李 銘 鄭向鵬 高 豐 任慶國(guó) 肖 立 滑炎卿

甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見(jiàn)的疾病征象，大樣本尸檢研究發(fā)現(xiàn)，成人單發(fā)或多發(fā)甲狀腺結(jié)節(jié)的發(fā)生率超過(guò)50%，并且隨著年齡的增大而比率增加，但其中只有約7%屬于惡性[1]。有多種疾病可表現(xiàn)為甲狀腺結(jié)節(jié)，如炎癥、自身免疫病、腫瘤和退行性變等。在所有甲狀腺結(jié)節(jié)中，大部分都是良性病變，女性較男性發(fā)病率較高。在甲狀腺結(jié)節(jié)的處理策略中，良性僅需內(nèi)科治療或單純隨訪，惡性者則需盡快手術(shù)切除，因而及時(shí)做出結(jié)節(jié)良惡性的判斷尤為重要。盡管甲狀腺癌的預(yù)后非常好，但是也有約9%的患者因?yàn)榛技谞钕侔?dǎo)致死亡[2]。故術(shù)前對(duì)甲狀腺癌的正確診斷和臨床分期對(duì)確定具體的手術(shù)治療方案有重要的意義，也直接影響了甲狀腺癌患者的預(yù)后，對(duì)于良性甲狀腺結(jié)節(jié)的診斷也可避免不必要的手術(shù)[3]。除甲狀腺結(jié)節(jié)細(xì)針穿刺外，迄今尚無(wú)特異的無(wú)創(chuàng)性檢查手段可以明確結(jié)節(jié)的良惡性，但前者操作風(fēng)險(xiǎn)大且假陰性率高，較難常規(guī)應(yīng)用。目前甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)的術(shù)前判斷仍依賴于影像學(xué)包括超聲、核醫(yī)學(xué)、MRI、CT等[3-8]，但特異性有限，甚至即使聯(lián)合應(yīng)用誤判仍不可避免[9]。寶石能譜CT成像(gemstone spectral imaging, GSI) 是CT發(fā)展史上的新高度，其本質(zhì)是基于雙能量成像，是利用單個(gè)球管的電壓瞬間切換來(lái)完成雙能量成像，兩種能量的圖像采集能夠基本做到同時(shí)、同源、同向，通過(guò)后處理重建，能夠重建40keV至140keV范圍內(nèi)任一單能量圖像，并可進(jìn)行基于組織成分的物質(zhì)分離，如可以獲得組織內(nèi)水、鈣或碘等的含量數(shù)據(jù)，為研究甲狀腺結(jié)節(jié)的良惡性提供了新的平臺(tái)。許多甲狀腺結(jié)節(jié)中都會(huì)發(fā)生出血及囊變的病理改變，囊變?cè)诔暀z查及常規(guī)CT中能夠非常容易的診斷。但是超聲檢查對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)的出血診斷能力有限，故我們通過(guò)對(duì)18例甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的標(biāo)本以及12例甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的在體病灶進(jìn)行能譜CT掃描并與病理結(jié)果對(duì)照分析，探討甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的能譜CT特征，以期提高對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的CT診斷能力。

方 法

1.臨床資料

甲狀腺結(jié)節(jié)標(biāo)本患者資料：本研究收集到18例病灶內(nèi)發(fā)生出血的新鮮甲狀腺結(jié)節(jié)手術(shù)標(biāo)本，其中男性12例（年齡18～67歲，平均年齡42.3歲），女性6例（年齡17～58歲，平均年齡43.5歲）。16例患者的甲狀腺結(jié)節(jié)系體檢時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，均無(wú)甲狀腺病變的相關(guān)癥狀；2例患者因頸部不適進(jìn)行超聲檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)。所有病例的血液學(xué)甲狀腺功能檢查均未見(jiàn)明顯異常。在體甲狀腺結(jié)節(jié)患者資料：本組研究12例甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的患者中，男性7例（年齡33～63歲，平均年齡42.3歲），女性5例（年齡28～57歲，平均年齡43.5歲）。9例患者的甲狀腺結(jié)節(jié)系體檢時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)，均無(wú)甲狀腺病變的相關(guān)癥狀；3例患者因頸部不適進(jìn)行超聲檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)。所有病例的血液學(xué)甲狀腺功能檢查均未見(jiàn)明顯異常。

