1.天津醫(yī)科大學(xué)第四中心臨床學(xué)院放射科 (天津 300143)

2.天津市靜?？h人民醫(yī)院(天津 301600)

趙 超1 紀(jì)盛章1 宮長(zhǎng)水2 張 昊2

甲狀腺結(jié)節(jié)是臨床常見(jiàn)的疾病征象，女性多于男性。尸檢數(shù)據(jù)顯示甲狀腺結(jié)節(jié)的發(fā)病率可達(dá)65%[1]，其中約7%的甲狀腺結(jié)節(jié)為惡性腫瘤[2]。早期發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)并鑒別其良惡性對(duì)臨床治療、手術(shù)方式的選擇及預(yù)后判斷均有重要意義。目前結(jié)節(jié)性質(zhì)的術(shù)前診斷主要依賴于影像檢查，包括超聲、核醫(yī)學(xué)、CT、MRI等，但特異性都有限，且良惡性結(jié)節(jié)的影像表現(xiàn)有一定的重疊，如結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和乳頭狀癌均有乳頭狀結(jié)構(gòu)[3]，單純從形態(tài)學(xué)上難以鑒別。能譜CT成像(gemstone spectral imaging, GSI)能夠重建40～140KeV范圍內(nèi)任一單能量圖像，并能進(jìn)行基于組織成分的物質(zhì)分離，為甲狀腺結(jié)節(jié)良惡性的鑒別提供了新的平臺(tái)。本研究通過(guò)甲狀腺結(jié)節(jié)的能譜掃描與術(shù)后病理結(jié)果的對(duì)照研究，探討良惡性結(jié)節(jié)的CT能譜表現(xiàn)特征，以期提高良惡性結(jié)節(jié)鑒別診斷的準(zhǔn)確率。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集天津市靜?？h醫(yī)院2012年10月～2013年10月接受能譜CT檢查，經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的甲狀腺結(jié)節(jié)患者30例。其中結(jié)節(jié)性甲狀腺腫患者15例，男3例，女12例，平均(48.5±8.6)歲；乳頭狀癌患者15例，男5例，女10例，平均(45.5±15.5)歲。共發(fā)現(xiàn)35個(gè)結(jié)節(jié)，均經(jīng)病理證實(shí)。其中結(jié)節(jié)性甲狀腺腫20個(gè)；乳頭狀癌15個(gè)。另取15例健康志愿者的正常甲狀腺作為正常對(duì)照組。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過(guò)。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery HD 750 CT掃描儀，掃描范圍從下頜骨至胸廓入口，包括全部甲狀腺。采用GSI頸部掃描方案，準(zhǔn)直層厚64×0.625mm，螺距0.984：1。電壓為高低能量(140、80kVP)瞬時(shí)(0.5ms)切換，自動(dòng)電流，球管轉(zhuǎn)速0.8s，行平掃及增強(qiáng)掃描。增強(qiáng)檢查采用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射非離子對(duì)比劑(碘佛醇，320mg/ml)，流速2.0～2.5ml/s，劑量100ml。注藥后20s和40s分別掃描，獲得動(dòng)脈期和靜脈期圖像。掃描后采用標(biāo)準(zhǔn)算法分別重建常規(guī)混合圖像和能譜圖像。

1.3 圖像后處理分析 在AW 4.5工作站，用GSI Viewer軟件進(jìn)行圖像處理，獲得能量范圍在40～140KeV的101個(gè)單能量圖像，在最佳單能量圖像(70KeV)中以ROI(感興趣區(qū))分別在平掃、動(dòng)脈期和靜脈期選取病灶內(nèi)的實(shí)性部分(避開囊變、鈣化、大血管和鎖骨產(chǎn)生的偽影)，獲取組織的碘濃度，測(cè)3次，取平均值。利用GSI Viewer軟件得出ROI的能譜曲線(40～140KeV)，分析能譜曲線的特征，并計(jì)算各個(gè)ROI能譜曲線的斜率值。斜率值為能譜曲線上兩點(diǎn)的CT值差除以這兩點(diǎn)的能量差。本次研究中選擇40、140KeV兩點(diǎn)間的斜率=(HU40KeVHU100KeV)/60。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件包，計(jì)算資料采用±S表示。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，分別兩兩比較結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組與乳頭狀癌組、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組與正常甲狀腺組、乳頭狀癌組與正常甲狀腺組的定量指標(biāo)(平掃、動(dòng)脈期及靜脈期的碘濃度)；單因素方差分析比較結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組，乳頭狀癌組與正常甲狀腺組之間各期能譜曲線斜率的差異；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 碘濃度值 在平掃、動(dòng)脈期及靜脈期乳頭狀癌組、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組與正常甲狀腺組的碘濃度兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)(表1-3，圖-16)

