腎囊腫假性強化的實驗及臨床研究.pdf

1、在影像工作中病變有無強化及強化的程度對于疾病的定性診斷具有十分重要的作用。一直以來我們使用10HU這個閾值作為判斷CT強化掃描時病變或組織有無強化的標準。以單純性腎囊腫為例，囊腫的診斷標準是：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，增強掃描病變無強化(CT值增強幅度≤10HU)。但是在實際的工作中我們發(fā)現(xiàn)腎臟多層螺旋CT(MDCT)多期強化掃描時，在腎實質強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機型及掃描方式對囊性病變假性強化影響的實驗研究
　　 目的：本部分研究利用體模模型評價腎囊腫在不同腎臟強化背景下、不同掃描方式、不同囊腫直徑及不同CT機對囊腫假性強化的影響。
　　 方法：使用GE Light Speed Pro32和SIEMENS SOMATOM SensationOpen兩種CT機型，設計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象，驗證CT機型和掃描方式（螺旋和斷層）可能產(chǎn)生的影響。腎囊腫假性強化的研究使用一個30cm*21cm*18cm的塑料水箱作為一個模擬人體內(nèi)環(huán)境的水模，用一個直徑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）作為模擬一個腎臟內(nèi)的三個囊腫。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％）的對比劑，達到的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。
　　 結果：GE MDCT機有假性強化的現(xiàn)象發(fā)生，SIEMENS MDCT沒有表現(xiàn)“偽強化”現(xiàn)象。模擬腎囊腫在不同濃度背景測得的CT值范圍是-17.5HU～39.81HU。在1.5％的背景濃度下GE M

5、DCT機螺旋掃描直徑為13mm的實驗管獲得本研究最大CT值(39.81HU)，其CT值的增量也最大，達42.51HU。SIEMENS MDCT機斷層掃描直徑為18mm的實驗管獲得最小值-17.5HU。
　　 采取正交設計的方差分析得到兩種CT機之間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10HU。螺旋掃描

6、方式造成“偽強化”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機中表現(xiàn)的尤為突出。不同的背景濃度對“囊腫”的“偽強化”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化，但是在0％和0.5％的背景濃度下“囊腫”均未出現(xiàn)“偽強化”現(xiàn)象。
　　 第二部分、不同的重建算法及重建層厚對囊性病變假性強化影響的實驗研究
　　 目的：通過前面的研究我們

7、證實不同的CT機與掃描模式對囊性病變CT值的測量會產(chǎn)生影響，腎囊腫假性強化這一現(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模擬腎囊腫體模行CT掃描，評價其對腎囊腫CT值測量產(chǎn)生的影響。
　　 方法：使用同第一部分的體模設計，考慮到腎臟掃描時的實際情況。本部分研究將腎背景濃度設定為40HU（模擬腎臟未強化時的CT值），100HU及140HU（模擬腎臟中等強化的CT值），240HU（模擬腎臟強化最明顯時的CT值）。MDCT

8、掃描機分別為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，標準算法和骨算法兩種重建算法這兩方面因素對腎囊腫CT值測定的影響。同時比較“囊腫”在GE LightSpeed Pro32和SIEMENS SOMA

9、TOM Definition Flash這兩種機型對不同濃度的腎背景下CT值的差異，評價不同條件掃描其CT值是否偏離了囊腫的本身CT值范圍。
　　 結果：GE Light Speed Pro32 CT機在掃描中3個“囊腫”均出現(xiàn)假性強化，其發(fā)生率顯著高于SIEMENS SOMATOM Definition Flash CT。5mm重建層厚GE Light Speed Pro32 CT機標準(Standard)算法和骨(Bone)

10、算法均發(fā)生“偽強化”現(xiàn)象；說明GE MDCT其重建算法對CT值測量影響較小，而SIEMENS SOMATOM Definition Flash CT在B70算法時出現(xiàn)兩個“囊腫”有“偽強化”現(xiàn)象（直徑分別是5mm和18mm），說明SIEMENS雙源CT受重建算法的影響較大，常規(guī)腹部應用B30的重建算法較好。1mm重建層厚GE Light Speed Pro32 CT機標準算法和骨算法仍發(fā)生“偽強化”現(xiàn)象。而SIEMENS雙源CT僅直徑1

11、3mm的“囊腫”在B70重建時出現(xiàn)假性強化。背景濃度是產(chǎn)生“偽強化”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)出假性強化，而SIEMENS雙源CT在B70重建算法、5mm重建層厚時可能出現(xiàn)假性強化的現(xiàn)象的幾率要大一些。
　　 第三部分、雙源CT對病變碘攝取值計量的實驗研究
　　 目的：通過前面的研究我們發(fā)現(xiàn)即使是環(huán)境比較穩(wěn)定的體模研究，“囊腫”CT值的測量也

