肺肿瘤边缘确认方法-新编胸腹部能谱ＣＴ临床影像学

2.2　肺肿瘤边缘的确认

【病例】

（1）病例摘要　①病史:男性，62岁，咳嗽1个月，咯血1周；胸部DR平片显示:左肺门占位；行胸部能谱CT扫描显示:左肺门肿块，考虑中央型肺癌并阻塞性肺不张；行纤维支气管镜活检证实为左肺鳞状细胞癌。并对其进行能谱分析，以明确病灶的边缘及与不张肺组织的界限。②体格检查:左肺呼吸音减低。③实验室检查:非小细胞肺癌抗原（CYFRA21-1）8.85ng/ml（0.1～3.3ng/ml）。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.3、图2.4、图2.5、图2.6。

图2.3　肿瘤显示的最佳单能量水平

注解:通过使用宝石能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）浏览器，我们将感兴趣区（region of interest，ROI）置于左肺门肿块内，将邻近不张肺组织作为背景，可获得肿块相对于不张肺组织的最佳对比度（图①）。结果发现40keV单能量水平可以获得显示病灶的对比噪声比（contrast to noise ratio，CNR）（图②）。

图2.4　左肺中央型肺癌并阻塞性肺不张在不同能谱图像上的比较

注解:图①静脉期70keV单能量图像（近似混合能量图像）上，显示左肺门不均匀软组织肿块并堵塞左主支气管，肿块与周围不张肺组织界限存在，但不确切；图②相同层面，40keV单能量图像上见此肿块与周围不张肺组织的对比更加明显，肿块边缘较图①清晰。图③相同层面，碘基物质密度图像上显示肿块的边界较图①②更清晰，与周围不张肺组织的对比度更大。

图2.5　肿块边缘与邻近不张肺组织能谱曲线的比较

注解:图①40keV单能量图像上肿块内放置感兴趣区1～7（黄色圆圈所占区域），沿邻近不张肺组织放置感兴趣区8-13（金色拱形所占区域）；图②展示以上13个感兴趣区的能谱曲线，对比发现R0I1～7的能谱曲线及ROI 8～13的能谱曲线各自走行形态基本一致，但是两组之间分界明显，肿块能谱曲线走行高于邻近不张肺组织，特别是在低keV条件下。

图2.6　肿块边缘与邻近不张肺组织碘含量与水含量的对比

注解:将图2.5中所置13个感兴趣区的碘含量和水含量制成直方图，如图①显示；对比发现:ROI 1～7的碘含量相差不大，ROI 8～13的碘含量相差不大，但ROI 1～7的碘含量整体趋势低于ROI 8～13。图②显示:ROI 1～7与ROI 8～13组内及组间的水含量相差不大。

【扫描方案】(www.xing528.com)

采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.5s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速3.5ml/s。

【病案分析】

肺癌（lung cancer）是当前世界最常见的恶性肿瘤之一，中晚期肺癌治疗手段多采用放射治疗［1］，明确肿瘤边界，对放疗中精确勾画靶区具有重要的指导意义。CT检查对于病灶的显示，无论平扫还是增强，主要取决于病灶本身的密度与周围组织结构之间的密度差，如两者之间密度相同或者差距较小，则难以区分。常规CT（conventional computed tomography）成像为混合能量成像（polychromatic energy imaging），降低了组织的低对比分辨率［2］，当病灶和周边组织结构密度一致或近似时则无法区分，特别是胸部中央型肺癌和肺不张的区分，一直是临床的难点。

相比之下，能谱CT可以借助X射线高低2种能量（80kVp和140kVp）的瞬时切换，产生2种已知密度的物质密度图像（material density image）和40～140keV共101种单能量图像（monochromatic energy image）。一般来说高能量时图像的组织对比度较小，而低能量时图像的组织对比度较大［3］，所以一般在低能量水平下有利于区分密度一致或近似的2种组织。本组病例表明，40keV单能量成像可获得病变与肺不张的最佳对比噪声比，使得两者的密度差别增大，从而有利于将两者区分。

任何物质的X射线吸收系数可由其他任意2种基物质的X射线吸收系数来决定。能谱CT成像将碘与水作为最基本的标准物质，进行物质分离成像和定量分析。物质分离并不是确定物质组成，而是通过给定的2种基物质来产生相同的衰减效应。CT造影剂为含碘对比剂，碘基图像可以增强碘的汇聚能力，因此碘基图像可以间接反映组织的血供情况［4］。肺癌合并的不张肺组织血供丰富，且强化持续时间较肺癌长，因此碘基图可清楚显示不张肺组织密度高于肿块，说明前者碘含量较高。但是癌变肺组织与不张肺组织结构和血供发生变化时，水含量差异不大。

能谱CT成像的基本原理就是不同的物质对于不同能量的X射线吸收特征不同。物质的CT值衰减曲线是指X射线束穿过某种物质的衰减情况，可以用不同单能量（keV）下的组织相应的平均CT值来表示。物质的CT值衰减曲线是由组成物质的化学分子结构决定的，不同化学构成的组织具有不同的CT值衰减曲线，可以用CT值衰减曲线的差异来区分人体内不同化学成分［2］。肿瘤生长方式多为浸润性生长，因此影像学上肉眼观察的肿瘤边界并不能真实反应肿瘤的侵犯范围，经本例分析，可通过在肿瘤边缘与邻近不张肺组织放置多个感兴趣区，比较其能谱曲线的差异，从而进一步明确肿瘤边界及侵犯范围。

（关牧娟　高剑波）

参考文献

［1］彭志刚，刘明.多层螺旋CT增强扫描区分中央型肺癌肿块与肺不张［J］.放射学实践，2007，23（8）:1037-1039.

［2］辛小燕，朱斌.CT能谱成像在胸腔渗出液与漏出液定性鉴别中的作用［J］.中华放射学杂志，2011，45（8）:723-726.

［3］吕培杰.CT能谱成像在小肝癌检测中的应用价值［J］.放射学实践，2011，（03）:321-324.

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