甲状腺结节的能谱CT研究

【摘要】体模溶液碘含量的能谱CT定量研究一、研究目的：使用能谱CT定量分析体模中已知浓度溶液的碘含量,探讨能谱成像进行物质分离的可行性和准确性。二、材料和方法：实验材料将碘含量为350mg/ml的X线对比剂欧乃派克(碘帕醇,GE药业,美国)溶液,用蒸馏水分别稀释成18种不同的浓度(mg/ml),其中的1号管至9号管由10号管中浓度再按不同百分比例进行梯度稀释,分装于每支容量为50m1硬塑料管中,再集中摆放于统一体模托架中。自第1至第18号管体模溶液碘浓度依次为0.35mg/ml、0.53mg/ml、0.70mg/ml、0.88mg/ml、1.05mg/ml、1.23mg/ml、1.40mg/ml、1.58mg/ml、1.75mg/ml、1.75mg/ml、3.50mg/ml、5.25mg/ml、7.00mg/ml、8.75mg/ml、10.50mg/ml、12.25mg/ml、14.00mg/ml、15.75mg/ml。使用GE公司宝石CT(DiscoveryCT750HD)进行扫描,选择FOV=25cm,层厚=1.25mm,采用GSI扫描模式,球管旋转速度为0.8s/转,毫安为600mA。图像后处理及数据分析GSI图像采用GSI-Viewer软件处理,测量溶液中的碘含量。根据CT能谱曲线,扫描所获图像数据使用仪器自备专用的能谱图像分析软件GSI-viewer,测定基物质图像和单能量数据,测量及分析的数据包括：1.不同含碘量体模试管内溶液的碘浓度数据；2.计算各个感兴趣区的CT值衰减曲线的斜率；3.不同含碘量体模试管内溶液的的平均CT值。三、结果18个体模试管中不同浓度溶液的碘含量测量值与真实含量值相吻合;GSI碘浓度测量值与碘含量真实值之间均具有明显相关性(r均为0.998,P为0.000);测量值与碘含量真实值之间差异无统计学差异(P=0.73>0.05)。四、结论能谱CT物质分离技术对含碘溶液碘浓度测定值与实际碘浓度值一致,可用于进一步对物质(器官与组织)碘含量的定量研究。甲状腺结节手术标本的能谱CT研究一、研究目的：通过对甲状腺结节标本的能谱CT扫描并与病理结果对照分析,探讨良、恶性甲状腺结节及甲状腺结节内不同成分的能谱CT表现特征。二、材料和方法：本研究共收集到108例新鲜的甲状腺结节手术标本,其中男性39例(年龄18-75岁,平均年龄42.3岁),女性68例(年龄17-71岁,平均年龄43.5岁)。所有甲状腺病变标本于术后固定前立即进行能谱CT扫描,之后送病理科进行病理检查。能谱成像获得以碘和水为基物质的基物质图和能量从40keV到140keV的单能量图。能谱CT图像分析：用能谱CT自备GSI-viewer分析软件进行数据测量和图像分析,测量数据包括：1.在碘和水基物质图像上同时测量①病灶与周围甲状腺组织的碘、水的浓度；②病灶内部不同成分的碘和水的浓度数据。2.在能谱图上(40keV到140keV)获得①病灶及背景的CT值衰减曲线；②病灶内部不同成分的CT值衰减曲线；并计算各个感兴趣区的CT值衰减曲线的斜率。斜率计算方法为：取40keV和100keV两点连线,根据与其对应的纵坐标进行计算,即斜率=(HU40keV-HU100keV)/60。3.在有效原子序数图像上测量并分析①病灶与周边甲状腺组织的有效原子序数；②病灶内部不同成分的有效原子序数。4.在QC图像上测量并分析①病灶及周边甲状腺组织的CT值；②病灶内部不同成分的CT值。三、结果甲状腺结节的能谱CT特征与病理联系在108例甲状腺手术标本共检出180个结节,病理报告结节性甲状腺肿54例(共104个结节),滤泡性腺瘤31例(共46个结节),乳头状癌16例,甲状腺囊肿7例(共14个结节,其中结节性甲状腺肿完全囊变10个,滤泡性腺瘤完全囊变4个),共检出180个结节病灶。