常 蕊， 徐嘉旭， 董海鵬， 吳夢雄， 趙雪松， 繆 飛， 嚴(yán)福華

（上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院放射科，上海 200025）

小腸克羅恩病是一種病因尚未完全明確的慢 性非特異性腸道炎癥性疾病[1],其炎癥累及的腸段與正常腸段在CT圖像上有著不同的表現(xiàn)。以往CT診斷小腸克羅恩病的依據(jù)是CT值，但由于成像的X射線能量具有一定的能譜范圍，不可避免地會導(dǎo)致CT值的偏差，進(jìn)而影響定量診斷。CT能譜成像是一種基于雙能掃描的成像技術(shù)，能夠?qū)⑽镔|(zhì)分離，從而準(zhǔn)確定量。且體外實驗已經(jīng)證實，碘濃度值能較準(zhǔn)確而真實地反映CT值[2]，并能夠展示不同物質(zhì)能譜衰減的曲線圖，為臨床應(yīng)用中多參數(shù)地定量分析來診斷和鑒別診斷疾病提供了廣闊的應(yīng)用前景。本研究擬分析小腸克羅恩病患者的能譜CT掃描數(shù)據(jù)，探討CT能譜成像在小腸克羅恩病活動度評估中的應(yīng)用價值。

資料與方法

一、一般資料

回顧性分析2015年8月至2016年9月期間，在上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院行小腸CT GSI掃描檢查，并經(jīng)腸鏡或手術(shù)病理證實為克羅恩病，且臨床資料完整的54例患者，其年齡為12～53歲，平均年齡為31歲。克羅恩病活動指數(shù)（Crohn′s disease Activity Index,CDAI）評分顯示，其中疾病處于活動期的患者為34例，處于緩解期的患者20例。54例患者中，首發(fā)癥狀為腹痛者30例，腹瀉10例，便血7例，伴有發(fā)熱7例，且所有患者均伴有納差、消瘦癥狀。

二、小腸CT掃描

所有患者均于CT掃描前45～50 min，分次飲等滲甘露醇溶液1 000～1 500 mL，使遠(yuǎn)端小腸充盈擴(kuò)張；并于掃描前10 min注射654-2 10 mg，再飲水500 mL，使小腸處于低張狀態(tài)，保證近段小腸充盈擴(kuò)張，并減少小腸蠕動。使用GE Discovery CT 750 HD進(jìn)行全腹掃描，若平掃中發(fā)現(xiàn)異常增厚腸段，就采用GSI進(jìn)行雙期增強(qiáng)掃描，層厚層距5 mm，一次旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)實現(xiàn)80 kVp至140 kVp高速的切換，轉(zhuǎn)速為0.6 s，螺距0.983。行增強(qiáng)掃描前，患者經(jīng)肘靜脈團(tuán)注射非離子型對比劑，總量為90～100 mL，速率 3～4 mL/s，注射對比劑 12 s后，采用自動激發(fā)裝置（感興趣區(qū)位于腹主動脈，閾值為100 HU）進(jìn)行動脈期（aterial phase，AP）掃描；結(jié)束后延遲 30 s，進(jìn)行門脈期（portal phase，PP）掃描。 所有雙期增強(qiáng)圖像劈薄為層厚、層距0.625 mm，并傳至GE ADW4.4后處理工作站上。

三、圖像后處理方法

在GSI viewer上對病變腸段和正常腸段進(jìn)行分析、處理，將圓形或類圓形的感興趣區(qū)（Region of Interest,ROI）（面積約為1 cm2）盡可能放在腸壁的黏膜層，同時測量同一層面的腹主動脈的CT值。保存相應(yīng)ROI的數(shù)據(jù)文件，該數(shù)據(jù)文件包含40～140 keV （以10 keV為間隔）各能量水平的CT值（HU）和各配對基物質(zhì)濃度值（g/L），本研究主要分析碘濃度和水濃度值。

1.標(biāo)化的碘濃度值（normalized iodine concentration，nIc）：分別記錄克羅恩病活動期和緩解期患者的腸壁在AP和PP的碘濃度值，并除以腹主動脈碘濃度值，將其均一化為nIc。

2.標(biāo)化的水濃度值 （normalized water concentration，nWc）：分別記錄克羅恩病活動期和緩解期患者的腸壁在AP和PP的水濃度值,并除以腹主動脈的水濃度值，將其均一化為nWc。

3.計算能譜曲線斜率：能譜曲線的斜率k=|CT值（40 keV）-CT 值（90 keV）|/50。

四、統(tǒng)計學(xué)處理

采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 16.0，對病變腸壁和正常腸壁的 AP-nIc、PP-nIc、AP-nWc、PP-nWc 以及能譜曲線斜率進(jìn)行t檢驗，P＜0.05時認(rèn)為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，描繪有統(tǒng)計學(xué)意義參數(shù)的受試者工作特征曲線，計算和比較曲線下面積、P值、最佳靈敏度和特異度及所對應(yīng)的臨界值。