2. 甲狀腺結(jié)節(jié)的能譜CT檢查

所有甲狀腺病變標(biāo)本均未經(jīng)甲醛溶液等固定處理，于術(shù)后立即送至CT室采用GE discovery HD750掃描儀進(jìn)行能譜CT掃描。按照結(jié)節(jié)位于甲狀腺的部位進(jìn)行標(biāo)本擺位，于室內(nèi)空氣環(huán)境中進(jìn)行掃描。結(jié)束檢查后標(biāo)本送病理科進(jìn)行病理檢查。能譜CT掃描選擇GSI 頸部掃描方案， FOV 10cm, 層厚0.625mm,利用單球管雙電壓（80kVp和140kVp）的快速切換來(lái)獲取一致的能量數(shù)據(jù)組以進(jìn)行數(shù)據(jù)空間的能量解析從而實(shí)現(xiàn)能譜成像。能譜成像獲得碘和水為基物質(zhì)的基物質(zhì)圖像以及能量從40keV到140keV的單能量圖像。

在體甲狀腺結(jié)節(jié)的能譜CT檢查：能譜CT掃描選擇GSI 頸部掃描方案，F(xiàn)OV 25cm, 層厚0.625mm，掃描范圍自顱底至胸廓入口，利用單球管雙電壓（80kVp和140kVp）的快速切換來(lái)獲取一致的能量數(shù)據(jù)組以進(jìn)行數(shù)據(jù)空間的能量解析從而實(shí)現(xiàn)能譜成像。

①能譜CT圖像分析：掃描所獲圖像在儀器自備專用的能譜圖像分析軟件GSI-view er上對(duì)基物質(zhì)圖像和單能量圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量及分析。②病灶內(nèi)的出血區(qū)域及實(shí)性成分確定：由碘基圖及水基圖分析后共同確定，將低碘含量并高水含量的部分確認(rèn)為病灶的出血部分，高碘含量并等水含量的區(qū)域認(rèn)定為病灶的實(shí)性部分。③測(cè)量及分析的數(shù)據(jù)包括：在碘和水基物質(zhì)圖像上同時(shí)測(cè)量出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織的碘和水的密度數(shù)據(jù)；在能譜圖像上（40keV到140keV）獲得出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織的CT能譜曲線，并計(jì)算各個(gè)感興趣區(qū)的CT能譜曲線的斜率，斜率計(jì)算方法為：取40keV及100keV兩點(diǎn)連線，與橫坐標(biāo)軸的角度計(jì)算，即斜率=（HU40keVHU100keV）/60[10]；在有效原子序數(shù)圖像上測(cè)量并分析出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織的有效原子序數(shù)；在65keV圖像上測(cè)量并分析出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織的CT值。

3.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用SPSS17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)數(shù)資料采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。分別對(duì)標(biāo)本組的結(jié)節(jié)內(nèi)出血與病灶實(shí)性成分，在體組的結(jié)節(jié)內(nèi)出血與病灶實(shí)性成分，在體組的結(jié)節(jié)內(nèi)出血與周圍甲狀腺組織的CT值、碘含量、水含量、能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)進(jìn)行比較，并將在體組及標(biāo)本組的出血和背景間的CT值、碘含量、水含量、能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)進(jìn)行比較。