1、良、恶性甲状腺结节的能谱CT图像及数据分析碘含量结节性甲状腺肿组和甲状腺腺瘤组(P=0.931)、乳头状癌组与甲状腺结节完全囊变组(P=0.953)差别无统计学意义。乳头状癌组和结节性甲状腺肿组间(P=0.000)、乳头状癌组和甲状腺腺瘤组间(P=0.000)、结节性甲状腺肿组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)、甲状腺腺瘤组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)的差异均有统计学意义。各组病灶周边甲状腺组织之间的碘含量差异均无统计学意义(P=0.924)。水含量统计分析显示各组结节病灶实性成分的含水量差别无明显统计学意义。乳头状癌病灶周围甲状腺组织与囊变结节周围甲状腺组织(P=0.044)的水含量差异有明显统计学意义。余各组病灶周围甲状腺组织的水含量数据差别无明显统计学意义。CT能谱曲线斜率结节性甲状腺肿组和甲状腺腺瘤组间(P=0.997)、乳头状癌组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.980)差别无统计学意义；结节性甲状腺肿组和乳头状癌组间(P=0.000)、腺瘤和乳头状癌组间(P=0.000)、结节性甲状腺肿组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)、甲状腺腺瘤组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)病灶CT值衰减曲线斜率差异有显著统计学意义。各组病灶周边甲状腺组织CT值曲线斜率之间的差异无明显统计学意义。CT值乳头状癌组与结节性甲状腺肿组(P=0.000)、乳头状癌组与腺瘤组(P=0.001)常规CT值差异有明显统计学意义。甲状腺结节完全囊变组与结节性甲状腺组(P=0.000)及甲状腺腺瘤组间(P=0.01)常规CT值差异有明显统计学意义。乳头状癌组与甲状腺结节完全囊变组(P=0.976)常规CT值差异无明显统计学意义。结节性甲状腺肿组与甲状腺腺瘤组(P=0.397)常规CT值差异无明显统计学意义。各组病灶周围甲状腺组织CT值数据差异均无明显统计学意义。有效原子序数分析结节性甲状腺肿组和甲状腺腺瘤组间(P=0.898)、乳头状癌组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.999)差别无统计学意义。结节性甲状腺肿组和乳头状癌组间(P=0.000)、腺瘤和乳头状癌组间(P=0.000)、结节性甲状腺肿组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)、甲状腺腺瘤组与甲状腺结节完全囊变组间(P=0.000)间病灶有效原子序数差异有显著统计学意义。各组病灶周边甲状腺组织之间的有效原子序数差异无统计学意义。2、甲状腺结节内部成分的能谱CT分析本组108例共180个甲状腺结节中,40例大体标本结节内出血(其中14个结节为腺瘤伴出血,26例为结节性甲状腺肿伴出血),病灶内含囊性变共107个。甲状腺周围甲状腺组织(即背景)180个。以及分别测定乳头状癌结节16个、结节性甲状腺肿结节104个、腺瘤46个。碘含量甲状腺结节内出血和囊变间(P=0.074)、出血和乳头状癌间(P=0.500)、囊变和乳头状癌间(P=1.000)、结甲和腺瘤间(P=1.000)的碘含量差异无明显统计学意义。