任占丽，贺太平，张喜荣，，贾永军，任 革，韩 冬

（1.陕西中医药大学附属医院医学影像科，陕西 咸阳 712000；2.陕西中医药大学医学技术学院，陕西 咸阳 712000；3.陕西中医药大学第二附属医院医学影像科，陕西 咸阳 712000）

肺癌是最常见的恶性肿瘤，其发病率和死亡率均居世界首位，且随年龄增长呈上升趋势［1］。肺癌的治疗方式及预后与其病理分型密切相关［2］。以往采用常规CT 对肺癌进行评价，但其在肺癌类型评价方面缺乏准确性，而支气管镜检、胸腔镜手术和经皮穿刺活检虽可获取组织进行病理学诊断［3］，但会产生严重并发症。能谱CT 成像采用快速管电压切换技术产生能谱图像［4］，高低管电压被映射到所选基物质对应的组织密度投影上，利用组织密度投影加权可合成单能量图像［5-6］，从而重建出40～140 keV 不同单能量图像及基物质图像［7］，同时产生用于定量分析的有效原子序数（effective-Z，Zeff）和能谱曲线［8］，其在肺结节［9］、胸腔积液［10］、肺栓塞［11］等疾病中已展开初步应用。本研究通过对不同病理类型肺癌进行能谱CT 多参数分析，旨在探讨能谱CT 多参数成像对不同病理类型肺癌的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2018 年7 月至2019 年3 月在陕西中医药大学附属医院行CT 引导下肺结节及肿块穿刺患者57 例；其中腺癌24 例（腺癌组），鳞状细胞癌18 例（鳞状细胞癌组），小细胞肺癌15 例（小细胞肺癌组）。纳入标准：年龄≥18 岁；行能谱CT 增强扫描且经组织病理学证实为腺癌、鳞状细胞癌和小细胞肺癌；首诊且无放化疗、药物及手术治疗史；自愿参与本研究。排除标准：病理证实为组织细胞存在交叉的腺鳞癌患者，肺部转移性肿瘤者。本研究通过医院伦理委员会批准，受试者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用宝石能谱CT 机（Discovery CT 750 HD）行胸部平扫及双期增强扫描。患者取仰卧位，双上肢伸直置于头颅两侧，穿铅围裙对盆腔进行防护。扫描范围自肺尖上方1 cm 至双侧肋膈角下方1 cm，吸气末行屏气呼吸扫描。选取胸部能谱增强扫描协议，即能谱GSI-36 协议的人体大视野、0.8 s 转速、40 mm 探测器宽度、CT 容积剂量指数10.14 mGy 的扫描模式，260 mA，层厚、层距均为5 mm，螺距1.375，转速0.8 s。选用非离子型对比剂碘海醇（碘浓度350 mg/mL）经双筒高压注射器自肘正中静脉注入，剂量0.8 mL/kg 体质量，流率4.0 mL/s，注射对比剂前后分别注射20、40 mL 生理盐水冲管，流率4.5 mL/s。于注射对比剂后23 s 行动脉期扫描，之后延迟30 s 行静脉期扫描。

1.3 能谱数据测量 将能谱薄层图像传送至AW 4.6 工作站进行数据测量。在动脉期横断位病灶最大面层面及其相邻上下层面病灶中心各放置ROI，大小为病灶的2/3～3/4，避开病灶内部强化血管、钙化、囊变、坏死及空洞；同时在病灶同层面主动脉管腔内放置ROI。记录动脉期肺肿瘤40～90 keV 单能量CT 值、碘浓度、水浓度、Zeff及同层面主动脉碘浓度和水浓度，计算肺肿瘤标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC）、标准化水浓度（normalized water concentration，NWC）及40～90 keV 能谱曲线斜率（slope of spectral HU curve，λ）。NIC=肺肿瘤碘浓度/主动脉碘浓度；NWC=肺肿瘤水浓度/主动脉水浓度；λ40～90keV=（CT 值40keV-CT 值90keV）/（90-40）。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0 统计学分析软件进行数据分析，计量资料以表示。3 组患者性别差异采用χ2检验，年龄、身高、体质量、体质量指数（body mass index，BMI）比较采用单因素方差分析。3组单能量CT 值、碘浓度、水浓度、NIC、NWC、λ40～90keV采用单因素方差分析，两两比较采用LSD-t 检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

3 组患者性别、年龄、身高、体质量、BMI 间差异均无统计学意义（均P>0.05）（表1）。3 组的40～60 keV 单能量CT 值、λ40～90keV、碘浓度、NIC、Zeff间差异均有统计学意义（均P＜0.05），其中腺癌> 鳞状细胞癌> 小细胞肺癌。3 组的70～90 keV 单能量CT值、水浓度、NWC 差异均无统计学意义（均P>0.05）（表2，3，图1～3）。3 组两两比较，肺腺癌和鳞状细胞癌40～60 keV 单能量CT 值、λ40～90keV、碘浓度、NIC、Zeff间差异均无统计学意义（均P>0.05），但肺腺癌稍高于肺鳞状细胞癌；肺腺癌和鳞状细胞癌40～60 keV 单能量CT 值、碘浓度、NIC、Zeff、λ40～90keV与小细胞肺癌间差异均有统计学意义（均P＜0.05），且肺腺癌和鳞状细胞癌能谱参数均高于小细胞肺癌。