2.2 能譜曲線斜率 在平掃、動(dòng)脈期及靜脈期乳頭狀癌、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫與正常甲狀腺組織的能譜曲線形態(tài)各異(圖17-19)。結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組、正常甲狀腺組、乳頭狀癌組中多數(shù)者曲線隨著單能量KeV值的升高，對(duì)應(yīng)的CT值逐漸遞減，曲線為下降型，斜率為正值；乳頭狀癌組中的少數(shù)隨著單能量KeV值的升高，對(duì)應(yīng)的CT值逐漸增加，曲線為上升型，斜率為負(fù)值；各組的衰減程度不同，在平掃、動(dòng)脈期和靜脈期，各組兩兩比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均＜0.05)(表4)

3 討 論

能譜CT采用單管球高低能量快速切換掃描模式，即單個(gè)球管在一個(gè)旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)通過(guò)80KVp和140KVp高低兩種能量的高速瞬時(shí)切換同時(shí)采樣，保證了球管發(fā)射射線的“同時(shí)、同源、同向”性。再加上高通透性及高清空速率的寶石探測(cè)器，準(zhǔn)確采集到相關(guān)信號(hào)。之后，采用原始數(shù)據(jù)的投影模式進(jìn)行運(yùn)算以及用于能譜成像的重建/后處理引擎與GSI瀏覽器，就能生成范圍在40～140KeV的任一單能量圖像[4]。從而得到物質(zhì)在不同X線能量下的衰減曲線(能譜曲線)。由于人體組織的能譜曲線是由其組織成分決定的，不同組織成分的衰減值不同，因此具有不同形態(tài)的能譜曲線。利用CT能譜曲線的差異可以鑒別人體內(nèi)不同成分的組織，例如甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)源于不同的組織成分，因而具有不同的能譜曲線；能譜CT物質(zhì)分離技術(shù)可以將甲狀腺病變進(jìn)行碘、水分離，分析甲狀腺組織及病變的碘含量及水含量，從而了解病變及甲狀腺組織的含碘、含水情況，推測(cè)病變性質(zhì)[5]。

表1 結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組與乳頭狀癌組各期碘濃度對(duì)比（單位 mg/cm3）

表2 結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組與正常甲狀腺組各期碘濃度對(duì)比（單位 mg/cm3）

表3 乳頭狀癌組與正常甲狀腺組各期碘濃度對(duì)比（單位 mg/cm3）

表4 結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組、乳頭狀癌組與正常甲狀腺組不同期相能譜曲線斜率

圖1-8 右側(cè)甲狀腺癌乳頭狀癌能譜CT圖像 圖1,2,3分別代表平掃、動(dòng)脈期及靜脈期的碘基圖，病灶內(nèi)的碘含量分別為：0.84mg/cm3、1.79mg/cm3和2.74mg/cm3。圖4為動(dòng)脈期70KeV單能量圖像，分別在病灶內(nèi)及對(duì)側(cè)正常甲狀腺組織選取感興趣區(qū)。圖5為動(dòng)脈期能譜曲線圖，紅色代表病灶內(nèi)的曲線；黃色為對(duì)側(cè)正常甲狀腺曲線。圖6為靜脈期70KeV單能量圖像，分別在病灶內(nèi)及對(duì)側(cè)正常甲狀腺組織選取感興趣區(qū)。圖7為靜脈期能譜曲線圖，紅色和粉色代表病灶內(nèi)不同部位的曲線，黃色為對(duì)側(cè)正常甲狀腺曲線。圖8病理診斷為甲狀腺右葉乳頭狀癌。圖9-16 左側(cè)結(jié)節(jié)性甲狀腺腫能譜CT圖像 圖9,10,11分別代表平掃、動(dòng)脈期及靜脈期的碘基圖，病灶內(nèi)的碘含量分別為：0.38mg/cm3、3.28mg/cm3和2.16mg/cm3。圖12為動(dòng)脈期70KeV單能量圖像，分別在病灶內(nèi)及同側(cè)正常甲狀腺組織選取感興趣區(qū)。圖13為能譜曲線圖，紅色和黃色代表病灶內(nèi)不同部位的曲線；粉色為同側(cè)正常甲狀腺組織曲線。圖14為靜脈期70KeV單能量圖像，分別在病灶內(nèi)及同側(cè)正常甲狀腺組織選取感興趣區(qū)。圖15為靜脈期能譜曲線圖，紅色和粉色代表病灶內(nèi)不同部位的曲線，藍(lán)色為同側(cè)正常甲狀腺組織曲線。圖16病理診斷為甲狀腺左葉結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。圖17-19 正常甲狀腺、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫及乳頭狀癌的能譜曲線 圖17平掃 圖18 動(dòng)脈期 圖19 靜脈期