出血与背景(P=0.000)、出血与结甲(P=0.000)、出血与腺瘤(P=0.000)、囊变与背景(P=0.000)、囊变与结甲(P=0.000)、囊变与腺瘤(P=0.000)、背景与乳头状癌(P=0.000)、背景与结甲(P=0.000)、背景与腺瘤(P=0.000)、乳头状癌与结甲(P=0.000)、乳头状癌与腺瘤(P=0.000)之间碘含量差异有明显统计学意义。水含量甲状腺结节内出血的水含量与其它成分的水含量差异均有明显统计学意义(P=0.000),出血成分的水含量明显高于其它成分的水含量。囊变与背景(P=0.000)、背景与乳头状癌(P=0.026)、背景与结甲(P=0.002)、背景与腺瘤(P=0.000)之间水含量差异有统计学意义。囊变和乳头状癌(P=1.000)、囊变和结甲(P=0.087)、囊变和腺瘤(P=1.000)、乳头状癌和结甲(P=1.000)、乳头状癌和腺瘤(P=1.000)、结甲和腺瘤(P=0.119)之间水含量差异无明显统计学意义。CT能谱曲线斜率甲状腺结节与周围甲状腺组织的CT能谱曲线斜率有明显统计学意义,即结节周围组织的能谱曲线斜率高于其它成分(P=0.000)。出血与囊变(P=0.001)、出血与结甲(P=0.000)、出血与腺瘤(P=0.000)、囊变与结甲(P=0.000)、囊变与腺瘤(P=0.000)、乳头状癌与结甲(P=0.000)、乳头状癌与腺瘤(P=0.000)的CT能谱曲线斜率差异有明显统计学意义。出血和乳头状癌(P=0.211)、囊变和乳头状癌(P=1.000)、结甲和腺瘤(P=1.000)之间的CT能谱曲线斜率差异无明显统计学意义。常规CT值甲状腺结节周围组织与结节内各种成分之间的CT值差异均有明显统计学意义(P=0.000),即背景的CT值高于结节所含成分。出血与囊变(P=0.000)、出血与乳头状癌(P=0.000)、出血与腺瘤(P=0.006)、囊变与结甲(P=0.000)、囊变与腺瘤(P=0.000)、乳头状癌与结甲(P=0.000)、乳头状癌与腺瘤(P=0.010)之间CT值差异均有明显统计学意义。出血和结甲(P=0.369)、囊变和乳头状癌(P=1.000)、结甲和腺瘤(P=0.711)差异无统计学意义。有效原子序数甲状腺结节周围组织与其它成分的原子序数差异有明显统计学意义,即背景的原子序数明显高于其它结节成分(P=0.000)。出血与其它成分的原子序数差异有明显统计学意义。出血与囊变(P=0.000)、背景(P=0.000)、结甲(P=0.000)、腺瘤(P=0.000)及乳头状癌(P=0.026)差异有统计学意义。乳头状癌与结甲及腺瘤(P=0.000)的原子序数差异具有明显统计学意义,即乳头状癌成分的有效原子序数低于结甲及腺瘤成分。囊变和乳头状癌(P=1.000),结甲和腺瘤(P=1.000)之间的有效原子序数差异无明显统计学意义。3、不同能谱CT参数对结节内不同成分间的鉴别价值结节内出血与囊变的鉴别ROC2显示出血与囊变在常规CT值上差别有明显统计学意义。采用CT值诊断出血和囊变的AUC为0.9771,而水含量诊断出血和囊变的AUC为0.9942,故两者对鉴别出血和囊变的诊断价值都较高(AUC大于0.90),其中水含量对出血和囊变的诊断价值高于CT值的诊断价值；而曲线斜率、碘含量及有效原子序数对出血和囊变无诊断价值(AUC小于0.50)。结节内出血与背景组织的鉴别ROC3显示水含量诊断出血和背景甲状腺组织的AUC=0.9862,故对鉴别出血的价值较高(AUC小于0.50为无价值,0.50-0.70为价值较低,0.7-0.9为价值中等,大于0.90为价值高)；而CT值、能谱CT曲线斜率、碘含量及有效原子序数对于诊断出血和病灶周围的甲状腺组织都没有明显价值(AUC小于0.50)。