表1 3 种类型肺癌患者基本资料

3 讨论

肺癌根据WHO 的分类系统，从临床角度大致分为非小细胞肺癌和小细胞肺癌，其中非小细胞肺癌主要为鳞状细胞癌和腺癌［12］。文献［13］报道，不同类型肺癌具有特定的生物学行为，其精确诊断及其病理分型能帮助选择治疗方法和判断预后。胸部CT 增强扫描是初步评价肺癌的标准影像学检查方法［14］，传统CT 主要通过CT 值、强化方式、淋巴结改变等一系列征象进行肺癌类型评价，但因缺乏有效的定性及定量指标而较难实现肺癌病理分型的鉴别诊断。

表2 3 种类型肺癌单能量CT 值及λ40～90keV 比较（）

表2 3 种类型肺癌单能量CT 值及λ40～90keV 比较（）

注：λ40～90keV，40～90 keV 能谱曲线斜率；*，与小细胞肺癌比较，P＜0.05。

表3 3 种类型肺癌基物质浓度及Zeff 比较（）

表3 3 种类型肺癌基物质浓度及Zeff 比较（）

注：Zeff，有效原子序数；*，与小细胞肺癌比较，P＜0.05。

图1 男，52 岁，右肺下叶腺癌（ROI） 图1a 70 keV 肺窗 图1b 70 keV 纵隔窗 图1c 碘基图，碘浓度12.03 mg/mL 图1d 有效原子序数图，有效原子序数8.41图2 男，58 岁，右肺中叶鳞状细胞癌 图2a 70 keV 肺窗 图2b 70 keV 纵隔窗 图2c 碘基图，碘浓度10.91 mg/mL 图2d 有效原子序数图，有效原子序数8.28图3 女，49 岁，左肺上叶小细胞肺癌（ROI） 图3a 70 keV 肺窗 图3b 70 keV 纵隔窗 图3c 碘基图，碘浓度7.28 mg/mL 图3d 有效原子序数图，有效原子序数7.84

能谱CT 成像采用宝石探测器及高低管电压瞬时切换技术，一次扫描可获得多成像参数，其中包括40～140 keV 的101 组单能量图像、能谱曲线及斜率、基物质浓度及Zeff［15］，其在肺部疾病的诊断及鉴别诊断中已广泛应用。单能量CT 值反映了X 射线穿透组织后射线能量的变化，可通过单能量图像测量获得，并提供病变内部不同组织结构对X 线衰减变化的信息。不同单能量水平测量组织CT 值不同［16］，而能谱曲线反映了组织CT 值的衰变规律。碘基值是能谱CT 成像的重要分析参数，其能直接反映肿瘤内碘含量的差异，间接反映肿瘤病变内的血供变化［17］，通过采用能谱后处理软件生成的碘基图可定量测量病变部位的碘浓度，不仅能提高诊断准确率，还可明确肿瘤患者的靶病变［18］。Zeff作为能谱CT 成像中的定量参数，可用于放大不同组织之间的差异。

本研究对不同病理类型肺癌单能量CT 值、λ40～90keV、碘浓度及Zeff进行分析，同时对肺癌同层面主动脉碘浓度进行测量，计算肺癌病灶NIC，研究发现3 种病理类型肺癌40～60 keV 单能量CT 值、λ40～90keV、碘浓度、NIC、Zeff间差异均有统计学意义（均P＜0.05），与陈盈等［19］研究结果一致，表明3 种病理类型肺癌的细胞排列、组织结构紧密程度及微血管密度间均存在差异。不同病理类型肺癌病灶对对比剂中碘成分的摄取率不同，从而在能谱CT 多参数图像上表现为单能量CT 值、碘浓度、Zeff等不同［20］。通过对肺癌病变进行NIC 比较，可消除对比剂流率、总量及个体循环差异等因素造成的不同肺癌个体间的碘浓度差异。同时，本研究发现肺腺癌能谱参数高于肺鳞状细胞癌、小细胞肺癌，这可能与肺腺癌中幼稚肿瘤血管较肺鳞状细胞癌、小细胞肺癌丰富，以及微血管成熟度有关。然而本研究结果与宁先英等［21］对肺腺癌和肺鳞状细胞癌动脉期能谱参数研究结果矛盾，这可能与个体间肺癌组织结构致密度及组织病理类型差异有关。3 种类型肺癌70～90 keV 单能量CT值差异均无统计学意义（均P>0.05），这可能与肺癌单能量CT 值随着keV 水平增加呈逐渐减低趋势，而70～90 keV 单能量水平下CT 值差异不显著有关。不同类型肺癌水浓度、NWC 间差异无统计学意义，表明虽然不同类型肺癌中肿瘤细胞代谢程度不同，但水分子是人体组织的主要成分，其在肺癌肿瘤细胞中差异不显著。

本研究尚存在一定局限性：样本量较小；仅对经皮肺穿刺活检的肺癌患者进行研究；能谱数据测量采用手动ROI 放置存在一定误差。今后将进一步扩大样本量，纳入行支气管镜检、外科手术的肺癌患者；采用机器深度学习或计算机辅助真自动测量数据；将研究扩展至基因水平、疗效评价等方面。

综上所述，能谱CT 作为近年来迅速发展的成像技术，其具有的多参数成像可为肺癌的精确诊断、病理分型，以及制订治疗方案提供帮助。