本研究通過(guò)對(duì)能譜曲線的分析后采用曲線斜率(能量值40、140KeV兩點(diǎn)間的CT值差)為統(tǒng)計(jì)量，對(duì)結(jié)節(jié)性甲狀腺腫組、甲狀腺乳頭狀癌組及正常甲狀腺組的斜率進(jìn)行對(duì)比。正常甲狀腺的能譜曲線均表現(xiàn)為下降型，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫的能譜曲線也表現(xiàn)為下降型，但其均位于正常甲狀腺曲線的下方，說(shuō)明結(jié)節(jié)性甲狀腺腫的組織結(jié)構(gòu)與正常甲狀腺組織相似,由于其主要病理變化為甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞增生，濾泡內(nèi)甲狀腺球蛋白含甲狀腺素減少形成膠質(zhì)貯積，間質(zhì)纖維組織增生、間隔包繞逐漸形成大小不一的結(jié)節(jié)，因此其碘含量及攝碘能力均低于正常甲狀腺組織，所以其平掃及增強(qiáng)掃描的CT值及反應(yīng)其變化趨勢(shì)的能譜曲線斜率低于正常甲狀腺組織；而甲狀腺乳頭狀癌的能譜曲線走形低平，平掃和動(dòng)脈期時(shí)多數(shù)都位于正常甲狀腺和結(jié)節(jié)性甲狀腺腫的曲線下方，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明斜率的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，尤其以增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期的曲線差異最明顯，(圖18)。甲狀腺乳頭狀癌的主要病理變化為甲狀腺濾泡被呈乳頭狀排列的癌細(xì)胞所取代，乳頭分支較多，乳頭中心有纖維血管間質(zhì)。所以乳頭狀癌對(duì)甲狀腺濾泡的攝碘能力破壞較結(jié)節(jié)性甲狀腺腫更大，F(xiàn)rilling等[6]在研究分化型甲狀腺癌時(shí)發(fā)現(xiàn)惡性腫瘤有30%～50%失去攝碘能力。因此甲狀腺乳頭狀癌的CT值及反應(yīng)其變化趨勢(shì)的能譜曲線斜率應(yīng)低于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。但本研究發(fā)現(xiàn)在靜脈期乳頭狀癌的能譜曲線位于正常甲狀腺組織和結(jié)節(jié)性甲狀腺腫之間，其斜率高于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。分析原因，筆者認(rèn)為可能與惡性腫瘤中的血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子有關(guān)。有研究表明[7]，血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子最直接參與誘導(dǎo)腫瘤血管生成，能使血管擴(kuò)張，通透性增大。國(guó)外有研究[8]表明，甲狀腺乳頭狀癌中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子呈高度表達(dá)，且表達(dá)水平與腫瘤的惡性程度呈正相關(guān)，因此惡性病變較良性病變組織中的血管通透性增高，攝取的部分碘滯留在組織間隙中，而良性病變可以快速通過(guò)血液將攝取的碘廓清；雖然惡性病變因?yàn)閿z碘能力差在動(dòng)脈期碘含量要低于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫，但其對(duì)比劑彌散過(guò)程比良性病變要慢，而靜脈期主要反映對(duì)比劑的彌散過(guò)程，因此靜脈期惡性病變的碘含量略高于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫，相應(yīng)的能譜曲線斜率也略高于結(jié)節(jié)性甲狀腺腫。乳頭狀癌中有2例能譜曲線呈反向上升型，斜率為負(fù)值，說(shuō)明其組織結(jié)構(gòu)與正常甲狀腺差異較大，部分乳頭狀癌的組織結(jié)構(gòu)可能與脂性成分接近[9]。由于本研究例數(shù)較少，關(guān)于負(fù)性斜率能否成為甲狀腺癌能譜成像的一個(gè)特征性指標(biāo)還有待于進(jìn)一步研究。