結(jié) 果

1.甲狀腺結(jié)節(jié)的病理結(jié)果

本組標(biāo)本及在體的病灶中，通過(guò)大體標(biāo)本中均發(fā)現(xiàn)病變中可見(jiàn)較明確的結(jié)節(jié)內(nèi)出血，出血成分呈紅色、紅褐色。標(biāo)本組中14例結(jié)節(jié)為腺瘤伴出血，4例為結(jié)節(jié)性甲狀腺腫伴出血，而在體組甲狀腺結(jié)節(jié)中8例為腺瘤伴出血，4例為結(jié)節(jié)性甲狀腺腫伴出血。

2. 統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果

經(jīng)檢驗(yàn)在體組和標(biāo)本組結(jié)節(jié)內(nèi)出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織（背景）的碘濃度、水濃度、能譜曲線斜率及CT值差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在體組和標(biāo)本組病灶內(nèi)出血與背景、出血與病灶實(shí)性成分的碘濃度、水濃度、能譜曲線斜率差異有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而在體組及標(biāo)本組的出血與實(shí)性、出血與背景的CT值差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，將兩組合并分析，出血與病灶周圍背景的CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是出血與病灶實(shí)性成分的CT值差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1，2）。

3. 甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的能譜CT表現(xiàn)

甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血無(wú)論是在體組還是標(biāo)本組中，能譜CT表現(xiàn)上具有特征性，即均表現(xiàn)為相對(duì)高CT值、低碘含量、高水含量、低有效原子序數(shù)及低CT能譜曲線斜率。在體組與標(biāo)本組的甲狀腺結(jié)節(jié)周圍甲狀腺組織的能譜CT參數(shù)數(shù)據(jù)差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1，2；圖1～3）。

圖1A～D.依次為平掃CT圖像、碘基圖、水基圖及原子序數(shù)圖，從圖像上可見(jiàn)出血部分（ROI1）CT值高于ROI76即囊變區(qū)（紅箭示），但是碘含量（-0.55mg/ml）明顯低于囊變區(qū)（-0.1mg/ml），出血部分（ROI8）水含量（1096.7mg/ml）明顯高于囊變（ROI79）區(qū)域（1033.84mg/ml），而出血（ROI9）的有效原子序數(shù)（7.17）低于囊變(ROI80)區(qū)域（7.48）。

圖2與圖1同一病灶。A～D.依次為CT能譜曲線、各感興趣區(qū)原子序數(shù)分布直方圖、碘/水分布散點(diǎn)圖及單能量圖像（65keV）。從CT能譜曲線圖（A）上可見(jiàn)出血（ROI1）CT能譜曲線斜率明顯低于囊變（ROI76，深藍(lán)色曲線）及周圍甲狀腺組織（ROI52，天藍(lán)色曲線）。有效原子序數(shù)分布圖（B）顯示從出血、囊變及周圍甲狀腺組織的有效原子序數(shù)值依次增高。碘/水分布散點(diǎn)圖（C）顯示出血（黃色）的水含量明顯高于囊變（深藍(lán)色）及周圍甲狀腺組織（天藍(lán)色），但是碘含量明顯低于其他兩者。

圖3A～D.依次為65keV圖像、碘基圖、水基圖及原子序數(shù)圖。從65keV圖像（A）上見(jiàn)病灶內(nèi)的出血成分(ROIL2)與周圍甲狀腺組織(ROIBG)密度近似，但是出血部分在碘基圖（ROIL2）呈明顯低含量（B）以及水基圖（ROIL2）呈明顯的高含水量（C）。有效原子序數(shù)圖（D）顯示從出血（ROIL2）的原子序數(shù)明顯低于周圍的甲狀腺組織（ROIBG）。