结节内出血与乳头状癌的鉴别ROC4显示常规CT值和水含量诊断出血和乳头状癌的AUC均为1.00,故两者诊断价值较高(AUC大于0.90)；而曲线斜率、碘含量及有效原子序数对诊断结节内出血和乳头状癌没有价值(AUC小于0.50)。结节内出血与结甲的鉴别ROC5显示CT值和水含量对鉴别结节内出血和结甲中的实性成分均有价值,其中水含量(AUC为0.9868)的诊断价值高于CT值(AUC0.6547)；而曲线斜率、碘含量及有效原子序数三者对诊断结节内出血和结甲中的实性成分没有价值(AUC小于0.50)。结节内出血与腺瘤的鉴别ROC6显示CT值和水含量对鉴别结节内出血成分和甲状腺腺瘤的实性成分均有价值,其中水含量(AUC为0.9995)的诊断价值高于CT值(AUC为0.7304)；而曲线斜率、碘含量及有效原子序数三者对于诊断出血成分和腺瘤实性成分没有明显价值(AUC小于0.50)。结节囊变与背景组织的鉴别ROC7显示CT值、曲线斜率、碘含量和原子序数对诊断囊变和甲状腺结节周围的甲状腺组织的价值都较高(AUC均大于0.90),而水含量数据对于鉴别囊变与背景织价值一般。结节囊变与乳头状癌的鉴别ROC8显示CT值、碘含量、水含量及有效原子序数对诊断囊变和乳头状癌中的实性成分均有诊断价值,但诊断价值较低(AUC在0.50～0.70之间)；而曲线斜率对囊变和乳头状癌中的实性成分无诊断价值(AUC小于0.50)。结节囊变与结甲的鉴别ROC9显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对囊变和结甲中的实性成分均无诊断价值(AUC小于0.50)。结节囊变与腺瘤的鉴别ROC10显示水含量对结节囊变和腺瘤中的实性成分有诊断价值,但其诊断价值一般(AUC在0.50～0.70之间)；而CT值、曲线斜率、碘含量及有效原子序数对囊变和腺瘤中的实性成分均无诊断价值(AUC小于0.50)。乳头状癌和背景组织的鉴别ROC11显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对鉴别乳头状癌和背景组织均有价值,其中CT值、曲线斜率、碘含量及有效原子序数的诊断价值较高(AUC大于0.90)；而水含量的诊断价值一般(AUC为0.7167)。背景组织与结甲的鉴别ROC12显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对鉴别背景组织和结甲均价值,其中CT值、曲线斜率、碘含量及有效原子序数的诊断价值一般(AUC在0.70～0.90之间);而水含量对两者的诊断价值较低(AUC在0.50～0.70之间)。背景组织与腺瘤实性成分的鉴别ROC13显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对背景甲状腺组织和腺瘤均有诊断价值,诊断价值一般(AUC在0.70～0.90之间)。乳头状癌和结甲的鉴别ROC14显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对鉴别乳头状癌实性成分和结甲实性成分均有价值,其中曲线斜率、碘含量及有效原子序数的诊断价值较高(AUC大于0.90),CT值的诊断价值一般(AUC在0.70～0.90之间),而水含量的诊断价值较低(AUC在0.50～0.70之间)。乳头状癌与腺瘤的鉴别ROC15显示CT值、曲线斜率、碘含量及有效原子序数对鉴别乳头状癌和腺瘤均有价值,其中曲线斜率、碘含量及有效原子序数的诊断价值较高(AUC大于0.90),CT值的诊断价值一般(AUC在0.70～0.90之间),而水含量对乳头状癌和腺瘤没有诊断价值(AUC小于0.50)。