能谱CT在胆囊阴性结石诊断中的价值

【摘要】 目的：探讨能谱CT在胆囊阴性结石诊断中的价值。方法：回顾性分析经过超声、MRI或手术证实的10例胆囊阴性结石在能谱CT不同单能量图及基物质图下的征象，对比胆囊阴性结石与肾周脂肪能谱曲线的特征，分析70 keV的CT值直方图胆囊阴性结石CT值的分布范围，通过有效原子序数分析胆囊内结石的成分。结果：能谱CT对10例胆囊阴性结石患者都做出了明确的诊断，阴性结石在40 keV时呈低密度，在140 keV时呈高密度，在脂（水）密度图上呈高密度，在水（脂）密度图上呈低密度，其能谱曲斜率为负值，与脂肪相似，70 keVCT值直方图及有效原子序数范围说明胆囊结节含胆固醇成分，为阴性结石。结论：能谱CT可以确诊胆囊阴性结石及分析结石成分，并可以显示其清晰、精确的空间信息，为临床治疗方案的确定提供有效的帮助。

【关键词】 阴性结石； 诊断； 体层摄影术； X线计算机； 能谱成像

中图分类号 R364 文献标识码 B 文章编号 1674-6805（2015）22-0071-03

doi：10.14033/ki.cfmr.2015.22.038

超声简便、易行，是胆囊阴性结石首选检查方法，但是超声图像空间分辨率低，视野小，临床医生很难从超声图像上得到详细的解剖信息。MRI也可以清晰显示胆囊阴性结石，并且解剖结构清晰，但是MRI检查时间长，部分急症及老年患者很难配合检查。能谱CT检查时间短，绝大多数患者能够很好的配合检查，其图像清晰，并可多参数成像，通过单能量成像、物质分离成像、能谱曲线及有效原子序数等可以清晰显示阴性结石及其周围组织脏器的解剖关系，分析结石成分，使临床医生对患者病情有清晰、准确的了解，以便制定最适合患者病情的治疗方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集笔者所在医院2014年9月-2015年3月经超声、MRI或手术证实的10例胆囊阴性结石患者，其中男6例，女4例，年龄25～60岁，中位年龄40岁。患者突发右上腹绞痛6例，上腹长期、反复隐痛3例，呕吐者5例，无症状偶然发现者1例。

1.2 方法

采用美国GE Discovery CT 750 HD能谱CT机进行检查。扫描参数：GSI模式，螺距0.984，X线管转速0.7 s，床速39.37 mm/rot，管电压为高、低能量（140、80 kVp）瞬时（0.5 ms）切换，管电流为375 mA，GSI AsiR 40%，FOV 35 cm。患者仰卧位，扫描范围从膈顶至胰头下缘。先平扫后增强扫描，增强扫描采用高压注射器经肘正中静脉注射碘海醇（含碘300 mg/ml）70～80 ml，注射速率3.0 ml/s，动脉期扫描时间采用自动扫描触发装置Smart Prep技术监测腹主动脉CT值触发扫描，监测阈值为100 HU，达到阈值后延迟10 s开始扫描，于动脉期30 s后行门静脉期扫描。急症患者（6例）未做肠道准备，其余患者（4例）检查前禁食4～8 h，扫描前15～30 min口服显影比乐500～1000 ml。

1.3 图像处理及分析

在美国GE HeahhCare AW 4.4工作站上进行图像分析。用能谱分析软件，重建出40～140 keV共101个单能量图像，用物质分离技术分别做出脂（水）密度图和水（脂）密度图，并绘制出胆囊阴性结石、胆囊内液体及肾周脂肪的能谱曲线。在70 keV单能量图上，将ROI放置在阴性结石上，做出阴性结石CT值的直方图，再做出有效原子序数图，测出有效原子序数。

2 结果

10例经超声、MRI（图1A、B）或手术证实的胆囊阴性结石病例，共发现阴性结石15颗，每个胆囊内阴性结石数为1～3个，大小为0.2～2.5 cm。每个胆囊阴性结石在能谱CT上有共同的表现，40 keV时呈低密度（图2A），70 keV时呈等或稍低密度（图2B），140 keV时呈高密度（图2C）；在脂（水）密度图上呈高密度（图3A），在水（脂）密度图上呈低密度（图3B）；其能谱曲线呈弓背向上走行，斜率k为负值，与脂肪相似，在40 keV时，胆汁和结石的CT值相差最大，65 keV时2条能谱曲线交叉（图4，曲线1为结石，曲线2为肾周脂肪，曲线3为胆汁）；70 keV CT值直方图显示胆囊阴性结石的部分CT值在0HU以下（图5）；有效原子序数伪彩图胆囊阴性结石呈深蓝色，与周围胆汁形成鲜明对比，测得本组10例胆囊阴性结石有效原子序数范围为6.0～6.5，与脂肪接近（5.9～6.3），可判定为胆固醇结石（图6）。伴发急性胆囊炎者6例，结石嵌顿者5例，慢性胆囊炎3例，无症状者1例。

图3 讨论

胆囊结石根据化学成分不同，分为胆固醇性、胆色素性和混合性胆结石[1]。胆囊阴性结石多为胆固醇类结石，其胆固醇含量可达70%以上，胆固醇含量不同，阴性结石在传统CT上可呈等密度或低密度（结石密度与胆固醇含量呈反比），与胆汁密度接近或相等，难以发现，常造成漏诊。而能谱CT多参数成像不仅可以清晰显示阴性结石，并且确定其胆固醇成分。临床上对胆固醇型胆囊结石，可以先行非手术治疗，即溶石治疗，如非手术治疗无效，再考虑手术治疗[2]。因此阴性结石成分的确定对其病因的探究、治疗方法的选择和结石清除后预防复发等都有一定帮助。