12、會出現(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用的X射線具有一定的能譜范圍，會不可避免的導致CT值的不準確，進而影響各種定量診斷。SIEMENS雙源CT從理論上可以測定物質內(nèi)部碘含量，從而為更精確的判定組織或病變有無強化及強化程度提供了很好的手段。本研究通過利用體模實驗模型進行不同碘濃度的測量，以驗證該技術的可靠性，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，準直器寬

14、度0.6mm，旋轉時間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固定設置為8.71mGy。將本研究分為四組處理對象：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。
　　 結果：80，140KV5mm重建層厚組與碘含量真實之間無統(tǒng)計學差異（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）與碘含量真實值之間均有統(tǒng)計學意義。四組碘測量值與碘含量真實值之間均具有明顯相關性（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得的碘攝取值之間均無統(tǒng)計學差異(P>0.05

16、)。濃度8、9、10mg/ml的試管在四種掃描條件下測得的碘攝取值之間有統(tǒng)計學差異（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得的CT值之間比較均有統(tǒng)計學差異(P值均小于0.05)。說明不同的電壓及重建層厚條件下對CT值的測量有顯著的影響，其中電壓對CT值的影響更大。
　　 第四部分、腎囊腫假性強化：雙源CT與MD

17、CT的臨床對照研究
　　 目的：本研究收集經(jīng)超聲、MR和CT多期增強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值變化進行對照回顧性分析，觀察腎囊腫假性強化現(xiàn)象，并了解假性強化現(xiàn)象中CT值變化范圍及其受影響的相關因素。
　　 方法：所有研究對象年齡在19～75歲，均采用動態(tài)CT多期掃描，CT診斷為單純腎囊腫的病例(BosniakⅠ型)。研究對象腎囊腫在半年內(nèi)有過超聲和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皮質期、70s皮髓質期及120s均衡期圖像并保存。23個患者26個囊腫采用GEMDCT腹部多期掃描模式，20個患者20個囊腫采用SIEMENS雙源CT腹部多期掃描雙能模式。
　　 結果：一共46個腎囊腫被測量，最小病灶5mm，最大57mm。SIEMENS雙源CT檢測20個囊腫，平均直

19、徑為18.18±13.39mm，其中14例在腎實質之內(nèi)（3例出現(xiàn)假性強化）；4例囊腫50％以上突出于腎輪廓之外（2例出現(xiàn)假性強化）；2例囊腫小于50％突出于輪廓之外（1例出現(xiàn)假性強化）。GEMDCT檢測26個囊腫，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)假性強化）；18例在腎實質之內(nèi)（8例出現(xiàn)假性強化）；3例囊腫50％以上突出于腎輪廓之外（3例出現(xiàn)假性強化）；5例囊腫小于50％突出于輪廓之外（2例出現(xiàn)假

20、性強化）。兩種機型囊腫大小之間無統(tǒng)計學差異（t=-1.297，P=0.201）。SIEMENS雙源CT強化后與平掃之間最大差值為8.74±7.09HU;其中平掃腎實質CT均值為35.84±4.33HU，皮質期（測量腎皮質）為244.28±23.57HU，皮髓質期為133.82±21.50HU，均衡期為136.21±27.84HU。GE MDCT強化后與平掃之間最大差值為11.64±7.37HU。 SIEMENS與GE兩種機型皮髓質期(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)。證實在皮髓質期與均衡期均有“偽強化”的現(xiàn)象的存在。皮質期較平掃CT值平均增加幅度較小，兩期之間比較沒有統(tǒng)計學差異，均值差分別為3.89HU和4.51HU(P>0.05)。皮質期只有5例達到假性強化標準（SIEMENS2例，GE3例）。GE MDCT假性強化的發(fā)生率高于SIEMENS雙源CT，但兩者之間沒有統(tǒng)計

22、學差異(P=0.177)。直徑小于1cm的囊腫在重建層厚5mm假性強化的幾率明顯增大，1mm的薄層圖像有利于CT值的測量，但是薄層圖像依然會出現(xiàn)CT值測量的偏差而出現(xiàn)“偽強化”的現(xiàn)象。
　　 結論：
　　 1.腎囊腫假性強化在體內(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化現(xiàn)象更明顯。
　　 3.在排除部分容積效應的影響的條件下，體外實驗不同直徑的“囊腫”假性強化無規(guī)律性

23、。
　　 4.層厚的選擇應依據(jù)囊腫的大小，薄層圖像會增大CT噪聲，并不利于CT值的測量。
　　 5.重建算法的B值越高出現(xiàn)假性強化現(xiàn)象的機會越大。
　　 6.不同CT機會對囊腫的假性強化產(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有較高的準確性，在物質成分的分析和疾病鑒別診斷等方面有較高的應用價值。
　　 8.通過臨床研究我們同樣證實了腎囊腫假性強化的現(xiàn)象是