表1 在體組及離體組能譜CT參數(shù)比較

表2 出血、病灶實(shí)性成分及周圍甲狀腺組織（背景）的能譜參數(shù)比較

討 論

由于X線輻射和診斷特異性差，甲狀腺疾病主要是采用超聲來(lái)進(jìn)行評(píng)估，而CT較少用來(lái)對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)進(jìn)行診斷和鑒別，只是作為臨床甲狀腺惡性腫瘤的TNM分期之用。由于寶石能譜CT檢查能夠獲得單能量圖像，在常規(guī)CT圖像分析的基礎(chǔ)上還能夠通過(guò)能譜CT分析軟件對(duì)病灶成分進(jìn)行物質(zhì)分離，即可同時(shí)獲得碘基圖、水基圖以及有效原子序數(shù)圖，為影像學(xué)評(píng)估甲狀腺結(jié)節(jié)提供了一種新方法。

物質(zhì)的CT能譜曲線是指X線束穿過(guò)某種物質(zhì)后的衰減情況，可以用不同單能量下的組織相應(yīng)的平均CT值來(lái)表示。物質(zhì)的CT能譜曲線是由組成物質(zhì)的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定的，不同化學(xué)構(gòu)成的組織具有不同的CT能譜曲線，可以用CT能譜曲線的差異來(lái)區(qū)分人體內(nèi)組織的不同化學(xué)成分，而CT能譜曲線的差異可以用曲線斜率來(lái)進(jìn)行定量評(píng)估。已知絕大多數(shù)化學(xué)元素和化合物的X線衰減曲線，其中水的衰減曲線為一直線，即斜率為0，因此可以比照水來(lái)研究其他物質(zhì)的CT能譜曲線。

無(wú)論是作為每個(gè)紅細(xì)胞的一部分，或在吞噬了紅細(xì)胞的巨噬細(xì)胞內(nèi)，出血后的病灶內(nèi)會(huì)有鐵沉積[11]。甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血，在常規(guī)或單一能量圖像上很難和周圍甲狀腺組織或病灶內(nèi)實(shí)行成分鑒別，因?yàn)樗鼈兊腃T值十分近似，例如圖2中的曲線圖顯示，出血及病灶周圍甲狀腺組織在70keV時(shí)相交，即出血和周圍甲狀腺組織當(dāng)射線能量在70keV時(shí)的CT值一致，故單純靠單一能量圖像有時(shí)很難將出血及實(shí)性成分進(jìn)行鑒別。

1. 甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的能譜CT特征

甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)的新鮮出血在能譜CT上的表現(xiàn)具有特征性，即常規(guī)CT值與碘含量的倒掛，呈現(xiàn)為較高CT值，但是碘含量非常低（負(fù)值），并且在甲狀腺疾病的掃描過(guò)程中，新鮮出血的水含量是頸部所有組織中最高的，達(dá)到1100mg/ml左右。有研究通過(guò)雙能CT成像發(fā)現(xiàn)血管壁斑塊內(nèi)的出血，與本研究中甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)的出血表現(xiàn)一致[12]。

2.甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的診斷對(duì)于甲狀腺結(jié)節(jié)性質(zhì)評(píng)估的價(jià)值

本組病灶中發(fā)現(xiàn)病灶內(nèi)出血在能譜CT圖像上具有一定的特征性，即表現(xiàn)為常規(guī)CT值較高，同時(shí)兼有低碘含量、高水含量和低有效原子序數(shù)的表現(xiàn)，根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[13-14]，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和甲狀腺腺瘤容易出血囊變，而超過(guò)90%的甲狀腺癌結(jié)節(jié)無(wú)出血囊變，這就對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)的鑒別診斷產(chǎn)生影響，尤其當(dāng)病灶較小或灶內(nèi)出血時(shí)，不應(yīng)首先考慮甲狀腺癌。本組甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)有出血的病例中均為良性結(jié)節(jié)。本研究顯示甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)的出血與病灶的實(shí)性成分在常規(guī)CT圖像上難以區(qū)分甚至不能區(qū)分，但是通過(guò)能譜CT分析，獲得碘/水基圖，可以很容易將出血與病灶內(nèi)的實(shí)性成分進(jìn)行鑒別。

