孫鳳濤

張厚寧ZHANG Houning

王 冰WANG Bing

盛佳曦SHENG Jiaxi

測量感興趣區(qū)最大密度對腸梗阻合并腸缺血的診斷價值

孫鳳濤SUN Fengtao

張厚寧ZHANG Houning

王 冰WANG Bing

盛佳曦SHENG Jiaxi

目的評估采用CT增強掃描測量感興趣區(qū)（ROI）最大密度值的方法量化腸梗阻患者腸壁缺血程度的可行性。資料與方法選取160例經(jīng)CT增強掃描診斷為小腸梗阻的患者，回顧性分析所有患者的影像學資料，分別采用傳統(tǒng)的CT視覺評價法及測量ROI最大密度法進行評測。CT視覺評價法采用積分的方式按照腸壁缺血程度分為5類；測量ROI最大密度法采用CT工作站提供的條形直方圖來量化腸壁強化程度。所得結(jié)果分別與臨床手術(shù)及病理結(jié)果進行對比，計算2種方法對小腸缺血的敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值及準確度，并進行對比分析。結(jié)果CT視覺評價法>2分對小腸缺血的敏感度、特異度、陽性和陰性預測值及準確度分別為96.7%、72.9%、82.1%、94.4%及86.2%。測量ROI最大密度法中平掃及增強掃描ROI最大密度差值<15 HU對小腸缺血的敏感度、特異度、陽性和陰性預測值及準確度分別為68.8%、100.0%、100.0%、71.4%及82.5%。用測量受試者工作特性曲線下面積（AUC）的方法評價，測量ROI最大密度法中平掃及增強掃描ROI最大密度差值<15 HU其AUC為0.995，視覺評價法>2分其AUC為0.908，前者對小腸缺血的檢出有更高的準確性。結(jié)論ROI最大密度法可量化小腸壁的強化程度，與病理結(jié)果有良好的相關性，是診斷腸缺血可靠、有用的的途徑。

腸梗阻；缺血；體層攝影術(shù)，螺旋計算機；圖像增強；感興趣區(qū)

絞窄性小腸梗阻約占小腸梗阻的10%，發(fā)病36 h內(nèi)手術(shù)的死亡率為8%，發(fā)病36 h后手術(shù)的死亡率上升至25%[1-2]。因此，對絞窄性小腸梗阻盡早診治具有重要的臨床意義。CT是目前早期診斷絞窄性小腸梗阻常用的檢查方法，絞窄性小腸梗阻常見的CT征象有增強掃描中腸壁強化程度降低或不強化、腸壁增厚、腸系膜充血、彌漫性腸系膜腫脹、大量腹水、平掃中腸壁密度增高等[3-8]；具有較高診斷價值的征象有透壁性腸梗死，腸壁積氣及門靜脈、腸系膜靜脈積氣[9-11]，其中以增強掃描腸壁強化程度的降低或不強化最具特殊性[3-8]。但在臨床上，由于小腸梗阻患者的腸腔膨脹會導致缺血壞死的腸壁菲薄，對于腸壁強化降低程度很難測量，目前只能用視覺評價法來評測[3-8]，該評測方法對影像醫(yī)師的臨床經(jīng)驗要求較高，并具有很強的主觀性。本研究通過測量感興趣區(qū)（ROI）最大密度來評價腸缺血程度，并將缺血程度量化，一定程度上避免了主觀上對診斷結(jié)果的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選取2012年1月—2015年12月華北理工大學附屬醫(yī)院160例因腸梗阻行剖腹探查手術(shù)的患者，其中男79例，女81例；年齡21～83歲，平均（54.0±14.0）歲。144例因腸缺血或腸管未能從粘連帶中松解而行小腸切除手術(shù)，15例行粘連帶松解術(shù)，1例行疝修補術(shù)。不完全小腸梗阻15例（9.4%），完全小腸梗阻72例（45.0%），閉袢性小腸梗阻73例（45.6%）。發(fā)病原因：闌尾炎或其他腸炎87例，胃癌或結(jié)腸癌49例，肝膽疾病9例，婦產(chǎn)科疾病7例，其他疾病8例。有外科手術(shù)史127例，其中11例接受2次以上手術(shù)。

1.2 儀器與方法 采用Philips 256層螺旋CT進行腹部、盆腔平掃及增強掃描，管電壓120 kV，管電流200 mA，掃描范圍從膈肌到恥骨聯(lián)合，重建5 mm軸位及冠狀位圖像。增強掃描采用100 ml碘海醇靜脈給藥，注射速度3.0～3.5 ml/s，延遲75 s掃描。為避免對腸壁密度測量產(chǎn)生影響，禁止患者口服或直腸給藥。