结甲与腺瘤的鉴别ROC16显示CT值、曲线斜率、碘含量、水含量及有效原子序数对鉴别结甲与腺瘤均无明显诊断价值(AUC小于0.50)。6小结①宝石能谱CT成像通过物质分离技术能够获得物质分离图像,能够量化感兴趣区内的碘含量和有效原子序数,能谱CT成像提供了一种甲状腺结节鉴别诊断的新方法。②能谱CT图像能够分析甲状腺结节内的不同成分,例如出血、囊变等。③不同能谱CT参数对于甲状腺结节内的成分鉴别价值不同,其中水含量、碘含量及有效原子序数诊断价值较高。在体甲状腺结节的能谱CT成像初探一、研究目的：通过对在体甲状腺结节的能谱CT扫描并与病理结果对照分析,探讨不同性质甲状腺结节的能谱CT表现。二、材料和方法：本研究共52例甲状腺结节患者术前进行了能谱CT检查,其中男性24例(年龄21-72岁,平均年龄50.6岁),女性28例(年龄18-69岁,平均年龄47.7岁)。能谱CT图像分析采用仪器自备GSI-viewer分析软件进行数据测量及图像分析。测量及分析的数据包括：Ⅰ在碘和水基物质图像上同时测量病灶及周围甲状腺组织的碘和水的浓度数据。Ⅱ在能谱图像上(40keV到140keV)获得病灶及周围背景组织的CT值衰减曲线：并计算各个感兴趣区的CT值衰减曲线的斜率,斜率计算方法为：取40keV和100keV两点连线,根据与其对应的纵坐标进行计算,即斜率=(HU40keV-HU100keV)/60；Ⅲ在有效原子序数图像上测量并分析病灶及周边甲状腺组织的有效原子序数；Ⅳ在QC图像上测量并分析病灶及周边甲状腺组织的CT值。三、结果甲状腺结节的临床及病理结果52例甲状腺结节患者中共有结节67枚,其中结节性甲状腺肿21例共30个结节(不含完全囊变结节)；滤泡性腺瘤18例共24个结节(不含完全囊变结节)；乳头状癌7例(共7个结节),6例囊肿(结甲囊变4例,2例腺瘤囊变)。CT值囊变成分CT值低于结甲、腺瘤、乳头状癌病灶中实性成分；乳头状癌的CT值低于结甲及腺瘤实性成分；结甲与腺瘤的CT值无明显差异。不同病变周围甲状腺组织的CT值比较,囊变结节周围甲状腺组织的CT值较其它组低。其它三组结节周围甲状腺组织CT值近似。碘含量囊变的碘含量明显低于其它三组病变,乳头状癌病灶的碘含量低于结甲及腺瘤病变,结甲与腺瘤病灶的碘含量较接近。囊变结节周围甲状腺组织的碘含量低于其它三组。其余三组病变周围甲状腺组织碘含量较接近。水含量囊变、结甲、腺瘤、乳头状癌四种病灶中实性成分及病灶周围甲状腺组织的水含量较接近。CT能谱曲线斜率囊变结节的CT能谱曲线斜率低于结甲、腺瘤、乳头状癌病灶中实性成分的斜率,乳头状癌病灶的CT能谱曲线斜率低于结甲及腺瘤,腺瘤与结甲病灶实性成分的CT能谱曲线斜率较接近。囊变结节周围甲状腺组织的CT能谱曲线斜率低于其它三组,其它三组病变周围甲状腺组织的CT能谱曲线斜率较接近。有效原子序数囊变病灶的有效原子序数与乳头状癌病灶的有效原子序数较接近,且均低于结甲及腺瘤病灶的有效原子序数。结甲与腺瘤的有效原子序数近似。囊变病灶周围甲状腺组织的有效原子序数低于其它三组。其它三组病灶周围甲状腺组织的有效原子序数较接近。四、小结①能谱CT成像对于不同性质的甲状腺结节具有一定的鉴别诊断能力。②由于本组病例较少,尚需进一步扩大样本量进行研究。
【作者】李铭；
【导师】滑炎卿；
【作者基本信息】复旦大学，影像医学与核医学，2012，博士
【关键词】X线计算机；断层摄影术；体模；能谱成像；碘含量；甲状腺结节；甲状腺标本；接受者特征性操作曲线；断层摄影；

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