表1 活動期與緩解期的腸段雙期nIc、nWc、能譜曲線斜率比較（g/L，

表1 活動期與緩解期的腸段雙期nIc、nWc、能譜曲線斜率比較（g/L，

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結(jié) 果

克羅恩病活動期患者與緩解期患者定量分析變量發(fā)現(xiàn)，AP和PP的nIc值、PP的nWc值以及雙期能譜曲線的斜率對鑒別活動期與緩解期克羅恩病有統(tǒng)計學(xué)意義，活動期克羅恩病患者AP和PP雙期的nIc值、PP的nWc值均高于緩解期患者 （見表1）?；顒悠诨颊吲c緩解期患者比較，腸段的能譜衰減曲線有明顯差異，活動期克羅恩病患者雙期能譜曲線的斜率明顯高于緩解期患者（見圖1）。以上參數(shù)鑒別活動期與緩解期克羅恩病的曲線下面積值、靈敏度、特異度以及所對應(yīng)的最佳臨界值見表2，受試者工作特征曲線圖見圖2。其中上述參數(shù)ROC 曲 線 下 面 積 值 分 別 為 0.965、0.998、0.726、0.964以及0.972，表明AP和PP的nIc值以及能譜曲線的斜率是鑒別鑒別克羅恩病活動期與緩解期較優(yōu)的參數(shù)。

圖1 活動期和緩解期腸壁動脈期和門脈期能譜曲線

表2 nIc、nWc、及能譜曲線斜率診斷克羅恩病活動期與緩解期的效能及最佳臨界值

討 論

一、一般特征

CT增強(qiáng)掃描圖像上，克羅恩病炎癥累及的腸段腸壁較正常腸段呈明顯異常強(qiáng)化，尤其是疾病早期腸壁無明顯增厚時，腸壁黏膜充血，AP和PP的腸壁強(qiáng)化明顯高于鄰近正常腸壁。且強(qiáng)化可見腸壁呈分層狀表現(xiàn)，最內(nèi)層為黏膜層，居中的環(huán)狀低密度帶為水腫的黏膜下層，外層高密度為漿肌層[3]。隨著病變遷延，增厚腸壁的層次消失，呈均勻密度，提示腸壁纖維化，為慢性病變[4-5]。本研究的54例小腸克羅恩病患者中，腸壁均表現(xiàn)為分層強(qiáng)化。

圖2 受試者工作特征曲線圖

二、CT能譜特征參數(shù)

CT能譜成像能觀察人體解剖的形態(tài)學(xué)信息，并通過綜合混合能量、單能量圖像、碘基圖、水基圖和鈣基圖等物質(zhì)分離圖像，了解人體的組織病理學(xué)信息[6]，使CT由宏觀研究轉(zhuǎn)變到微觀研究，進(jìn)一步拓寬了CT在臨床和科學(xué)研究的應(yīng)用平臺[7]。能譜CT臨床研究的廣泛開展顯示出其在多種腫瘤疾病診斷中具有極大的價值[8-13]。

1.碘基值和水基值的應(yīng)用：克羅恩病最常見的征象包括腸壁的異常增厚和異常明顯強(qiáng)化，且這些征象隨著炎性的加重和活動性而更加明顯。在CT能譜成像圖像上，腸壁增強(qiáng)的方式取決于黏膜層、黏膜固有肌層以及漿膜層的充血、炎癥和纖維化程度。以往區(qū)分病變腸壁與正常腸壁是測量混合能量下的CT值，是一種定性或半定量的研究方法，而CT能譜成像提供了更多的定量指標(biāo)和分析工具。

本研究結(jié)果顯示，克羅恩病活動期腸段與緩解期腸段比較,AP和PP的nIc值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，均為活動期腸段的nIc值高于緩解期，提示活動期腸段由于各種炎性刺激，導(dǎo)致末端直小血管增粗、擴(kuò)張充血，因此進(jìn)入血管的碘劑增多，從而導(dǎo)致其濃度值高?？肆_恩病活動期腸段與緩解腸段比較，PP的nWc值差異有統(tǒng)計學(xué)意義，為活動期腸段的nWc值高于緩解期腸段，這與病變腸壁活動期炎性水腫、滲出增多有關(guān)。更為重要的是，克羅恩病緩解期，部分腸壁炎性充血明顯，水腫、滲出較少時，腸壁厚度可以正常，而增強(qiáng)后強(qiáng)化卻較緩解期腸壁減弱，因此可以通過比較二者的標(biāo)化碘基值來區(qū)分二者，從而為診斷提供量化的依據(jù)。

2．能譜曲線的應(yīng)用：本研究的能譜曲線顯示，克羅恩病活動期腸段的AP和PP在40～140 keV下CT值所對應(yīng)的點，均在緩解期的上方，2條曲線同向且無交叉，提示二者的碘含量和成分不同?；顒悠谀c段的能譜衰減曲線斜率高于緩解期腸段，表明活動期腸壁的強(qiáng)化程度高于緩解期腸壁。

三、多參數(shù)分析比較

AP和PP的nIc值鑒別克羅恩病活動期與緩解期的曲線下面積分別為 0．965 和 0．998，PP 的nWc值鑒別活動期與緩解期的曲線下面積為0．726，AP和PP的能譜曲線斜率鑒別活動期與緩解期的曲線下的面積分別為0．964和0．972。在上述變量中，用AP和PP的nIc值以及斜率來鑒別活動期與緩解期腸壁較優(yōu)。

四、不足與展望

本研究對克羅恩病中炎癥累及的活動期和緩解期腸段進(jìn)行了定量分析，但臨床往往關(guān)注克羅恩病是處于活動期還是慢性纖維化期，從而可以指導(dǎo)臨床用藥及治療后的隨訪復(fù)查。因此，在以后的研究中，有待于進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量，并對活動期腸段和慢性期腸段的CT能譜特征進(jìn)行更深入的研究。