1.3 圖像分析 由2名腹部影像科副主任以上醫(yī)師采用盲法對160例患者的CT圖像資料進行評估。診斷意見不一致時，加入1名影像科主任醫(yī)師，3人討論得出一致意見。CT圖像資料通過醫(yī)學影像信息系統(tǒng)觀測評估。

1.4 診斷標準 通過梗阻部位腸管和近端及遠端的正常腸管密度的視覺對比，定義增強掃描腸壁強化程度降低或不強化和平掃腸壁密度增高2種征象。通過對比梗阻部位遠端腸系膜靜脈來識別腸系膜血管充血。腸系膜密度增高延伸到比梗阻位置更廣泛的部分定義為彌漫的腸系膜腫脹。當液體從盆腔的腹膜腔充滿腹腔的腹膜腔定義為大量腹水。

1.4.1 CT視覺評價法評分標準[3-11]5分，存在明顯的腸道缺血、損傷，增強掃描中腸壁的強化程度降低或不強化，存在腸系膜靜脈及門靜脈積氣。4分，腸道缺血可能性大，增強掃描中腸壁強化程度減弱，用以下CT征象中的2個表明損傷可能存在：腸壁增厚（定義為一個腸腔不收縮的層面壁厚超過2 mm）；腸系膜血管充血；彌漫性腸系膜腫脹；大量腹水；平掃時腸壁密度增高。3分，腸道缺血可能性小，除4、5分的情況外，發(fā)現(xiàn)2個或更多的CT征象表明損傷可能存在。2分，可疑的CT結(jié)果，除3、4、5分的情況外，只發(fā)現(xiàn)1種CT征象表明損傷可能存在。1分，無腸道缺血，無可評價的CT征象。

1.4.2 ROI最大密度評價腸壁強化程度的量化標準2名醫(yī)師在缺血部位標記3個點，與患者CT平掃圖像中對應的3個點進行對比。在對比過程中，應將ROI覆蓋全部腸壁（內(nèi)壁、外壁），并避開鄰近的腸系膜血管、骨性組織、高密度滲液以及其他在平掃或增強掃描中比腸壁密度高的組織。本研究利用Philips MSCT工作站提供的條形直方圖來顯示ROI的像素分布情況。

在CT平掃和增強掃描中，盡量維持相同的ROI。選取增強掃描中ROI密度的最大值、平掃及增強掃描中ROI最大密度差值的最大值，然后將兩組數(shù)據(jù)得出的平均值與病理及臨床結(jié)果相關聯(lián)。

1.4.3 病理學參照標準 由1名病理科主治醫(yī)師采用盲法對144例小腸切除手術(shù)患者的病理結(jié)果進行評估。病理標本選取患者手術(shù)切除的至少1 cm的壞死腸段，采用HE染色法。病理損傷評估分為4類：無腸壞死、黏膜-黏膜下層壞死、淺表肌層壞死和透壁性壞死。

1.4.4 外科學參照標準 外科手術(shù)中，通過顏色、活動力以及小腸動脈搏動來評估小腸的成活力。把小腸從梗阻部位釋放出來后，腸道蠕動、動脈搏動存在且未變色者歸為無腸壞死組。對釋放出的小腸成活力有疑問時，將釋放出的腸段放置在經(jīng)生理鹽水浸泡過的溫暖紗布上15～20 min后進行觀察，如果該段小腸恢復正常顏色且蠕動，則歸為黏膜-黏膜下層壞死組；反之則切除。因梗阻無法釋放的腸管直接切除。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件。參照臨床病理分類，增強掃描中ROI的最大密度和平掃與增強掃描中ROI最大密度差值的區(qū)別可以通過單向方差分析及Scheffe檢驗進行。根據(jù)受試者工作特性（ROC）曲線計算曲線下面積（AUC），比較視覺評估法及增強掃描中ROI最大密度法的區(qū)別；比較視覺評估法與平掃及增強掃描中ROI最大密度差值法的區(qū)別。P<0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 3種評測方法基于臨床病理分類的比較 分析144例手術(shù)切除小腸的病理結(jié)果，其中59例（41.0%）無小腸壞死，31例（21.5%）黏膜-黏膜下層壞死，21例（14.6%）淺表肌層壞死，33例（22.9%）透壁性壞死。160例腸梗阻合并腸缺血患者的視覺評價結(jié)果見表1。其中1～2分的54例患者均在無腸壞死組或黏膜-黏膜下層壞死組，3分的33例患者均未發(fā)生透壁性壞死（圖1、2）。

