腎囊腫假性強(qiáng)化的實(shí)驗(yàn)及臨床研究.pdf

1、在影像工作中病變有無(wú)強(qiáng)化及強(qiáng)化的程度對(duì)于疾病的定性診斷具有十分重要的作用。一直以來(lái)我們使用10HU這個(gè)閾值作為判斷CT強(qiáng)化掃描時(shí)病變或組織有無(wú)強(qiáng)化的標(biāo)準(zhǔn)。以單純性腎囊腫為例，囊腫的診斷標(biāo)準(zhǔn)是：腎內(nèi)單發(fā)或多發(fā)類圓形病變，水樣密度，邊緣光滑銳利，增強(qiáng)掃描病變無(wú)強(qiáng)化(CT值增強(qiáng)幅度≤10HU)。但是在實(shí)際的工作中我們發(fā)現(xiàn)腎臟多層螺旋CT(MDCT)多期強(qiáng)化掃描時(shí)，在腎實(shí)質(zhì)強(qiáng)化比較明顯的前提下，小的腎囊性病變可能表現(xiàn)為病變的假性強(qiáng)化，由于可能引

2、起這一現(xiàn)象的因素很多，所以值得我們深入的研究和了解。
　　 第一部分、不同CT機(jī)型及掃描方式對(duì)囊性病變假性強(qiáng)化影響的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：本部分研究利用體模模型評(píng)價(jià)腎囊腫在不同腎臟強(qiáng)化背景下、不同掃描方式、不同囊腫直徑及不同CT機(jī)對(duì)囊腫假性強(qiáng)化的影響。
　　 方法：使用GE Light Speed Pro32和SIEMENS SOMATOM SensationOpen兩種CT機(jī)型，設(shè)計(jì)模擬腎臟的水膜和模擬不同直徑

3、腎內(nèi)囊腫的試管作為研究對(duì)象，驗(yàn)證CT機(jī)型和掃描方式（螺旋和斷層）可能產(chǎn)生的影響。腎囊腫假性強(qiáng)化的研究使用一個(gè)30cm*21cm*18cm的塑料水箱作為一個(gè)模擬人體內(nèi)環(huán)境的水模，用一個(gè)直徑7cm的塑料圓筒模擬腎臟，三支不同直徑的塑料試管（A、B、C管）作為模擬一個(gè)腎臟內(nèi)的三個(gè)囊腫。A、B、C管直徑分別為5mm、13mm、18mm?！澳I臟”內(nèi)分別加入不同比例（濃度分別為0％、0.5％、1.0％、2.0％）的對(duì)比劑，達(dá)到的CT值分別為-0.6

4、8HU、114.73HU、225.83HU、333.37HU。所有的掃描均使用相同的體模。掃描模式均為腹部掃描模式，同一機(jī)型均采用螺旋掃描和斷層掃描兩種方式，重建層厚均為5mm，兩種掃描方式均固定CTDIvol為8.71mGy。
　　 結(jié)果：GE MDCT機(jī)有假性強(qiáng)化的現(xiàn)象發(fā)生，SIEMENS MDCT沒(méi)有表現(xiàn)“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象。模擬腎囊腫在不同濃度背景測(cè)得的CT值范圍是-17.5HU～39.81HU。在1.5％的背景濃度下GE M

5、DCT機(jī)螺旋掃描直徑為13mm的實(shí)驗(yàn)管獲得本研究最大CT值(39.81HU)，其CT值的增量也最大，達(dá)42.51HU。SIEMENS MDCT機(jī)斷層掃描直徑為18mm的實(shí)驗(yàn)管獲得最小值-17.5HU。
　　 采取正交設(shè)計(jì)的方差分析得到兩種CT機(jī)之間CT值有明顯差異(F=82.65，P＜0.0001)。不同直徑的“囊腫”之間CT值有明顯差異(F=19.94，P＜0.0001)。三種直徑的“囊腫”其CT值增加均超過(guò)10HU。螺旋掃描