邵偉光等[10]應(yīng)用能譜CT測(cè)定正常成人甲狀腺碘濃度，為將能譜CT碘濃度測(cè)量應(yīng)用于甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的鑒別提供了基礎(chǔ)。薛蘊(yùn)菁[11]等利用能譜CT的碘/水物質(zhì)分離圖像鑒別甲狀腺良惡性病變，發(fā)現(xiàn)其可直觀反應(yīng)甲狀腺組織和病變組織的含碘情況。本研究分別測(cè)量良乳頭狀癌在平掃、動(dòng)脈期和靜脈期的碘濃度，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)節(jié)性甲狀腺腫與正常甲狀腺組織各期碘含量變化趨勢(shì)一致，先上升后下降，結(jié)節(jié)性甲狀腺腫各期碘濃度均低于正常甲狀腺；乳頭狀癌各期碘濃度也低于正常甲狀腺，但其靜脈期濃度較其動(dòng)脈期略高，這點(diǎn)與結(jié)節(jié)性甲狀腺腫和正常甲狀腺不同，與陳克敏、林曉珠等[12]研究結(jié)果基本符合。分析原因，考慮與甲狀腺乳頭狀癌中血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子導(dǎo)致血管通透性變化，對(duì)比劑彌散過(guò)程減慢有關(guān)，與能譜曲線變化原因基本一致。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行兩兩比較后發(fā)現(xiàn)其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，研究結(jié)果提示碘含量的差異與病變性質(zhì)有關(guān)，乳頭狀癌的甲狀腺濾泡大部分或完全為癌組織和機(jī)化的結(jié)締組織取代，導(dǎo)致其攝碘能力下降或消失[9]；而結(jié)節(jié)性甲狀腺腫病灶內(nèi)仍存留部分有攝碘功能的濾泡組織，因此具有相對(duì)較高的碘濃度。但也存在個(gè)別情況，如研究中發(fā)現(xiàn)1例完全囊變的結(jié)節(jié)性甲狀腺腫其碘含量低于甲狀腺癌的碘含量，分析認(rèn)為由于未發(fā)現(xiàn)其實(shí)行成分，故未檢出含碘成分；而部分甲狀腺癌的實(shí)性成分仍具有一定的攝碘能力。但可根據(jù)常規(guī)CT分析(如病變形態(tài)、邊緣情況，強(qiáng)化特征)等來(lái)鑒別。

以往臨床上鑒別甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)多采用超聲，實(shí)性低回聲、形態(tài)不規(guī)則、邊界模糊、伴有微鈣化、血供較豐富是甲狀腺乳頭狀癌的重要超聲特征[13]，由于其主要是形態(tài)學(xué)觀察，缺少量化指標(biāo)，且受檢查醫(yī)師個(gè)人因素影響較大，當(dāng)超聲表現(xiàn)不典型時(shí)難以明確診斷。朱迪等[14]研究表明利用能譜曲線斜率值診斷甲狀腺乳頭狀癌的敏感度、特異度均較超聲有所提高。

綜上所述，甲狀腺良惡性結(jié)節(jié)的碘濃度不同，能譜曲線斜率不同，曲線形態(tài)有一定的差異，綜合分析形態(tài)學(xué)變化、碘濃度及能譜曲線斜率的變化有助于提高診斷準(zhǔn)確率，為臨床提供更為客觀的影像學(xué)依據(jù)。但能譜CT投入臨床應(yīng)用時(shí)間還不長(zhǎng)，多處于探索階段，積累的經(jīng)驗(yàn)還比較少。本研究的樣本量較小，良性病變中未涉及甲狀腺腺瘤，惡性病變中未發(fā)現(xiàn)濾泡狀癌等其他病理分型，未與超聲、核醫(yī)學(xué)等其他檢查對(duì)照研究，存在著一些不足，有待于我們進(jìn)一步研究。相信隨著能譜CT在臨床應(yīng)用中的逐步增加和經(jīng)驗(yàn)的積累，這項(xiàng)技術(shù)在腫瘤的鑒別診斷中必將發(fā)揮更大的作用。

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