將增強掃描中ROI最大密度值、平掃及增強掃描ROI最大密度差值結(jié)果與病理分組進行對比，增強掃描中ROI最大密度值的平均值、平掃及增強掃描ROI最大密度差值的平均值在無腸壞死組中顯著高于其他3個分組（P<0.05）；黏膜-黏膜下層壞死組中顯著高于透壁性壞死組（P<0.05），見表1及圖3、4。

2.2 3種評測方法的診斷性能對比 在ROC曲線分析中，腸缺血在視覺評估中的AUC為0.908，在增強掃描ROI最大密度法中的AUC為0.878，在平掃及增強掃描ROI最大密度差值法中ROC曲線的AUC為0.995。3種評測方法的診斷性能見表2。

表1 視覺評價法及腸壁密度量化對腸梗阻合并腸缺血的診斷結(jié)果

圖1 男，35歲，粘連性降結(jié)腸梗阻。CT軸位平掃示降結(jié)腸明顯擴張，其內(nèi)氣液平面形成（箭），腸壁未見明顯增厚（A）；CT增強掃描示擴張腸管管壁ROI最大CT值約為108 HU，平掃及增強掃描的ROI差值為48 HU（B）

圖2 女，46歲，粘連性小腸梗阻。CT軸位平掃示腹部小腸腸管擴張，積氣、積液，部分腸壁略增厚，管壁可見“氣泡征”（箭，A）；CT增強掃描示擴張腸管管壁ROI最大CT值約為59 HU，平掃及增強掃描的ROI差值為22 HU（B）；病理示腸壁黏膜-黏膜下壞死（HE， ×40，C）

圖3 男，71歲，絞窄性小腸梗阻。CT軸位平掃示腹腔內(nèi)擴張的腸管及管腔內(nèi)氣液平面形成，部分腸壁增厚、紊亂，腹腔內(nèi)見大量腹水（箭，A）；CT增強掃描示擴張腸管管壁ROI最大CT值約為55 HU，平掃及增強掃描的ROI差值為13 HU（B）；病理示擴張腸壁為淺表肌層壞死（HE， ×40，C）

圖4 男，55歲，絞窄性小腸梗阻。CT軸位平掃示腹腔內(nèi)擴張的腸管及管腔內(nèi)彌漫性積液，部分腸壁明顯增厚（箭，A）；CT增強掃描示擴張腸管管壁ROI最大CT值約為37 HU，平掃及增強掃描的ROI差值為9 HU（B）；病理示增厚腸管透壁性壞死（HE，×40，C）

表2 ROC曲線對腸梗阻合并腸缺血診斷標準性能的評價結(jié)果（%）

3 討論

絞窄性腸梗阻因臨床癥狀及CT征象較明顯，既往研究報道，回顧性研究不會導致采集樣本量產(chǎn)生偏差[3-8]。但針對單純性腸梗阻，本研究認為部分臨床癥狀較輕的患者CT檢查結(jié)果可能出現(xiàn)陰性表現(xiàn)，導致患者癥狀加重后未入院治療。因回顧性研究可能出現(xiàn)單純性腸梗阻病例采集數(shù)量偏少的情況，因此本研究采用加大樣本量的方法來排除這項干擾因素[5]。

腸梗阻患者進行腹盆腔CT檢查的臨床意義在于從絞窄性梗阻等復雜性梗阻中區(qū)分單純性梗阻，以便臨床采取更及時有效的治療方案。發(fā)生絞窄性腸梗阻時，增強掃描腸壁強化程度的減低或不強化是診斷腸缺血最具特征性的CT表現(xiàn)[3-8]，并且是腸缺血的直接征象。本研究將此CT征象作為測量對象，通過ROI最大密度法客觀地量化腸壁的密度。由于腸缺血時導致的腸道損傷非常微弱，目前臨床主要依靠視覺評價取得該特征的CT征象。與傳統(tǒng)研究方法相比，本研究最大程度地避免了主觀因素對診斷結(jié)果的影響。既往研究證實，個別CT表現(xiàn)對腸缺血的診斷不夠敏感，但多種CT表現(xiàn)組合能顯著提高腸缺血診斷的準確度[3-8]，通過視覺評價法對腸缺血進行定義及分類，其對腸缺血診斷的敏感度達90%[8]。本研究與既往研究結(jié)果相似，在得分>2分時，敏感度達到96.7%，具有較高的臨床應用價值。