6、方式造成“偽強(qiáng)化”的程度大于斷層方式(F=8.51，P=0.004)，這樣的表現(xiàn)在GE的MDCT機(jī)中表現(xiàn)的尤為突出。不同的背景濃度對(duì)“囊腫”的“偽強(qiáng)化”也有顯著的影響(F=27.27，P＜0.0001)。1％與2％濃度的模擬腎臟背景濃度可以造成假性強(qiáng)化，但是在0％和0.5％的背景濃度下“囊腫”均未出現(xiàn)“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象。
　　 第二部分、不同的重建算法及重建層厚對(duì)囊性病變假性強(qiáng)化影響的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：通過(guò)前面的研究我們

7、證實(shí)不同的CT機(jī)與掃描模式對(duì)囊性病變CT值的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生影響，腎囊腫假性強(qiáng)化這一現(xiàn)象是客觀存在的。我們采用不同重建算法和不同重建層厚對(duì)模擬腎囊腫體模行CT掃描，評(píng)價(jià)其對(duì)腎囊腫CT值測(cè)量產(chǎn)生的影響。
　　 方法：使用同第一部分的體模設(shè)計(jì)，考慮到腎臟掃描時(shí)的實(shí)際情況。本部分研究將腎背景濃度設(shè)定為40HU（模擬腎臟未強(qiáng)化時(shí)的CT值），100HU及140HU（模擬腎臟中等強(qiáng)化的CT值），240HU（模擬腎臟強(qiáng)化最明顯時(shí)的CT值）。MDCT

8、掃描機(jī)分別為GE Light Speed Pro32和SIEMENSSOMATOM Definition Flash;SIEMENS公司使用B30和B70兩種重建算法，GE公司使用standard和bone兩種重建算法，重建層厚分別為5mm和1mm。本研究著重分析5mm與1mm兩種重建層厚，標(biāo)準(zhǔn)算法和骨算法兩種重建算法這兩方面因素對(duì)腎囊腫CT值測(cè)定的影響。同時(shí)比較“囊腫”在GE LightSpeed Pro32和SIEMENS SOMA

9、TOM Definition Flash這兩種機(jī)型對(duì)不同濃度的腎背景下CT值的差異，評(píng)價(jià)不同條件掃描其CT值是否偏離了囊腫的本身CT值范圍。
　　 結(jié)果：GE Light Speed Pro32 CT機(jī)在掃描中3個(gè)“囊腫”均出現(xiàn)假性強(qiáng)化，其發(fā)生率顯著高于SIEMENS SOMATOM Definition Flash CT。5mm重建層厚GE Light Speed Pro32 CT機(jī)標(biāo)準(zhǔn)(Standard)算法和骨(Bone)

10、算法均發(fā)生“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象；說(shuō)明GE MDCT其重建算法對(duì)CT值測(cè)量影響較小，而SIEMENS SOMATOM Definition Flash CT在B70算法時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)“囊腫”有“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象（直徑分別是5mm和18mm），說(shuō)明SIEMENS雙源CT受重建算法的影響較大，常規(guī)腹部應(yīng)用B30的重建算法較好。1mm重建層厚GE Light Speed Pro32 CT機(jī)標(biāo)準(zhǔn)算法和骨算法仍發(fā)生“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象。而SIEMENS雙源CT僅直徑1

11、3mm的“囊腫”在B70重建時(shí)出現(xiàn)假性強(qiáng)化。背景濃度是產(chǎn)生“偽強(qiáng)化”現(xiàn)象的重要原因之一，GE MDCT在240HU的背景濃度下所有“囊腫”在兩種重建層厚和兩種重建算法中均表現(xiàn)出假性強(qiáng)化，而SIEMENS雙源CT在B70重建算法、5mm重建層厚時(shí)可能出現(xiàn)假性強(qiáng)化的現(xiàn)象的幾率要大一些。
　　 第三部分、雙源CT對(duì)病變碘攝取值計(jì)量的實(shí)驗(yàn)研究
　　 目的：通過(guò)前面的研究我們發(fā)現(xiàn)即使是環(huán)境比較穩(wěn)定的體模研究，“囊腫”CT值的測(cè)量也