能谱CT成像（gemstone spectral imaging，GSI）是通过对X线管和探测器进行革新，单一X线管高低双能（80 kVp和140 kVp）瞬时切换（

在能谱CT单能量成像与物质分离上，单能量成像是处于某能量水平的X线穿过物体后产生的衰减图像。当X线光子能量处于30～140 keV时，任何一种物质的衰减系数都可以用两种基础物质的衰减系数的加权和来表示，从而将求解CT值转化为求解基物质对的密度值，能谱CT就是通过双能量成像获得的基物质密度数据来演算出不同能量水平的单能量图像。能谱CT成像中70 keV水平时图像噪声最低[4]，且对应了传统CT腹部成像中X线管电压为120 kVp时的平均能量，因此本组病例70 keV水平的图像相当于传统CT图像，图像上阴性结石呈等密度，无法诊断。能谱CT能使同一物质在不同单能X线下表现出不同的密度特征，同时也能体现出各个单能X线下不同物质的差别程度。低70 keV时，低能量X线穿透力低，图像上组织的对比增强而噪声增高，使在常规CT上CT值相近的组织在低能量时有较明显的密度差别，可以使含脂类的等、低密度结石凸现出来，本组阴性结石在40 keV显示最清晰，与周围胆汁相比呈明显低密度；高keV时，阴性结石的CT值增高，使传统CT上等、低密度结石呈现高密度，与周围低密度的胆汁分辨开来。选择合适的能量水平可以提高单能量图像上病灶的显示对比度[5]。脂和水物质分离，可将含脂的结石和胆囊内以水为主的胆汁分离开，在脂（水）密度图显示胆囊内结石为高密度；在水（脂）密度图结石呈低密度，可以在一定程度上提示胆囊结石的成分为胆固醇。

能谱曲线是描述X线束穿过某种物质时的衰减情况的曲线，用40～140 keV不同单能量下组织相应的平均CT值来表示[6]，是由组成物质的化学分子结构决定的，可以用CT值衰减曲线的差异来区分人体内不同化学成分。CT值衰减曲线的差异可以用曲线斜率来进行定量评估[7]。本组病理选取同层肾周的脂肪进行比较，脂肪的能谱曲线表现为弓背向上的上升型曲线，其斜率k为负值，胆囊阴性结石的能谱曲线也表现为弓背向上的上升型曲线，其k值也为负值，与脂肪相似，提示阴性结石为含脂质成分的结石，即胆固醇结石（胆固醇和脂肪都属于脂质，具有相似的能谱曲线）；胆汁的能谱曲线基本为水平走行的直线，CT值基本都为0HU，主要成分为水，阴性结石在40 keV时与胆汁CT值差别最大，提示在40 keV的单能量图上阴性结石最容易显示；65 keV时2条能谱曲线交叉，提示65 keV的单能量图上阴性结石与胆汁等密度，不能显示。

70 keV CT值直方图在物质密度图像的分析中，是用来观察不同ROI中体素分布的最好方法，横坐标代表不同的CT值，纵坐标对应该CT值所占的比例。70 keV CT值直方图显示胆囊阴性结石的部分CT值在0HU以下的脂肪密度区，提示胆囊结石内含有一定比例的脂质成分，可以进一步提示胆囊阴性结石的成分为胆固醇。

有效原子序数（Effective-Z）：如果某元素对X线的质量衰减系数与某化合物或混合物的质量衰减系数相同，该元素的原子序数称为某化合物或混合物的有效原子序数。原子序数图也在一定程度上说明胆囊内不同于胆汁的结石成分，本组病例伪彩图胆囊阴性结石呈深蓝色，与周围胆汁形成明显对比，说明它们的物质成分完全不同。因此伪彩图有利于肉眼更加直观地观察结石的存在。本组病例测得有效原子序数范围为6.0～6.5，与脂肪相似（5.9～6.3），可进一步判定其为胆固醇结石。

能谱CT的增强扫描对阴性结石本身的诊断是不必要的，但是胆囊结石多会引起胆囊炎，严重时甚至可以累及肝脏、胰腺等周围脏器，甚至可能出现胆囊穿孔、腹膜炎，这时增强扫描可以提供更多的影像信息，并且当胆囊结石伴发胆囊肿瘤等非炎性病变时，可防止漏诊。

总之，能谱CT的综合分析平台（单能单keV、脂与水密度图、能谱曲线、有效原子序数），为胆囊阴性结石的检出和其成分的分析提供了简便、安全、可靠的全新工具；同时其快速扫描模式能减少呼吸、胃肠蠕动所产生的伪影，其容积扫描有利于观察胆囊及其周围脏器受累情况，使腹部解剖结构显示得更加直观和精细，为胆囊结石诊断提供了更多的影像信息。能谱CT有望成为临床日常工作中对胆囊阴性结石诊断的有效方法。

参考文献

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[3]张晓鹏.探索的精神与乐趣――CT能谱成像临床应用研究中的思考[J].中华放射学杂志，2011，45（8）：709-712.

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[6] Li M，Zheng X，Li J，et al.Dual-energy computed tomography imaging of thyroid nodule specimens：comparison with pathologic findings[J].Invest Radiol，2012，47（1）：58-64.

[7]李小虎，余永强，王万勤，等.CT能谱成像对肾结石成份分析的初步研究[J].中华放射学杂志，2011，45（12）：1216-1219.

（收稿日期：2015-04-08） （编辑：程旭然）