本研究中，增強掃描ROI的最大密度平均值和平掃及增強掃描ROI的最大密度差值的平均值在4類病理分組中顯示出不同的差異性。兩者在黏膜-黏膜下層壞死組和透壁性壞死組中差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），在透壁性壞死組和淺表肌層壞死組中差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），表明2種測量方法在不同壞死組中有差異性，既往文獻報道[3-11]并無此類研究，筆者認為可能與樣本量不足有關，將在今后的研究中進一步完善。

在ROC曲線分析中，平掃及增強掃描ROI最大密度差值的AUC（0.995）比視覺評價和增強掃描ROI最大密度值的AUC更高。目前臨床上為了降低患者的輻射劑量，部分醫(yī)院并未對每一例疑似腸梗阻的患者進行平掃CT檢查，但本研究表明，平掃CT在腸壁密度中的評價非常重要，僅采用增強掃描ROI的最大密度值診斷腸缺血較視覺評價法缺乏準確性。

本研究還存在一定的局限性：①回顧性研究的病例選擇傾向于較為嚴重的腸梗阻，患者的腸缺血發(fā)病率更高；②在平掃和增強掃描中，腸壁不會處在靜止狀態(tài)，在“確切相同”的位置測量腸壁密度非常困難；③通過臨床病理分析進行腸缺血分類有局限性，一部分損傷輕微的樣本沒有病理學分析，僅靠外科醫(yī)師單方面的意見分類，很可能被分在錯誤的臨床病理組；④CT檢查有局限性，本研究未執(zhí)行造影劑峰值測試，每例患者的CT血流動力學有輕微不同時，可能會導致增強掃描中測量ROI的最大值略有偏差。

總之，ROI最大密度法可以量化腸壁強化程度，避免了傳統(tǒng)視覺評價法中主觀因素的影響，更加具有客觀性，并且與病理結(jié)果表現(xiàn)出良好的相關性，是臨床診斷和治療腸缺血可靠且有用的檢查方式。

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（本文編輯 周立波）

Value of Contrast-enhanced CT Scans in Diagnosis of Intestinal Obstruction Combined Intestinal Ischemia by Measuring Maximal Density of Region of Interest

PurposeTo assess the feasibility of measuring maximal density of a region of interest (ROI) with contrast-enhanced CT in quantifying degrees of intestinal ischemia in patients with intestinal obstruction.Materials and MethodsAbdominal CT images and reports of 160 patients with intestinal obstruction were retrospectively studied.All the data were reviewed by CT visual evaluation method and measuring maximal density of ROI respectively.The CT visual evaluation took the way of accumulated points, and divided the degrees of intestinal ischemia into five categories.The measuring maximal density of ROI quantified the degrees of bowel enhancement with a bar histogram on CT workstation.The results were compared with the pathological examination.The sensitivity, specificity, positive and negative predictive values and accuracy of the two methods were calculated respectively, and compared.ResultsThe sensitivity, specificity, positive and negative predictive values and accuracy of CT visual evaluation method were 96.7%, 72.9%, 82.1%, 94.4% and 86.2%, respectively.The sensitivity, specificity, positive and negative predictive values and accuracy of the measuring maximal density of ROI were 68.8%, 100.0%, 100.0%, 71.4%, 82.5%, respectively.By measuring the area under the ROC curve, the ROI method (0.995) was more accurate than CT visual evaluation method (0.908) in the diagnosis of bowel ischemia.ConclusionMeasuring the maximal density of ROI can quantize bowel wall enhancement.It is a reliable and useful method in the diagnosis of intestinal ischemia, and in accordance with pathological results.

Intestinal obstruction; Ischemia; Tomography, spiral computed; Image enhancement; Region of interest

華北理工大學附屬醫(yī)院CT室 河北唐山063000

孫鳳濤

Department of CT, North China University of Science and Technology Affiliated Hospital, Tangshan 063000, China

Address Correspondence to:SUN FengtaoE-mail: wukong0110@163.com

河北省醫(yī)學科學研究課題（河北省星火計劃，20150503）；河北聯(lián)合大學科學研究基金項目資助（河北省星火計劃，z201438）。

R656；R445.3

2016-08-22

修回日期：2016-10-25

中國醫(yī)學影像學雜志

2017年 第25卷 第1期：6-10

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (1): 6-10

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.01.002