3.甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血能譜CT特征表現(xiàn)的原理

能譜CT是通過(guò)電壓的瞬時(shí)切換實(shí)現(xiàn)雙能CT成像的，這種采集技術(shù)可實(shí)現(xiàn)雙能量瞬間采集，基于投影技術(shù)的物質(zhì)分離和50cm全視野內(nèi)物質(zhì)分離。寶石能譜成像基于物質(zhì)分離的投影技術(shù)?；旌蟢Vp圖像轉(zhuǎn)化為校正的高、低kVp圖像。基物質(zhì)分離通過(guò)成對(duì)的kVp測(cè)量實(shí)現(xiàn)即球管光譜，蝶形濾過(guò)器，束線硬化高的基材料。通過(guò)雙能量成像對(duì)感興趣區(qū)域進(jìn)行物質(zhì)分離分析時(shí)，是基于一對(duì)已知物質(zhì)衰減系數(shù)上的，在醫(yī)學(xué)成像能量譜范圍內(nèi)物質(zhì)的衰減系數(shù)主要取決于兩方面內(nèi)容，即光電效應(yīng)和康普頓散射。這樣能量衰減就可以通過(guò)兩組kVp測(cè)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出的兩種基物質(zhì)能量的衰減表達(dá)。通過(guò)給定基物質(zhì)密度圖像，可以計(jì)算出衰減數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)也可以通過(guò)單光源測(cè)得。為了保持HU的一致性，故用水做標(biāo)準(zhǔn)化，本研究針對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的特征性能譜CT表現(xiàn)分析時(shí)，正是基于物質(zhì)分離技術(shù)分析得出的（采用碘/水基物質(zhì)對(duì)），其表現(xiàn)的特征性是因?yàn)槌鲅诔Ｒ?guī)CT表現(xiàn)的相對(duì)高密度以及在能譜CT中的非常低的有效原子序數(shù)導(dǎo)致的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)儀器自帶GSI分析軟件進(jìn)行分析時(shí)，無(wú)論如何選擇基物質(zhì)對(duì)，其物質(zhì)分離的結(jié)果是由所分析物質(zhì)的有效原子序數(shù)決定的，當(dāng)我們選擇碘/水作為基物質(zhì)對(duì)時(shí)，出血表現(xiàn)為較病灶實(shí)性成分更低的碘含量以及明顯增高的水含量。

4. GSI的應(yīng)用前景

GSI是基于雙能量成像基礎(chǔ)上的，GSI支持基于物質(zhì)分離的全視野投影，近期可見(jiàn)腹部GSI應(yīng)用研究[15]，也有研究者利用雙能量CT技術(shù)進(jìn)行腫瘤的鑒別診斷[16]。有研究表示通過(guò)GSI的物質(zhì)分離技術(shù)能夠評(píng)價(jià)痛風(fēng)患者足部的尿酸成分[17]。也有將GSI技術(shù)用于評(píng)估肺動(dòng)脈栓塞及肺氣腫的診斷[18]。相信在以后的研究中，能譜CT會(huì)在越來(lái)越多的疾病診斷上發(fā)揮重要作用。

本研究結(jié)果顯示，甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)的新鮮出血在寶石能譜CT上有特征性的表現(xiàn)，因此可成為評(píng)估甲狀腺結(jié)節(jié)內(nèi)出血的可靠依據(jù)之一，進(jìn)而對(duì)甲狀腺結(jié)節(jié)病變的進(jìn)展以及性質(zhì)的判斷提供一定的依據(jù)。能譜CT之所以能夠?qū)谞钕俳Y(jié)節(jié)內(nèi)的出血進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，是基于雙能CT成像的基本原理，其表現(xiàn)特征的本質(zhì)是由于出血成分的有效原子序數(shù)與常規(guī)CT值之間的倒掛。本研究存在一些不足例如研究總體樣本量還較小，以及未及與超聲、MRI或核醫(yī)學(xué)同步對(duì)照等，均有待于進(jìn)一步的研究探討。