12、會(huì)出現(xiàn)一定程度的偏差。理論上目前CT診斷的依據(jù)是CT值，由于單一球管成像應(yīng)用的X射線具有一定的能譜范圍，會(huì)不可避免的導(dǎo)致CT值的不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響各種定量診斷。SIEMENS雙源CT從理論上可以測(cè)定物質(zhì)內(nèi)部碘含量，從而為更精確的判定組織或病變有無(wú)強(qiáng)化及強(qiáng)化程度提供了很好的手段。本研究通過(guò)利用體模實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行不同碘濃度的測(cè)量，以驗(yàn)證該技術(shù)的可靠性，為鑒別囊腫尋找新的途徑。
　　 方法：本研究采用非離子型造影劑溶液用蒸餾水分散成16支

13、濃度分別為0、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0、9.0、10.0（mg/ml）的試管，置于體模中（同第一部分）。使用SIEMENS炫速雙源CT(SOMATOM Definition Flash)進(jìn)行掃描，采用雙能掃描模式，掃描條件分別為(1)管電壓80，140KV，管電流分別為217和93mAs，pitch=0.9，重建層厚5mm和1mm，F(xiàn)OV為332mm，準(zhǔn)直器寬

14、度0.6mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5s;(2)管電壓100，140KV，管電流分別為105和87mAs;其余掃描參數(shù)與前一組相同，CTDIvol固定設(shè)置為8.71mGy。將本研究分為四組處理對(duì)象：80，140KV5mm重建層厚組，100，140KV5mm重建層厚組，80，140KV1mm重建層厚組，100，140KV1mm重建層厚組。
　　 結(jié)果：80，140KV5mm重建層厚組與碘含量真實(shí)之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=-1.763，P=0.0

15、98）。100，140KV5mm重建層厚組(t=2.331，P=0.034)，80，140KV1mm重建層厚組（t=3.782，P=0.002），100，140KV1mm重建層厚組（t=5.930，P=0.000）與碘含量真實(shí)值之間均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。四組碘測(cè)量值與碘含量真實(shí)值之間均具有明顯相關(guān)性（r均為0.999，P均為0.000)。濃度0、0.1、0.3……7mg/ml的試管在四種掃描條件下測(cè)得的碘攝取值之間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05

16、)。濃度8、9、10mg/ml的試管在四種掃描條件下測(cè)得的碘攝取值之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（F值分別為6.537，9.576，7.622;P值分別為0.015，0.005，0.010）。濃度0、0.1、0.3……10mg/ml的試管在四種掃描條件下測(cè)得的CT值之間比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P值均小于0.05)。說(shuō)明不同的電壓及重建層厚條件下對(duì)CT值的測(cè)量有顯著的影響，其中電壓對(duì)CT值的影響更大。
　　 第四部分、腎囊腫假性強(qiáng)化：雙源CT與MD

17、CT的臨床對(duì)照研究
　　 目的：本研究收集經(jīng)超聲、MR和CT多期增強(qiáng)掃描共同診斷為腎囊腫的病變，將其64層螺旋CT和SIEMENS公司雙源CT多期掃描下所獲取的CT值變化進(jìn)行對(duì)照回顧性分析，觀察腎囊腫假性強(qiáng)化現(xiàn)象，并了解假性強(qiáng)化現(xiàn)象中CT值變化范圍及其受影響的相關(guān)因素。
　　 方法：所有研究對(duì)象年齡在19～75歲，均采用動(dòng)態(tài)CT多期掃描，CT診斷為單純腎囊腫的病例(BosniakⅠ型)。研究對(duì)象腎囊腫在半年內(nèi)有過(guò)超聲和M

18、R掃描診斷為腎囊腫。所有患者均行常規(guī)平掃(precontrast)后，經(jīng)肘靜脈團(tuán)注碘普羅胺300非離子型造影劑，速率為3.0ml/s，分別采集25s皮質(zhì)期、70s皮髓質(zhì)期及120s均衡期圖像并保存。23個(gè)患者26個(gè)囊腫采用GEMDCT腹部多期掃描模式，20個(gè)患者20個(gè)囊腫采用SIEMENS雙源CT腹部多期掃描雙能模式。
　　 結(jié)果：一共46個(gè)腎囊腫被測(cè)量，最小病灶5mm，最大57mm。SIEMENS雙源CT檢測(cè)20個(gè)囊腫，平均直

