CT能谱成像在肾细胞癌诊断中的应用初探

发布时间：2018-04-18 18:09

本文选题：CT + 能谱成像　；参考：《上海交通大学》2014年博士论文

【摘要】：目的通过分析肾细胞癌的能谱CT表现，探讨宝石CT能谱成像（Gemstone Spectral Imaging, GSI）用于鉴别囊性肾癌和肾囊肿的价值，以及用于预测肾透明细胞癌病理分级的可行性，探索宝石能谱CT在肾细胞癌的诊断、鉴别诊断方面的临床应用价值。材料和方法第一部分：CT能谱成像在鉴别囊性肾癌和肾囊肿中的作用回顾性分析11例囊性肾癌和20例肾囊肿患者的宝石能谱CT检查资料，除3例囊性肾癌患者未行门脉期扫描外，所有患者均行常规上腹部CT平扫+增强双期GSI扫描（Discovery CT750HD，GE Healthcare，Milwaukee，USA）。利用Advanced Workstation AW4.4工作站，对图像进行分析及后处理。ROI（Region Of Interest）放置在病灶的囊性区域并尽量避开实质成分，保存相应ROI所测数据文件和CT值衰减曲线（CTattenuation curve）即能谱曲线（spectral Hounsfield unit curve）。获得40-140keV条件下病灶的单能量CT值（以10keV为间隔），各配对基物质浓度，有效原子序数（Effective-Z）等信息。计算能谱曲线斜率k=CT值(70keV) CT值(40keV)/30。采用SPSS21.0统计分析软件，对两组病灶囊性成分的单能量CT值、能谱曲线斜率k、碘-水和钙-水配对基物质浓度、有效原子序数进行独立样本t检验，当P0.05时认为结果具有统计学意义。对于有统计学意义的指标，，通过受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic curve，ROC curve）下面积AUC（AreaUnder Curve）来评价这些指标诊断囊性肾癌的能力及其阈值，并计算最佳阈值的敏感度、特异度。第二部分：肾透明细胞癌Fuhrman分级的能谱CT研究回顾性分析37名肾透明细胞癌患者（36例为单发病例，1例为双侧各一处病灶的多发病例，共计38处病灶）的临床资料和宝石能谱CT影像资料。根据术后病理结果的Fuhrman核分级将其分为高分化组（FuhrmanⅠ-Ⅱ级）和中低分化组（FuhrmanⅢ-Ⅳ级）。所有患者均行常规上腹部CT平扫+增强双期GSI扫描（Discovery CT750HD，GEHealthcare，Milwaukee，USA）。利用Advanced Workstation AW4.4工作站，对图像进行分析及后处理。在常规CT图像上观察，测量并记录肿瘤的部位、大小、形态是否规则、有无钙化、有无坏死、增强后强化方式、强化均匀程度及扫描各期的CT值。能谱参数分析的ROI放置于病灶的最大层面以及同一层面的主动脉内，尽可能避开液化坏死区域，并保存ROI文件、能谱曲线、直方图、散点图及基物质图像（碘基、水基）。根据研究需要记录下40-140keV条件下病灶的单能量CT值（以10keV为间隔）、碘-水配对基物质浓度、有效原子序数（Effective-Z）等信息。计算标准化碘浓度（Normalized Iodine Concentration, NIC），公式为NIC=IClesion/ICaorta，IClesion和ICaorta分别代表病灶和同层主动脉内的碘浓度。采用SPSS21.0统计分析软件对两组肿瘤的各项信息进行统计学分析。通过卡方检验比较患者性别、肿瘤部位、有无症状、肿瘤形态、有无钙化、有无坏死、强化方式、强化均匀程度等非计量指标；通过独立样本t检验比较年龄，肿瘤最大径、140kVp扫描各期的CT值、GSI扫描各单能量水平CT值、能谱曲线斜率、基物质浓度（碘-水）、标准化碘浓度、有效原子序数等计量资料，当P0.05时认为结果具有统计学意义。结果第一部分：CT能谱成像在鉴别囊性肾癌和肾囊肿中的作用 1)囊性肾癌和肾囊肿能谱CT特征性参数的比较本组数据中，囊性肾癌的囊液在动脉期和门脉期各单能量水平的平均CT值均高于肾囊肿，两组间的差异在除了门脉期140keV以外的其他keV水平均有统计学意义（P0.05）。两组病灶的能谱曲线形态明显不同，囊性肾癌的能谱曲线斜率值小于肾囊肿（P0.05）。在基物质浓度和有效原子序数方面，囊性肾癌囊液的碘（水）、钙（水）浓度和有效原子序数均明显高于肾囊肿，差异有统计学意义（P0.05）；但两组间在水（碘）、水（钙）浓度上的差异不具有统计学意义（P0.05）。 2)能谱参数用于鉴别囊性肾癌和肾囊肿灵敏度、特异度 ROC曲线显示上述各项有统计学差异的指标鉴别囊性肾癌和肾囊肿的曲线下面积AUC都大于0.91，特别是40keV水平的CT值这一指标，动脉期和门脉期的AUC分别为0.968和0.969。通过ROC曲线得到了相应能谱参数鉴别囊性肾癌和肾囊肿的阈值、敏感度、特异度。其中，40keV水平CT值用于鉴别囊性肾癌和肾囊肿的阈值为50HU，其动脉期的敏感度、特异度分别为91%、90%，门脉期的敏感度、特异度为88%、90%。第二部分：肾透明细胞癌Fuhrman分级的能谱CT研究肾透明细胞癌高分化组和中低分化组在患者的一般情况（性别、年龄、有无症状及发病部位等）无明显差异（P0.05）。在常规CT表现上，高分化组和中低分化组在肿瘤大小、形态、坏死、钙化、强化方式、强化均匀程度及各期CT值上的差异均无统计学意义（P0.05）。在能谱CT特征性参数方面，两组肿瘤在各个单能量水平上的CT值之间的差异没有统计学意义（P0.05），能谱曲线接近重合。各项物质定量指标，包括碘（水）配对基物质浓度以及有效原子序数方面的差异也不具有统计学意义（P0.05）。结论本次研究发现： 1）囊性肾癌与肾囊肿两者囊液的能谱CT表现有显著差异。在40keV单能量图像上以囊液的CT值大于50HU作为阈值，诊断囊性肾癌的准确度较高，灵敏度、特异度分别为：动脉期91%和90%，门脉期88%、90%。宝石CT能谱成像可以为囊性肾癌与肾囊肿的鉴别诊断提供更多的信息，具有一定的临床应用价值。 2）肾透明细胞癌高分化组（Fuhrman Ⅰ、Ⅱ级）与中低分化组（FuhrmanⅢ、Ⅳ级）肿瘤，在患者的一般情况、常规平扫/增强CT表现以及能谱CT特征性参数上并不存在显著性差异。目前宝石CT能谱成像尚不足以对Fuhrman分级做出准确的评价。
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【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R737.11;R730.44

【参考文献】