QJM，2007，100：351-359.

［2］Heffner JE.Diagnosis and management of malignant pleural effusions［J］.Respirology，2008，13：5-20.

［3］Yao J，Han W，Summers RM.Computer aided evaluation of pleural effusion using chest CT images［J］.Proc IEEE Int Symp Biomed Imaging，2009，2009：241-244.

［4］Deng K，Zhang CQ，Li W，et al.Preliminary application of highdefinition CT gemstone spectral imaging in hand and foot tendons［J］.Korean J Radiol，2012，13：743-751.

［5］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［J］.Radiology，2011，259：257-262.

［6］Porcel JM，Gasol A，Bielsa S，et al.Clinical features and survival of lung cancer patients with pleural effusions［J］.Respirology，2015，20：654-659.

［7］Yilmaz U，Polat G，Sahin N，et al.CT in differential diagnosis of benign and malignant pleural disease［J］.Monaldi Arch Chest Dis，2005，63：17-22.

［8］Chen S，Wang Y，An L，et al.The diagnostic value of survivin in malignant pleural effusion：a meta-analysis［J］.Clin Chim Acta，2015，441：142-147.

［9］Traill ZC，Davies RJ，Gleeson FV.Thoracic computed tomography in patients with suspected malignant pleural effusions［J］.Clin Radiol，2001，56：193-196.

［10］陳莉，呂發(fā)金，張麗娟，等.胸腔積液量的多層螺旋CT定量研究［J］. 臨床放射學(xué)雜志，2012，31（6）：809-811.

［11］Dong Y，Zheng S，Machida H，et al.Differential diagnosis of osteoblastic metastases from bone islands in patients with lung cancer by single-source dual-energy CT：advantages of spectral CT imaging［J］.Eur J Radiol，2015，84：901.

［12］馬鳳，張志遠(yuǎn)，賈永軍，等.寶石能譜CT在結(jié)核性胸腔積液和癌性胸腔積液鑒別診斷中的應(yīng)用［J］.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2013，21（5）：360-362.

［13］Wang M，Zhang Z，Wang X.Superoxide dismutase 2 as a marker to differentiate tuberculous pleural effusions from malignant pleural effusions［J］.Clinics （Sao Paulo），2014，69：799-803.

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

咸陽市科學(xué)技術(shù)局項(xiàng)目（2016k02-9）。

郭長(zhǎng)義，E-mail：344952556@qq.com。