19、徑為18.18±13.39mm，其中14例在腎實(shí)質(zhì)之內(nèi)（3例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）；4例囊腫50％以上突出于腎輪廓之外（2例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）；2例囊腫小于50％突出于輪廓之外（1例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）。GEMDCT檢測(cè)26個(gè)囊腫，平均直徑為22.47±9.06mm，直徑小于1cm的囊腫只有3例（1例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）；18例在腎實(shí)質(zhì)之內(nèi)（8例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）；3例囊腫50％以上突出于腎輪廓之外（3例出現(xiàn)假性強(qiáng)化）；5例囊腫小于50％突出于輪廓之外（2例出現(xiàn)假

20、性強(qiáng)化）。兩種機(jī)型囊腫大小之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（t=-1.297，P=0.201）。SIEMENS雙源CT強(qiáng)化后與平掃之間最大差值為8.74±7.09HU;其中平掃腎實(shí)質(zhì)CT均值為35.84±4.33HU，皮質(zhì)期（測(cè)量腎皮質(zhì)）為244.28±23.57HU，皮髓質(zhì)期為133.82±21.50HU，均衡期為136.21±27.84HU。GE MDCT強(qiáng)化后與平掃之間最大差值為11.64±7.37HU。 SIEMENS與GE兩種機(jī)型皮髓質(zhì)期(7

21、0s)及均衡期(120s)腎囊腫CT平均值均明顯高于平掃CT值，均具有顯著性差異(F值分別為3.05和11.79，P＜0.05)。證實(shí)在皮髓質(zhì)期與均衡期均有“偽強(qiáng)化”的現(xiàn)象的存在。皮質(zhì)期較平掃CT值平均增加幅度較小，兩期之間比較沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，均值差分別為3.89HU和4.51HU(P>0.05)。皮質(zhì)期只有5例達(dá)到假性強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)（SIEMENS2例，GE3例）。GE MDCT假性強(qiáng)化的發(fā)生率高于SIEMENS雙源CT，但兩者之間沒(méi)有統(tǒng)計(jì)

22、學(xué)差異(P=0.177)。直徑小于1cm的囊腫在重建層厚5mm假性強(qiáng)化的幾率明顯增大，1mm的薄層圖像有利于CT值的測(cè)量，但是薄層圖像依然會(huì)出現(xiàn)CT值測(cè)量的偏差而出現(xiàn)“偽強(qiáng)化”的現(xiàn)象。
　　 結(jié)論：
　　 1.腎囊腫假性強(qiáng)化在體內(nèi)及體外研究中均是客觀存在的現(xiàn)象。
　　 2.螺旋掃描模式比斷層掃描模式假性強(qiáng)化現(xiàn)象更明顯。
　　 3.在排除部分容積效應(yīng)的影響的條件下，體外實(shí)驗(yàn)不同直徑的“囊腫”假性強(qiáng)化無(wú)規(guī)律性

23、。
　　 4.層厚的選擇應(yīng)依據(jù)囊腫的大小，薄層圖像會(huì)增大CT噪聲，并不利于CT值的測(cè)量。
　　 5.重建算法的B值越高出現(xiàn)假性強(qiáng)化現(xiàn)象的機(jī)會(huì)越大。
　　 6.不同CT機(jī)會(huì)對(duì)囊腫的假性強(qiáng)化產(chǎn)生影響。
　　 7.炫速雙源CT具有能譜成像能力，在定量分析不同濃度溶液的碘含量時(shí)有較高的準(zhǔn)確性，在物質(zhì)成分的分析和疾病鑒別診斷等方面有較高的應(yīng)用價(jià)值。
　　 8.通過(guò)臨床研究我們同樣證實(shí)了腎囊腫假性強(qiáng)化的現(xiàn)象是